Synergy of Radiotherapy and a Cancer Vaccine for the Treatment of HPV-Associated Head and Neck Cancer.

There is growing interest in the association of radiotherapy and immunotherapy for the treatment of solid tumors. Here, we report an extremely effective combination of local irradiation (IR) and Shiga Toxin B (STxB)-based human papillomavirus (HPV) vaccination for the treatment of HPV-associated head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC). The efficacy of the irradiation and vaccine association was tested using a model of HNSCC obtained by grafting TC-1/luciferase cells at a submucosal site of the inner lip of immunocompetent mice. Irradiation and the STxB-E7 vaccine acted synergistically with both single and fractionated irradiation schemes, resulting in complete tumor clearance in the majority of the treated mice. A dose threshold of 7.5 Gy was required to elicit the dramatic antitumor response. The combined treatment induced high levels of tumor-infiltrating, antigen-specific CD8(+) T cells, which were required to trigger the antitumor activity. Treatment with STxB-E7 and irradiation induced CD8(+) T-cell memory, which was sufficient to exert complete antitumor responses in both local recurrences and distant metastases. We also report for the first time that a combination therapy based on local irradiation and vaccination induces an increased pericyte coverage (as shown by αSMA and NG2 staining) and ICAM-1 expression on vessels. This was associated with enhanced intratumor vascular permeability that correlated with the antitumor response, suggesting that the combination therapy could also act through an increased accessibility for immune cells. The combination strategy proposed here offers a promising approach that could potentially be transferred into early-phase clinical trials.

The role of endothelial enzymes NOS, VAP-1 and CD73 in acute lung injury

Acute lung injury (ALI) is a syndrome of acute hypoxemic respiratory failure with bilateral pulmonary infiltrates that is not caused by left atrial hypertension. Since there is no effective treatment available, this frequent clinical syndrome significantly contributes to mortality of both medical and surgical patients. Great majority of the patients with the syndrome suffers from indirect ALI caused by systemic inflammatory response syndrome (SIRS). Sepsis, trauma, major surgery and severe burns, which represent the most common triggers of SIRS, often induce an overwhelming inflammatory reaction leading to dysfunction of several vital organs. Studies of indirect ALI due to SIRS revealed that respiratory dysfunction results from increased permeability of endothelium. Disruption of endothelial barrier allows extravasation of protein-rich liquid and neutrophils to pulmonary parenchyma. Both under normal conditions and in inflammation, endothelial barrier function is regulated by numerous mechanisms. Endothelial enzymes represent one of the critical control points of vascular permeability and leukocyte trafficking. Some endothelial enzymes prevent disruption of endothelial barrier by production of anti-inflammatory substances. For instance, nitric oxide synthase (NOS) down-regulates leukocyte extravasation in inflammation by generation of nitric oxide. CD73 decreases vascular leakage and neutrophil emigration to inflamed tissues by generation of adenosine. On the other hand, vascular adhesion protein-1 (VAP-1) mediates leukocyte trafficking to the sites of inflammation both by generation of pro-inflammatory substances and by physically acting as an adhesion molecule. The aims of this study were to define the role of endothelial enzymes NOS, CD73 and VAP-1 in acute lung injury. Our data suggest that increasing substrate availability for NOS reduces both lung edema and neutrophil infiltration and this effect is not enhanced by concomitant administration of antioxidants. CD73 protects from vascular leakage in ALI and its up-regulation by interferon-β represents a novel therapeutic strategy for treatment of this syndrome. Enzymatic activity of VAP-1 mediates neutrophil infiltration in ALI and its inhibition represents an attractive approach to treat ALI.

