Immune response to MMTV infection.

Mouse mammary tumor virus (MMTV) has developed a strategy of exploitation of the immune response. It infects dendritic cells and B cells and requires this infection to establish an efficient chronic infection. This allows transmission of infection to the mammary gland, production in milk and infection of the next generation via lactation. The elaborate strategy developed by MMTV utilizes several key elements of the normal immune response. Starting with the infection and activation of dendritic cells and B cells leading to the expression of a viral superantigen followed by professional superantigen-mediated priming of naive polyclonal T cells by dendritic cells and induction of superantigen-mediated T cell B cell collaboration results in long-lasting germinal center formation and production of long-lived B cells that can later carry the virus to the mammary gland epithelium. Later in life it can induce transformation of mammary gland epithelium by integrating close to proto-oncogenes leading to their overexpression. Genes encoding proteins of the Wnt-pathway are preferential targets. This review will put these effects in the context of a normal immune response and summarize important facts on MMTV biology.

Secretory IgA and intestinal epithelial cells at the interface between homeostasis regulation and protection against infection

RESUME DESTINE A UN LARGE PUBLICL'intestin est le siège d'intenses agressions de la part de l'ensemble des aliments ingérés, de bactéries agressives dites pathogènes mais également de bactéries dites commensales peuplant naturellement les surfaces intestinales muqueuses. Pour faire face, notre organisme arbore de nombreux niveaux de protections tant physiques, chimiques, mécaniques mais aussi immunitaires. La présence d'un type particulier de cellules, les cellules épithéliales (IEC) assurant une protection physique, ainsi que la production d'anticorps spécialisés par le système immunitaire appelés immunoglobulines sécrétoires A (SlgA) servent conjointement de première ligne de défense contre ces agressions externes. Néanmoins, comment le dialogue s'articule entre ces deux partenaires reste incomplet.Nous avons donc décidé de mimer ces interactions en modélisant les surfaces muqueuses par une monocouche de cellules différenciées en laboratoire. Des souches bactériennes isolées de l'intestin humain seules ou associées à des SlgA non-spécifiques ont été mises au contact de ce modèle cellulaire nous permettant de conclure quant à la présence effective d'une modulation du dialogue bactérie/lEC impliquant une activation de la réponse cellulaire vers un état de tolérance mutuelle. De façon surprenante, nous avons par ailleurs mis en évidence un type d'interaction nouveau entre ces anticorps et ces bactéries. Une étude biochimique nous a permis de détailler un nouveau rôle des SlgA médié par les sucres présents à leur surface dans le maintien d'une relation pacifique avec les commensaux perpétuellement présents, relations qualifiées d'homésostase intestinale.Le rôle protecteur des SlgA a par ailleurs été abordé pour avoir une meilleure appréhension de leur impact au niveau cellulaire lors d'infection par Shigella flexneri, bactérie causant la Shigellose, diarrhée sanglante responsable de la mort de plus d'un million de personnes chaque année. Basée sur le même modèle cellulaire, cette étude nous a permis de démontrer une nouvelle entrée de ce pathogène directement via les IEC. La présence d'anticorps spécifiques à la surface des bactéries restreint leur champs d'action contre les cibles intracellulaires identifiées que sont les filaments soutenant le squelette de la cellule, les fibres d'actine ainsi que les jonctions serrées, réseaux de protéines clés des interactions entre cellules. Cette ouverture au niveau cellulaire apporte un nouvel élan quant à la compréhension du rôle protecteur des SlgA lors d'attaques de l'intestin, protection semblant dépendante d'une agrégation des bactéries.Pour finir, nous avons mis en évidence la détection directe par les cellules de la présence d'anticorps libres dans l'intestin ajoutant une nouvelle réplique dans le dialogue complexe entre ces deux piliers de l'équilibre intestinal que sont les SlgA et les cellules épithéliales.RESUMELa muqueuse intestinale est dotée d'un réseau complexe de protections physico-chimiques, mécaniques ou immunologiques. Associées à un système immunitaire omniprésent, les cellules épithéliales intestinales {IEC) bordant la lumière intestinale ont la double tâche de protéger l'intérieur de l'organisme stérile contre l'invasion et la dissémination d'agents pathogènes, et de maintenir une relation pacifique avec la flore intestinale, rôles également joués par les immunoglobulines sécrétoires A (SlgA), anticorps les plus abondamment présents à la surface des muqueuses. Tant les IEC que les SlgA sont ainsi décrites comme convergeant vers le même objectif ; néanmoins, les rouages de leurs interactions restent largement inconnus.Pour répondre à cette question, des monocouches épithéliales reconstituées in vitro ont été incubées avec des souches commensales telles que des Lactobacillus ou des Bifodobacteria, seules ou complexées avec des SlgA non-spécifiques, nous permettant de décrypter l'influence des SlgA sur la détection des bactéries par les IEC, favorisant l'adhésion bactérienne et la cohésion cellulaire, augmentant l'activation de la voie NF-κΒ ainsi que la sécrétion de la cytokine thymic stromal lymphopoietin contrairement à celle de médiateurs pro-inflammatoires qui reste inchangée. Par ailleurs, une interaction Fab-indépendante est suggérée dans l'interaction SlgA/bactéries. Comme une interaction de faible affinité a été décrite comme prenant naturellement place au niveau de l'intestin, nous avons donc disséqué les mécanismes sous- jacents en utilisant un large spectre de bactérie associés à des protéines soit recombinantes soit isolées à partir de colostrum, mettant en évidence un rôle crucial des N-glycanes présents sur la pièce sécrétoire et soulignant une nouvelle propriété des SlgA dans l'homéostase intestinale.Intrinsèquement liés aux caractéristiques des SlgA, nous nous sommes également focalisés sur leur rôle protecteur lors d'infection par l'enteropathogène Shigella flexneri reproduites in vitro sur des monocouches polarisées. Nous avons tout d'abord démontré une