Kallikrein-like amidase activity in renal ischemia and reperfusion

We assessed a kallikrein-like amidase activity probably related to the kallikrein-kinin system, as well as the participation of leukocyte infiltration in renal ischemia and reperfusion. Male C57BL/KSJmdb mice were subjected to 20 or 60 min of ischemia and to different periods of reperfusion. A control group consisted of sham-operated mice, under similar conditions, except for ischemia induction. Kallikrein-like amidase activity, Evans blue extravasation and myeloperoxidase activity were measured in kidney homogenates, previously perfused with 0.9% NaCl. Plasma creatinine concentration increased only in the 60-min ischemic group. After 20 min of ischemia and 1 or 24 h of reperfusion, no change in kallikrein-like amidase activity or Evans blue extravasation was observed. In the mice subjected to 20 min of ischemia, edema was evident at 1 h of reperfusion, but kidney water content returned to basal levels after 24 h of reperfusion. In the 60-min ischemic group, kallikrein-like amidase activity and Evans blue extravasation showed a similar significant increase along reperfusion time. Kallikrein-like amidase activity increased from 4 nmol PNA mg protein-1 min-1 in the basal condition to 15 nmol PNA mg protein-1 min-1 at 10 h of reperfusion. For dye extravasation the concentration measured was near 200 µg of Evans blue/g dry tissue in the basal condition and 1750 µg of Evans blue/g dry tissue at 10 h of reperfusion. No variation could be detected in the control group. A significant increase from 5 to 40 units of DAbs 655 nm g wet tissue-1 min-1 in the activity of the enzyme myeloperoxidase was observed in the 60-min ischemic group, when it was evaluated after 24 h of reperfusion. Histological analysis of the kidneys showed migration of polymorphonuclear leukocytes from the vascular bed to the interstitial tissue in the 60-min ischemic group after 24 h of reperfusion. We conclude that the duration of ischemia is critical for the development of damage during reperfusion and that the increase in renal cortex kallikrein-like amidase activity probably released from both the kidney and leukocytes may be responsible, at least in part, for the observed effects, probably through direct induction of increased vascular permeability.

Determination of macromolecular exchange and PO2 in the microcirculation: a simple system for in vivo fluorescence and phosphorescence videomicroscopy

We have developed a system with two epi-illumination sources, a DC-regulated lamp for transillumination and mechanical switches for rapid shift of illumination and detection of defined areas (250-750 µm²) by fluorescence and phosphorescence videomicroscopy. The system permits investigation of standard microvascular parameters, vascular permeability as well as intra- and extravascular PO2 by phosphorescence quenching of Pd-meso-tetra (4-carboxyphenyl) porphine (PORPH). A Pechan prism was used to position a defined region over the photomultiplier and TV camera. In order to validate the system for in vivo use, in vitro tests were performed with probes at concentrations that can be found in microvascular studies. Extensive in vitro evaluations were performed by filling glass capillaries with solutions of various concentrations of FITC-dextran (diluted in blood and in saline) mixed with different amounts of PORPH. Fluorescence intensity and phosphorescence decay were determined for each mixture. FITC-dextran solutions without PORPH and PORPH solutions without FITC-dextran were used as references. Phosphorescence decay curves were relatively unaffected by the presence of FITC-dextran at all concentrations tested (0.1 µg/ml to 5 mg/ml). Likewise, fluorescence determinations were performed in the presence of PORPH (0.05 to 0.5 mg/ml). The system was successfully used to study macromolecular extravasation and PO2 in the rat mesentery circulation under controlled conditions and during ischemia-reperfusion.

A model of hemorrhagic cystitis induced with acrolein in mice

Acrolein is a urinary metabolite of cyclophosphamide and ifosfamide, which has been reported to be the causative agent of hemorrhagic cystitis induced by these compounds. A direct cytotoxic effect of acrolein, however, has not yet been demonstrated. In the present study, the effects of intravesical injection of acrolein and mesna, the classical acrolein chemical inhibitor, were evaluated. Male Swiss mice weighing 25 to 35 g (N = 6 per group) received saline or acrolein (25, 75, 225 µg) intravesically 3, 6, 12, and 24 h before sacrifice for evaluation of bladder wet weight, macroscopic and histopathological changes by Gray's criteria, and 3 and 24 h for assessment of increase in vascular permeability. In other animals, mesna was administered intravesically (2 mg) or systemically (80 mg/kg) 1 h before acrolein. Intravesical administration of acrolein induced a dose- and time-dependent increase in vascular permeability and bladder wet weight (within 3 h: 2.2- and 21-fold increases in bladder wet weight and Evans blue dye exuded, respectively, at doses of 75 µg/bladder), as confirmed by Gray's criteria. Pretreatment with mesna (2-mercaptoethanesulfonic acid), which interacts with acrolein resulting in an inactive compound, inhibited all changes induced by acrolein. Our results are the first demonstration that intravesical administration of acrolein induces hemorrhagic cystitis. This model of acrolein-induced hemorrhagic cystitis in mice may be an important tool for the evaluation of the mechanism by which acrolein induces bladder lesion, as well as for investigation of new uroprotective drugs.