nouvelle porte d'entrée pour ce pathogène directement via les IEC. L'agrégation des bactéries par les SlgA confère aux cellules une meilleure résistance à l'infection, retardant croissance bactérienne et entrée cellulaire, affectant par ailleurs leur capacité à cibler le cytosquelette et les jonctions serrées. La formation de tels cargos détectés de façon biaisée par les IEC apparaît comme une explication plausible au maintien de la cohésion cellulaire médiée par les SlgA.Enfin, le retrotransport des SlgA à travers les IEC a été abordé soulignant une participation active de ces cellules dans la détection de l'environnement extérieur, les impliquant possiblement dans l'activation d'un état muqueux stable.Conjointement, ces résultats indiquent que les SlgA représentent l'un des éléments-clés à la surface de la muqueuse et soulignent la complexité du dialogue établi avec l'épithélium en vue du maintien d'un fragile équilibre intestinal.ABSTRACTThe intestinal mucosa is endowed with a complex protective network melting physiochemical, mechanical and immunological features. Beyond the ubiquitous intestinal immune system, intestinal epithelial cells (IEC) lying the mucosal surfaces have also the dual task to protect the sterile core against invasion and dissemination of pathogens, and maintain a peaceful relationship with commensal microorganisms, aims also achieved by the presence of high amounts of secretory immunoglobulins A (SlgA), the most abundant immunoglobulin present at mucosal surfaces. Both IEC and SlgA are thus described to converge toward the same goal but how their interplay is orchestrated is largely unknown.To address this question, in vitro reconstituted IEC monolayers were first apically incubated with commensal bacteria such as Lactobacillus or Bifodobacteria strains either alone or in complexes with non-specific SlgA. Favoring the bacterial adhesion and cellular cohesion, SlgA impacts on the cellular sensing of bacteria, increasing NF-κΒ activation, and leading to cytokine releases restricted to the thymic stromal lymphopoietin and unaffected expression of pro-inflammatory mediators. Of main interest, bacterial recognition by SlgA suggested a Fab-independent interaction. As this low affinity, called natural coating occurs in the intestine, we further dissected the underlying mechanisms using a larger spectrum of commensal strains associated with recombinant as well as colostrum-derived proteins and pinpointed a crucial role of N-glycans of the secretory component, emphasizing an underestimated role of carbohydrates and another properties of SlgA in mediating intestinal homeostasis.As mucosal protection is also anchored in SlgA and IEC features, we focused on the cellular role of SlgA. Using IEC apical infection by the enteropathogen Shigella flexneri, we have first demonstrated a new gate of entry for this pathogen directly via IEC. Specific SlgA bacterial aggregation conferred to the cells a better resistance to infection, delaying bacterial growth and cellular entry, affecting their ability to damage both the cytoskeleton and the tight junctions. Formation of such big cargos differentially detected by IEC appears as a plausible explanation sustaining at the cellular level the antibody-mediated mucosal protection.Finally, SlgA retrotransport across IEC has been tackled stressing an active IEC sensing of the external environment possibly involved in the steady-state mucosal activation.All together, these results indicate that SlgA represents one of the pivotal elements at mucosal surfaces highlighting the complexity of the dialogue established with the epithelium sustaining the fragile intestinal balance.The Intestinal mucosa is endowed with a complex protective network melting physiochemical, mechanical and immunological features. Beyond the ubiquitous intestinal immune system, intestinal epithelial cells (IEC) lying the mucosal surfaces have also the dual task to protect the sterile core against invasion and dissemination of pathogens, and maintain a peaceful relationship with commensal microorganisms, aims also achieved by the presence of high amounts of secretory immunoglobulins A (SlgA), the most abundant immunoglobulin present at mucosal surfaces. Both IEC and SlgA are thus described to converge toward the same goal but how their interplay is orchestrated is largely unknown.To address this question, in vitro reconstituted IEC monolayers were first apically incubated with commensal bacteria such as Lactobacillus or Bifodobacteria strains either alone or in complexes with non-specific SlgA. Favoring the bacterial adhesion and cellular cohesion, SlgA impacts on the cellular sensing of bacteria, increasing NF-κΒ activation, and leading to cytokine releases restricted to the thymic stromal lymphopoietin and unaffected expression of pro-inflammatory mediators. Of main interest, bacterial recognition by SlgA suggested a Fab-independent interaction. As this low affinity, called natural coating occurs in the intestine, we further dissected the underlying mechanisms using a larger spectrum of commensal strains associated with recombinant as well as colostrum-derived proteins and pinpointed a crucial role of N-glycans of the secretory component, emphasizing an underestimated role of carbohydrates and another properties of SlgA in mediating intestinal homeostasis.As mucosal protection is also anchored in SlgA and IEC features, we focused on the cellular role of SlgA. Using IEC apical infection by the enteropathogen Shigella flexneri, we have first demonstrated a new gate of entry for this pathogen directly via IEC. Specific SlgA bacterial aggregation conferred to the cells a better resistance to infection, delaying bacterial growth and cellular entry, affecting their ability to damage both the cytoskeleton and the tight junctions. Formation of such big cargos differentially detected by IEC appears as a plausible explanation sustaining at the cellular level the antibody-mediated mucosal protection.Finally, SlgA retrotransport across IEC has been tackled stressing an active IEC sensing of the external environment possibly involved in the steady-state mucosal activation.All together, these results indicate that SlgA represents one of the pivotal elements at mucosal surfaces highlighting the complexity of the dialogue established with the epithelium sustaining the fragile intestinal balance.

Specific delineation of BK polyomavirus in kidney tissue with a digoxigenin-labeled DNA probe.

The detection of BK polyomavirus (BK virus, BKV) in kidney tissue is hampered by nonspecificity of antibodies suited to immunohistochemistry, and nonspecific background with in situ hybridization. The biotin-labeled DNA probe that is commercially available (Enzo Life Sciences, Inc.) shows good signal, but the intrinsic background in kidney tissue is high. We determined that the intrinsic background is due to endogenous biotin or biotin-binding activity in the renal tubular epithelium. Neither antibody blocking procedures nor an avidin/biotin block were entirely satisfactory for eliminating this background staining. We developed a digoxigenin-labeled DNA probe, and protocol, for detecting BK virus in formalin-fixed, paraffin embedded, kidney tissue obtained at autopsy. The hybridization signal is strong and there is no perceptible background staining. Eleven negative control kidneys all failed to hybridize. Conditions for low stringency hybridization may be employed, detecting both the related JC polyomavirus and BKV. Alternatively, high stringency hybridization conditions may be utilized, detecting BKV only. BK associated tubular necrosis is clearly demonstrated in two cases of BK nephritis.

Role of the epithelial sodium channel (ENaC) and its regulator CAP1/Prss8 in colon

Dans les cellules épithéliales sensibles à l'aldostérone, le canal sodique épithélial (ENaC) joue un rôle critique dans le contrôle de l'équilibre sodique, le volume sanguin, et la pression sanguine. Le rôle d'ENaC est bien caractérisé dans le rein et les poumons, cependant le rôle d'ENaC et son régulateur positif la protéase activatrice de canal 1 (CAP1 /Prss8) sur le transport sodique dans le côlon reste en grande partie inconnu. Nous avons étudié l'importance d'ENaC et de CAPMPrss8 dans le côlon. Les souris déficientes pour la sous- unité aENaC (souris ScnnlaKO) dans les cellules superficielles intestinales étaient viables et ne montraient pas de létalité embryonnaire ou postnatale. Sous diète normale (RS) ou pauvre en sodium (LS), la différence de potentiel rectale sensible à l'amiloride (APDamii) était drastiquement diminuée et son rythme circadien atténué. Sous diète normale (RS) ou diète riche en sodium (HS) ou fort chargement de potassium, le sodium et le potassium plasmatique et urinaire n'étaient pas significativement changé. Cependant, sous LS, les souris Senni aK0 perdaient des quantités significativement augmentées de sodium dans leurs fèces, accompagnées par de très hauts taux d'aldostérone plasmatique et une rétention urinaire en sodium augmentée. Les souris déficientes en CAPl/PmS (Prss8K0) dans les cellules superficielles intestinales étaient viables et ne montraient pas de létalité embryonnaire ou postnatale. Sous diètes RS et HS cependant, les souris Prss8KO montraient une diminution significative du APDamil dans l'après-midi, mais le rythme circadien était maintenu. Sous diète LS, la perte de sodium par les fèces était accompagnée par des niveaux d'aldostérone plasmatiques plus élevés. Par conséquent, nous avons identifié la protéase activatrice de canal CAP 1 IPrss8 comme un régulateur important d'ENaC dans le côlon in vivo. De plus, nous étudions l'importance d'ENaC et de CAPIIPrss8 dans les conditions pathologiques comme les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI). Le résultat préliminaire out montre qu'une déficience d'Prss8 mènait à la détérioration de la colite induite par le DSS comparé aux modèles contrôles respectifs. En résumé, l'étude a montré que sous restriction de sel, l'absence d'ENaC dans Pépithélium de surface du côlon était compensée par 1'activation du système rénine-angiotensine- aldostérone (RAAS) dans le rein. Ceci a mené à un pseudohypoaldostéronisme de type I spécifique au côlon avec résistance aux minéralocorticoïdes sans signe d'altération de rétention de potassium. - In aldosterone-responsive epithelial cells of kidney and colon, the epithelial sodium channel (ENaC) plays a critical role in the control of sodium balance, blood volume, and blood pressure. The role of ENaC is well characterized in kidney and lung, whereas role of ENaC and its positive regulator channel-activating protease 1 (CAPl/PrasS) on sodium transport in colon is largely unknown. We have investigated the importance of ENaC and CAPI/Prss8 in colon for sodium and potassium balance. Mice lacking the aENaC subunit (Scnnla mice) in intestinal superficial cells were viable and did not show any fetal or perinatal lethality. Under regular (RS) or low salt (LS) diet, the amiloride sensitive rectal potential difference (APDamii) was drastically decreased and its circadian rhythm blunted. Under regular salt (RS) or high salt (HS) diets or under potassium loading, plasma and urinary sodium and potassium were not significantly changed. However, upon LS, the ScnnlaK0 mice lost significant amounts of sodium in their feces, accompanied by very high plasma aldosterone and increased urinary sodium retention. Mice lacking the CAPl/PrasS (Prss8K0) in intestinal superficial cells were viable and did not show any fetal or perinatal lethality. Upon RS and HS diets, however, Prss8K0 exhibited a significantly reduced APDamii in the afternoon, but its circadian rhythm was maintained. Upon LS diet, sodium loss through feces was accompanied by higher plasma aldosterone levels. Thus, we have identified the channel-activating protease CAPl/Prss8 as an important in vivo regulator of ENaC in colon. Furthermore, we are investigating the importance of ENaC and CAPI/Prss8 in pathological conditions like inflammatory bowel disease (IBD). Preliminary data showed that PmS-deficiency led to worsening of DSS-induced colitis as compared to their respective controls. Overall, the present study has shown that under salt restriction, the absence of ENaC in colonic surface epithelium was compensated by the activation of renin-angiotensin- aldosterone (RAAS) system in the kidney. This led to a colon specific pseudohypoaldosteroni sm type 1 with mineralocorticoid resistance without evidence of impaired potassium retention.