Hind limb ischemic preconditioning induces an anti-inflammatory response by remote organs in rats

Ischemic preconditioning (IPC), a strategy used to attenuate ischemia-reperfusion injury, consists of brief ischemic periods, each followed by reperfusion, prior to a sustained ischemic insult. The purpose of the present study was to evaluate the local and systemic anti-inflammatory effects of hind limb IPC in male Wistar rat (200-250 g) models of acute inflammation. IPC was induced with right hind limb ischemia for 10 min by placing an elastic rubber band tourniquet on the proximal part of the limb followed by 30 min of reperfusion. Groups (N = 6-8) were submitted to right or left paw edema (PE) with carrageenan (100 µg) or Dextran (200 µg), hemorrhagic cystitis with ifosfamide (200 mg/kg, ip) or gastric injury (GI) with indomethacin (20 mg/kg, vo). Controls received similar treatments, without IPC (Sham-IPC). PE is reported as variation of paw volume (mL), vesical edema (VE) as vesical wet weight (mg), vascular permeability (VP) with Evans blue extravasation (µg), GI with the gastric lesion index (GLI; total length of all erosions, mm), and neutrophil migration (NM) from myeloperoxidase activity. The statistical significance (P < 0.05) was determined by ANOVA, followed by the Tukey test. Carrageenan or Dextran-induced PE and VP in either paw were reduced by IPC (42-58.7%). IPC inhibited VE (38.8%) and VP (54%) in ifosfamide-induced hemorrhagic cystitis. GI and NM induced by indomethacin were inhibited by IPC (GLI: 90.3%; NM: 64%). This study shows for the first time that IPC produces local and systemic anti-inflammatory effects in models of acute inflammation other than ischemia-reperfusion injury.

Sildenafil prevents the increase of extravascular lung water and pulmonary hypertension after meconium aspiration in newborn piglets

Meconium aspiration syndrome causes respiratory failure after birth and in vivo monitoring of pulmonary edema is difficult. The objective of the present study was to assess hemodynamic changes and edema measured by transcardiopulmonary thermodilution in low weight newborn piglets. Additionally, the effect of early administration of sildenafil (2 mg/kg vo, 30 min after meconium aspiration) on this critical parameter was determined in the meconium aspiration syndrome model. Thirty-eight mechanically ventilated anesthetized male piglets (Sus scrofa domestica) aged 12 to 72 h (1660 ± 192 g) received diluted fresh human meconium in the airway in order to evoke pulmonary hypertension (PHT). Extravascular lung water was measured in vivo with a PiCCO monitor and ex vivo by the gravimetric method, resulting in an overestimate of 3.5 ± 2.3 mL compared to the first measurement. A significant PHT of 15 Torr above basal pressure was observed, similar to that of severely affected humans, leading to an increase in ventilatory support. The vascular permeability index increased 57%, suggesting altered alveolocapillary membrane permeability. Histology revealed tissue vessel congestion and nonspecific chemical pneumonitis. A group of animals received sildenafil, which prevented the development of PHT and lung edema, as evaluated by in vivo monitoring. In summary, the transcardiopulmonary thermodilution method is a reliable tool for monitoring critical newborn changes, offering the opportunity to experimentally explore putative therapeutics in vivo. Sildenafil could be employed to prevent PHT and edema if used in the first stages of development of the disease.

Le récepteur B1 des kinines : cible thérapeutique pour le choc septique dans le diabète.

Les décès attribués à un choc septique à la suite d’une infection sévère augmentent chez les diabétiques et surviennent assez fréquemment dans les unités de soins intensifs. Le diabète sucré et le choc septique augmentent la production d’espèces réactives oxygénées et de cytokines pro-inflammatoires, lesquelles activent le facteur de transcription nucléaire Kappa B conduisant à l’induction du récepteur B1 (RB1) des kinines. Le diabète induit par la streptozotocine (STZ) augmente l’expression du RB1 dans divers tissus périphériques, le cerveau et la moelle épinière. Les lipopolysaccharides bactériens (LPS), souvent utilisés pour induire le choc septique, induisent aussi le RB1. L’objectif de ce travail vise à démontrer la contribution du RB1 des kinines dans l’exacerbation du choc septique pendant le diabète. Des rats Sprague-Dawley (225-250 gr) traités à la STZ (65 mg/kg, i.p.) ou le véhicule ont reçu quatre jours plus tard les LPS (2 mg/kg, i.v.) ou le véhicule en présence ou pas d’un antagoniste du RB1 (SSR240612, 10 mg/kg) administré par gavage. La température corporelle a été mesurée pendant 24h après le traitement. Le SSR240612 a aussi été administré à 9h AM et 9h PM et les rats sacrifiés à 9h AM le jour suivant après un jeûne de 16 h. Les effets de ces traitements ont été mesurés sur les taux plasmatiques d’insuline et de glucose, l’œdème et la perméabilité vasculaire (dans divers tissus avec la technique du Bleu d’Evans) ainsi que sur l’expression du RB1 (PCR en temps réel) dans le cœur et le rein. L’augmentation de la température corporelle après traitement au LPS chez les rats traités ou pas à la STZ a été bloquée par le SSR240612. L’antagoniste a normalisé l’hyperglycémie et amélioré la déficience en insuline chez les rats STZ. Le SSR240612 a inhibé l’œdème et réduit la perméabilité vasculaire dans les tissus des rats diabétiques traités ou pas avec les LPS. La surexpression du RB1 chez les rats traités au STZ et/ou LPS était renversée par le SSR240612. Cet antagoniste a prévenu la mortalité causée par les LPS et LPS plus STZ. Les effets anti-pyrétique, anti-inflammatoire et anti-diabétique du SSR240612 suggèrent que le RB1 puisse représenter une cible thérapeutique valable pour le traitement de la co-morbidité associée au choc septique dans le diabète.

Implication de la protéine tyrosine phosphatase DEP-1 dans la perméabilité vasculaire induite par le VEGF

La perméabilité vasculaire est une caractéristique cruciale de l’angiogenèse. Les acteurs principaux sont les cellules endothéliales qui la régulent en réponse à divers facteurs perméabilisant, tels que le « Vascular Endothelial Growth Factor » (VEGF). Dans le contexte pathologique du cancer, les cellules tumorales produisent de grandes quantités de VEGF qui stimulent la perméabilité, ce qui leur permet d’infiltrer le réseau vasculaire. Il est connu que la tyrosine kinase Src contrôle cette modulation de la perméabilité. Puisque notre laboratoire a préalablement démontré que la phosphatase de type récepteur (PTP) DEP-1 est impliquée dans l’activation de Src en réponse au VEGF, nous avons émis l'hypothèse que DEP-1 pourrait aussi jouer un rôle dans la perméabilité des cellules endothéliales. Grâce à des expériences de transfections d’ARN interférant, nous démontrons que DEP-1 est important pour la régulation de la phosphorylation de la VE-Cadhérine, un médiateur critique de la perméabilité. L’impact de DEP-1 sur la dissociation de jonctions intercellulaires est également démontré par microscopie à immunofluorescence de cellules endothéliales. DEP-1 est également nécessaire à l’augmentation de la perméabilité induite par VEGF in vitro. Deux résidus tyrosine retrouvés dans la queue carboxy-terminale de DEP-1 sont essentiels à l’activation de Src en réponse au VEGF. Suite à la transfection d’un plasmide encodant DEP-1 muté pour ces deux résidus, nous démontrons aussi leur implication dans la régulation de la perméabilité in vitro par DEP-1. Ces travaux permettent ainsi d’approfondir nos connaissances sur un nouveau régulateur potentiel de la perméabilité vasculaire.