Toll-interacting protein modulates colitis susceptibility in mice.

BACKGROUND: The intestinal epithelium accommodates with a myriad of commensals to maintain immunological homeostasis, but the underlying mechanisms regulating epithelial responsiveness to flora-derived signals remain poorly understood. Herein, we sought to determine the role of the Toll/interleukin (IL)-1 receptor regulator Toll-interacting protein (Tollip) in intestinal homeostasis. METHODS: Colitis susceptibility was determined after oral dextran sulfate sodium (DSS) administration or by breeding Tollip on an IL-10 background. The intestinal flora was depleted with 4 antibiotics before DSS exposure to assess its contribution in colitis onset. Bone marrow chimeras were generated to identify the cellular compartment, whereby Tollip may negatively regulate intestinal inflammation in response to DSS. Tollip-dependent epithelial barrier functions were studied in vitro by using Tollip-knockdown in Caco-2 cells and in vivo by immunohistochemistry and fluorescein isothiocyanate-labeled dextran gavage. RESULTS: Genetic ablation of Tollip did not lead to spontaneous intestinal inflammatory disorders. However, Tollip deficiency aggravated spontaneous disease onset in IL-10 mice and increased susceptibility to DSS colitis. Increased colitis severity in Tollip-deficient mice was not improved by bacterial flora depletion using broad-spectrum antibiotics. In addition, DSS exposure of bone marrow chimeric mice revealed a protective role for Tollip in nonhematopoietic cells. Knockdown of Tollip in epithelial cells led to exaggerated NFκ-B activity and proinflammatory cytokine secretion. Finally, DSS-treated Tollip mice showed enhanced intestinal permeability and increased epithelial apoptosis when compared with wild-type controls, a finding that coincided with tight junction alterations on injury. CONCLUSION: Overall, our data show an essential role for Tollip on colitis susceptibility in mice.

Evaluation of the new photosensitizer Stakel (WST-11) for photodynamic choroidal vessel occlusion in rabbit and rat eyes.

PURPOSE: To evaluate the photodynamic potential of a new hydrosoluble photosensitizer (WST-11, Stakel; Steba Biotech, Toussus-Le-Noble, France), for use in occlusion of normal choroidal vessels in the rabbit eye and CNV (choroidal neovascularization) in the rat eye. METHODS: Occlusive and nonocclusive parameters of Stakel and verteporfin photodynamic therapy (PDT) were investigated in pigmented rabbits. Eyes were followed by fluorescein angiography (FA) and histology at various intervals after PDT. RESULTS: When occlusive parameters (fluence of 50 J/cm(2), 5 mg/kg drug dose and DLI [distance to light illumination] of 1 minute) were used, Stakel PDT was efficient immediately after treatment without associated structural damage of the RPE and retina overlying the treated choroid in the rabbit eye. Two days later, total occlusion of the choriocapillaries was seen in 100% of the treated eyes, along with accompanying histologic structural changes in the overlying retina. When the occlusive parameters (fluence, 100 J/cm2; drug dose, 12 mg/m2; and DLI, 5 minutes) of verteporfin PDT were used, occlusion of the choriocapillaries was observed in 89% of the treated eyes. Histology performed immediately after treatment demonstrated structural damage of the overlying retina and RPE layer. Weaker, nonocclusive Stakel PDT parameters (25 J/cm2, 5 mg/kg, and DLI of 10 minutes) did not induce choriocapillary occlusion or retinal lesions on FA or histology. Weaker, nonocclusive verteporfin PDT parameters (10 J/cm2, 0.2 mg/kg, and DLI of 5 minutes) did not induce choriocapillary occlusion. However, histology of these eyes showed the presence of damage in the retinal and choroidal tissues. Moreover, preliminary results indicate that selective CNV occlusion can be achieved with Stakel PDT in the rat eye. CONCLUSIONS: Unlike verteporfin PDT, Stakel PDT does not cause direct damage to the RPE cell layer or retina. These observations indicate that Stakel PDT may have a high potential for beneficial therapeutic outcomes in treatment of AMD.

Traitement au laser des trous maculaires [Laser treatment of macular holes]

OBJECTIVE: To study a new technic of laser treatment of macular holes. METHODS: 21 eyes with stage II-IV macular hole were treated with Argon-green laser. Pigment epithelium in the area of the hole was whitened with spots of 100-200 microns, 100-300 mW. We expected this treatment to create a cellular proliferation that could close and contract the hole. Follow-up after treatment ranged from 3 to 24 months (mean: 9.3 months). RESULTS: Within one month after treatment, the macular hole was closed in 7 eyes (33%) and partially closed in 5 eyes (24%). The visual acuity increased from 1 to 5 lignes (ETDRS chart) in 9 eyes (43%), it remained the same in 9 eyes (43%) and decreased from 1 to 2 lignes in 3 eyes (14%). CONCLUSION: Laser treatment of macular holes seems to be effective and could be proposed as an alternative to the patients who cannot be operated on by vitrectomy and gas tamponade.

Role of the epithelial sodium channel (ENaC) in the epidermal barrier function of the skin

Abstract In humans, the skin is the largest organ of the body, covering up to 2m2 and weighing up to 4kg in an average adult. Its function is to preserve the body from external insults and also to retain water inside. This barrier function termed epidermal permeability barrier (EPB) is localized in the functional part of the skin: the epidermis. For this, evolution has built a complex structure of cells and lipids sealing the surface, the stratum corneum. The formation of this structure is finely tuned since it is not only formed once at birth, but renewed all life long. This active process gives a high plasticity and reactivity to skin, but also leads to various pathologies. ENaC is a sodium channel extensively studied in organs like kidney and lung due to its importance in regulating sodium homeostasis and fluid volume. It is composed of three subunits α, ß and r which are forming sodium selective channel through the cell membrane. Its presence in the skin has been demonstrated, but little is known about its physiological role. Previous work has shown that αENaC knockout mice displayed an abnormal epidermis, suggesting a role in differentiation processes that might be implicated in the EPB. The principal aim of this thesis has been to study the consequences for EPB function in mice deficient for αENaC by molecular and physiological means and to investigate the underlying molecular mechanisms. Here, the barrier function of αENaC knockout pups is impaired. Apparently not immediately after birth (permeability test) but 24h later, when evident water loss differences appeared compared to wildtypes. Neither the structural proteins of the epithelium nor the tights junctions showed any obvious alterations. In contrary, stratum corneum lipid disorders are most likely responsible for the barrier defect, accompanied by an impairment of skin surface acidification. To analyze in details this EPB defect, several hypotheses have been proposed: reduced sensibility to calcium which is the key activator far epidermal formation, or modification of ENaC-mediated ion fluxes/currents inside the epidermis. The cellular localization of ENaC and the action in the skin of CAPl, a positive regulator of ENaC, have been also studied in details. In summary, this study clearly demonstrates that ENaC is a key player in the EPB maintenance, because αENaC knockout pups are not able to adapt to the new environment (ex utero) as efficiently as the wildtypes, most likely due to impaired of sodium handling inside the epidermis. Résumé Chez l'homme, la peau est le plus grand organe, couvrant presque 2m2 et pesant près de 4kg chez l'adulte. Sa fonction principale est de protéger l'organisme des agressions extérieures mais également de conserver l'eau à l'intérieur du corps. Cette fonction nommée barrière épithéliale est localisée dans la partie fonctionnelle de la peau : l'épiderme. A cette fin, l'évolution s'est dotée d'une structure complexe composée de cellules et de lipides recouvrant la surface, la couche cornée. Sa formation est finement régulée, car elle n'est pas seulement produite à la naissance mais constamment renouvelée tout au long de la vie, ce qui lui confère une grande plasticité mais ce qui est également la cause de nombreuses pathologies. ENaC est un canal sodique très étudié dans le rein et le poumon pour son importance dans la régulation de l'homéostasie sodique et la régulation du volume du milieu intérieur. Il est composé de 3 sous unités, α, ß et y qui forment un pore sélectif pour le sodium dans les membranes. Ce canal est présent dans la peau mais sa fonction n'y est pas connue. Des travaux précédents ont pu montrer que les souris dont le gène codant pour αENaC a été invalidé présentent un épiderme pathologique, suggérant un rôle dans la différentiation et pourrait même être impliqué dans la barrière épithéliale. Le but de cette thèse fut l'étude de la barrière dans ces souris knockouts avec des méthodes moléculaires et physiologiques et la caractérisation des mécanismes moléculaire impliqués. Dans ce travail, il a été montré que les souris mutantes présentaient un défaut de la barrière. Ce défaut n'est pas visible immédiatement à la naissance (test de perméabilité), mais 24h plus tard, lorsque les tests de perte d'eau transépithéliale montrent une différence évidente avec les animaux contrôles. Ni les protéines de structures ni les jonctions serrées de l'épiderme ne présentaient d'imperfections majeures. A l'inverse, les lipides de la couche cornée présentaient un problème de maturation (expliquant le phénotype de la barrière), certainement consécutif au défaut d'acidification à la surface de la peau que nous avons observé. D'autres mécanismes ont été explorées afin d'investiguer cette anomalie de la barrière, comme la réduction de sensibilité au calcium qui est le principal activateur de la formation de l'épiderme, ou la modification des flux d'ions entre les couches de l'épiderme. La localisation cellulaire d'ENaC, et l'action de son activateur CAPl ont également été étudiés en détails. En résumé, cette étude démontre clairement qu'ENaC est un acteur important dans la formation de la barrière épithéliale, car la peau des knockouts ne s'adapte pas aussi bien que celle des sauvages au nouvel environnement ex utero à cause de la fonction d'ENaC dans les mouvements de sodium au sein même de l'épiderme. Résumé tout public Chez l'homme, la peau est le plus grand organe, couvrant presque 2m2 et pesant près de 4kg chez l'adulte. Sa fonction principale est de protéger l'organisme des agressions extérieures mais également de conserver l'eau à l'intérieur du corps. Cette fonction nommée barrière épithéliale est localisée dans la partie fonctionnelle de la peau : l'épiderme. A cette fin, l'évolution s'est dotée d'une structure complexe composée de cellules et de lipides recouvrant la surface, la couche cornée. Sa formation est finement régulée, car elle n'est pas seulement produite à la naissance mais constamment renouvelée tout au long de la vie, ce qui lui confère une grande plasticité mais ce qui est également la cause de nombreuses maladies. ENaC est une protéine formant un canal qui permet le passage sélectif de l'ion sodium à travers la paroi des cellules. Il est très étudié dans le rein pour son importance dans la récupération du sel lors de la concentration de l'urine. Ce canal est présent dans la peau mais sa fonction n'y est pas connue. Des travaux précédents ont pu montrer que les souris où le gène codant pour αENaC a été invalidé présentent un épiderme pathologique, suggérant un rôle dans la peau et plus particulièrement la fonction de barrière de l'épiderme. Le but de cette thèse fut l'étude de la fonction de barrière dans ces souris mutantes, au niveau tissulaire et cellulaire. Dans ce travail, il a été montré que les souris mutantes présentaient une peau plus perméable que celle des animaux contrôles, grâce à une machine mesurant la perte d'eau à travers la peau. Ce défaut n'est visible que 24h après la naissance, mais nous avons pu montrer que les animaux mutants perdaient quasiment 2 fois plus d'eau que les contrôles. Au niveau moléculaire, nous avons pu montrer que ce défaut provenait d'un problème de maturation des lipides qui composent la barrière de la peau. Cette maturation est incomplète vraisemblablement à cause d'un défaut de mouvement des ions dans les couches les plus superficielles de l'épiderme, et cela à cause de l'absence du canal ENaC. En résumé, cette étude démontre clairement qu'ENaC est un acteur important dans la formation de la barrière épithéliale, car la peau des mutants ne s'adapte pas aussi bien que celle des sauvages au nouvel environnement ex utero à cause de la fonction d'ENaC dans les mouvements de sodium au sein même de l'épiderme.

Lipid-bloated subretinal microglial cells are at the origin of drusen appearance in CX3CR1-deficient mice.

Drusen, the white yellowish deposits that can be seen in funduscopy, are a hallmark of age-related macular degeneration. Histologically, drusen are believed to be dome-shaped or more confluent lipid accumulations between the retinal pigment epithelium and the choriocapillaries. Recent advances in mouse funduscopy have revealed the presence of drusen-like structures in chemokine knockout animals in the absence of sizeable dome-shaped material below the retinal pigment epithelium. We show that aged CX3CR1-/- mice present with drusen-like appearance in funduscopy that is associated with a progressive age-related microglial cell accumulation in the subretinal space. We demonstrate that the anatomical equivalent of the drusen-like appearance in these mice are lipid-bloated subretinal microglial cells rather than subretinal pigment epithelium deposits [Combadière C, et al: J Clin Invest 2007;117:2920-2928].

Role of FGF and Wnt pathways in endoderm patterning and pancreas organogenesis

Summary Between gastrulation and gut tube formation, the endoderm becomes regionally specified along the anterior-posterior axis. An early sign of patterning is the expression of organ-specific genes in restricted endoderm domains. We studied the role of the fibroblast growth factor (FGF) and Wnt pathways in the establishment of the antero-posterior (A-P) axis domains. Here we report the first evidence that graded FGF4-mediated signaling establishes gut tube domains along the A-P axis in vivo from gastrulation to somitogenesis. At gastrulation, FGF4 may act cooperatively with Wnts, since both of them affect the gut tube patterning by promoting posterior and inhibiting anterior endoderm cell fate. The activity of the Wnt pathway is however time restricted, since. it does not affect patterning at somitogenesis. Our experiments point to a global mechanism that coordinates the A-P patterning of all three primary germ layers. Soon after regionalization of the gut tube, morphogenetic evidences of organogenesis appear. We focused our attention on one of these organs, the pancreas. We report a comprehensive investigation of the activity and the role of the Wnt pathway in pancreas organogenesis. We have used two mouse reporter lines to monitor canonical Wnt-pathway activity during development and after birth and demonstrate activity in early pancreatic bud, endocrine cells and in the mesenchyme. We have specifically deleted the ß-catenin .gene, a key component of the Wnt pathway, in the epithelium of the pancreas and duodenum using Pdxl -Cre mice. In agreement with Wnt pathway activity in pancreatic endocrine cells, we find a reduction in endocrine islet numbers. Our study reveals that ß-catenin deletion also affects cells in which Wnt pathway activity is not detected. Indeed, ß-catenin mutant cells have a competitive disadvantage during development that also' affects the exocrine compartment. Moreover, the conditional KO mice develop acute edematous pancreatitis perinatally due to the disruption of the epithelial structure of acini. These effects are likely to be due to the function of ß-catenin at the membrane. Résumé Entre la gastrulation et la formation du tube digestif, l'endoderme est progressivement régionalisé le long de l'axe antéropostérieur (A-P). Un des premiers signes de cette régionalisation est l'expression de gènes spécifiques à certains organes dans une région restreinte. Nous avons étudié l'implication des voies de signalisation FGF et Wnt dans l'établissement de la régionalisation A-P. Nous rapportons les premières preuves que FGF4 établit la ségrégation des domaines de l'endoderme le long de l'axe A-P in vivo de la gastrulation à la somitogenèse. Cette activité peut être menée en collaboration avec les Wnts, puisque ceux-ci influencent aussi l'endoderme en inhibant le destin antérieur et en induisant le destin postérieur des cellules. Cette activité des Wnts est perdue à la somitogenèse. Nos expériences démontrent une régionalisation coordonnée des trois feuillets germinaux le long de l'axe A-P. Peu après la régionalisation, les premiers signes morphologiques de l'organogenèse apparaissent. Nous nous sommes intéressés au rôle des Wnts dans un des dérivés de l'endoderme : le pancréas. Nous avons utilisés deux lignés de souris rapportrices de l'activité de la voie canonique des Wnts, qui montrent une activité dans le bourgeon précoce du pancréas avant la différentiation, puis plus tard dans les cellules endocrines et le mésenchyme. Nous avons utilisé la souris transgénique Pdxl -Cre pour inactiver spécifiquement le gène de la ß-caténine, un intermédiaire de la voie des Wnts, dans la région pancréatique. En accord avec l'activité de la voie de signalisation Wnt, la perte de la ßcaténine conduit à une réduction du nombre de cellules endocrines. De plus certaines cellules qui ne montrent aucune activité de la voie Wnt sont aussi affectées. En effet, les cellules ayant perdu la ß-caténine ont un désavantage compétitif face aux cellules sauvages dans un environnement mosaïque. Cette compétition résulte en l'absence de cellules déplétées en ßcaténine chez l'adulte. De plus, vers la naissance, les animaux déficients pour la ß-caténine développent une pancréatite aiguë due à la destruction de l'architecture des acini. Ceci est probablement aux fonctions d'adhésion de la ß-caténine à la membrane.

c-Myc controls the development of CD8alphaalpha TCRalphabeta intestinal intraepithelial lymphocytes from thymic precursors by regulating IL-15-dependent survival.

The murine gut epithelium contains a large population of thymus-derived intraepithelial lymphocytes (IELs), including both conventional CD4(+) and CD8alphabeta(+) T cells (expressing T-cell receptor alphabeta [TCRalphabeta]) and unconventional CD8alphaalpha(+) T cells (expressing either TCRalphabeta or TCRgammadelta). Whereas conventional IELs are widely accepted to arise from recirculation of activated CD4(+) and CD8alphabeta(+) T cells from the secondary lymphoid organs to the gut, the origin and developmental pathway of unconventional CD8alphaalpha IELs remain controversial. We show here that CD4-Cre-mediated inactivation of c-Myc, a broadly expressed transcription factor with a wide range of biologic activities, selectively impairs the development of CD8alphaalpha TCRalphabeta IELs. In the absence of c-Myc, CD4(-) CD8(-) TCRalphabeta(+) thymic precursors of CD8alphaalpha TCRalphabeta IELs are present but fail to develop on adoptive transfer in immunoincompetent hosts. Residual c-Myc-deficient CD8alphaalpha TCRalphabeta IEL display reduced proliferation and increased apoptosis, which correlate with significantly decreased expression of interleukin-15 receptor subunits and lower levels of the antiapoptotic protein Bcl-2. Transgenic overexpression of human BCL-2 resulted in a pronounced rescue of CD8alphaalpha TCRalphabeta IEL in c-Myc-deficient mice. Taken together, our data support a model in which c-Myc controls the development of CD8alphaalpha TCRalphabeta IELs from thymic precursors by regulating interleukin-15 receptor expression and consequently Bcl-2-dependent survival.

Distinct effects of inflammation on gliosis, osmohomeostasis, and vascular integrity during amyloid beta-induced retinal degeneration.

In normal retinas, amyloid-β (Aβ) accumulates in the subretinal space, at the interface of the retinal pigment epithelium, and the photoreceptor outer segments. However, the molecular and cellular effects of subretinal Aβ remain inadequately elucidated. We previously showed that subretinal injection of Aβ(1-42) induces retinal inflammation, followed by photoreceptor cell death. The retinal Müller glial (RMG) cells, which are the principal retinal glial cells, are metabolically coupled to photoreceptors. Their role in the maintenance of retinal water/potassium and glutamate homeostasis makes them important players in photoreceptor survival. This study investigated the effects of subretinal Aβ(1-42) on RMG cells and of Aβ(1-42)-induced inflammation on retinal homeostasis. RMG cell gliosis (upregulation of GFAP, vimentin, and nestin) on day 1 postinjection and a proinflammatory phenotype were the first signs of retinal alteration induced by Aβ(1-42). On day 3, we detected modifications in the protein expression patterns of cyclooxygenase 2 (COX-2), glutamine synthetase (GS), Kir4.1 [the inwardly rectifying potassium (Kir) channel], and aquaporin (AQP)-4 water channels in RMG cells and of the photoreceptor-associated AQP-1. The integrity of the blood-retina barrier was compromised and retinal edema developed. Aβ(1-42) induced endoplasmic reticulum stress associated with sustained upregulation of the proapoptotic factors of the unfolded protein response and persistent photoreceptor apoptosis. Indomethacin treatment decreased inflammation and reversed the Aβ(1-42)-induced gliosis and modifications in the expression patterns of COX-2, Kir4.1, and AQP-1, but not of AQP-4 or GS. Nor did it improve edema. Our study pinpoints the adaptive response to Aβ of specific RMG cell functions.

Lipophilicity and its relationship with passive drug permeation.

In this review, we first summarize the structure and properties of biological membranes and the routes of passive drug transfer through physiological barriers. Lipophilicity is then introduced in terms of the intermolecular interactions it encodes. Finally, lipophilicity indices from isotropic solvent systems and from anisotropic membrane-like systems are discussed for their capacity to predict passive drug permeation across biological membranes such as the intestinal epithelium, the blood-brain barrier (BBB) or the skin. The broad evidence presented here shows that beyond the predictive power of lipophilicity parameters, the various intermolecular forces they encode allow a mechanistic interpretation of passive drug permeation.

Iridocyclectomy for neovascular glaucoma caused by proton-beam radiotherapy of pigmented ciliary adenocarcinoma.

PURPOSE: To report neovascular glaucoma after proton-beam radiotherapy of an adenocarcinoma of the pigmented ciliary epithelium and its successful treatment by iridocyclectomy. PATIENT AND METHODS: A 65-year-old man developed neovascular glaucoma 10 months after proton-beam radiotherapy of a small pigmented iridociliary tumour with a clinical differential diagnosis of uveal melanoma or adenocarcinoma. The diagnosis of 'toxic tumour syndrome' was made, and iridocyclectomy performed. RESULTS: Histopathology and immunohistochemistry of the specimen diagnosed an adenocarcinoma of the pigmented ciliary epithelium, with the presence of mitoses suggesting residual viable tumour cells. The rubeosis regressed, with normalization of the intraocular pressure. Phacoemulsification for radiation-induced cataract restored VA to 6/9, which was better than that recorded at initial referral, the patient having longstanding cellophane maculopathy. CONCLUSIONS: Neovascular glaucoma after radiotherapy of a small, pigmented, ciliary body tumour raises the possibility of adenocarcinoma. This 'toxic tumour syndrome' may respond to iridocyclectomy of the irradiated tumour.

Non-viral gene therapy for GDNF production in RCS rat: the crucial role of the plasmid dose.

Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) is one of the candidate molecules among neurotrophic factors proposed for a potential treatment of retinitis pigmentosa (RP). It must be administered repeatedly or through sustained releasing systems to exert prolonged neuroprotective effects. In the dystrophic Royal College of Surgeon's (RCS) rat model of RP, we found that endogenous GDNF levels dropped during retinal degeneration time course, opening a therapeutic window for GDNF supplementation. We showed that after a single electrotransfer of 30 μg of GDNF-encoding plasmid in the rat ciliary muscle, GDNF was produced for at least 7 months. Morphometric, electroretinographic and optokinetic analyses highlighted that this continuous release of GDNF delayed photoreceptors (PRs) as well as retinal functions loss until at least 70 days of age in RCS rats. Unexpectedly, increasing the GDNF secretion level accelerated PR degeneration and the loss of electrophysiological responses. This is the first report: (i) demonstrating the efficacy of GDNF delivery through non-viral gene therapy in RP; (ii) establishing the efficacy of intravitreal administration of GDNF in RP associated with a mutation in the retinal pigment epithelium; and (iii) warning against potential toxic effects of GDNF within the eye/retina.