Le rôle du récepteur B1 des kinines dans le développement de la rétinopathie diabétique

La rétinopathie diabétique est associée à plusieurs changements pathologiques du lit vasculaire rétinien, incluant l’ouverture de la barrière hémato-rétinienne, l’inflammation vasculaire et la modification du débit sanguin. Récemment, il a été proposé que le récepteur B1 des kinines, qui est surexprimé dans la rétine diabétique, puisse être impliqué dans le développement de ces altérations vasculaires. Ainsi, cette thèse présente les effets de traitements pharmacologiques avec des antagonistes du récepteur B1 sur la perfusion rétinienne, la perméabilité vasculaire, l’infiltration des leucocytes (leucostasie), l’expression de médiateurs de l’inflammation et la production d’anion superoxyde dans la rétine du rat rendu diabétique avec la streptozotocine (STZ). Les résultats obtenus montrent que l’application oculaire (10 µl d’une solution à 1%, deux fois par jour pendant 7 jours) de LF22-0542, un antagoniste hydrosoluble du récepteur B1, bloque significativement l’hyperperméabilité vasculaire, la leucostasie, le stress oxydatif et l’expression génique de médiateurs de l’inflammation (B1R, iNOS, COX-2, VEGF-R2, IL-1β et HIF-1α) dans la rétine chez le rat à 2 semaines de diabète. L’administration orale (3 mg/kg) d’un antagoniste non-peptidique et sélectif pour le récepteur B1, le SSR240612, entraîne une diminution du débit sanguin rétinien 4 jours après l’induction du diabète mais n’a aucun effet sur la réduction de la perfusion rétinienne à 6 semaines. Le récepteur B1 joue donc un rôle protecteur au tout début du diabète en assurant le maintien d’un débit sanguin normal dans la rétine; un effet qui n’est toutefois pas maintenu pendant la progression du diabète. Ces données présentent ainsi la dualité du récepteur B1 avec des effets à la fois protecteurs et délétères. Elles suggèrent aussi un rôle important pour le récepteur B1 dans l’inflammation rétinienne et le développement des altérations vasculaires. Le récepteur B1 pourrait donc représenter une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement de la rétinopathie diabétique.

Étude des mécanismes cellulaires activés par l'Angiopoïétine-1 et le VEGF régulant la perméabilité et la migration endothéliales

L’angiogenèse est la formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir d’un réseau vasculaire existant. C’est un phénomène essentiel pour des processus physiologiques et pathologiques. L’activation des cellules endothéliales est contrôlée par plusieurs facteurs de croissance. Le VEGF et son récepteur le VEGFR-2 ont été prouvés comme étant spécifiques et critiques pour la formation des vaisseaux sanguins alors que Tie2, le récepteur auquel se lie l’Ang-1, est requis aussi bien dans le développement vasculaire que dans l’angiogenèse tumorale. Il est connu que l’activation de Tie2 est nécessaire à la stabilisation finale de la vascularisation en inhibant la perméabilité vasculaire induite par le VEGFR-2. Nous avons premièrement découvert que le facteur de croissance pro-angiogénique, l’Ang-1 contrecarre les effets de perméabilité cellulaire induits par le VEGF en inhibant la production de NO dans les cellules endothéliales. Cet effet inhibiteur de Tie2 intervient directement au niveau de l’activité de l’enzyme eNOS. Suite à l’activation de Tie2 par l’Ang-1, eNOS devient fortement phosphorylé sur la Thr497 après la phosphorylation et l’activation de la PKCζ. Nos résultats suggèrent que l’inhibition, par Tie2, de la perméabilité vasculaire durant l’angiogenèse serait due, en partie, à l’inhibition de la production de NO. Deuxièmement nous avons pu distinguer entre deux modes de migration cellulaire endothéliale induits par l’Ang-1 et le VEGF. À l’opposé du VEGF qui promeut une migration individuelle aléatoire, l’Ang-1 induit une migration collective directionnelle. Dans cette étude, nous avons identifié la β-caténine comme un nouveau partenaire moléculaire de la PKCζ. Cette association de la PKCζ à la β-caténine amène le complexe de polarité Par6-aPKC et le complexe des jonctions d’adhérences cellulaires à interagir ensemble à deux localisations différentes au niveau de la cellule endothéliale. Au niveau des contacts intercellulaires, le complexe PKCζ/β-caténine maintien la cohésion et l’adhésion cellulaire nécessaire pour le processus migratoire collectif. Ce complexe se retrouve aussi au niveau du front migratoire des cellules endothéliales afin d’assurer la directionalité et la persistance de la migration endothéliale en réponse à l’Ang-1. D’une manière intéressante, lors de l’inhibition de la PKCζ ou de la β-caténine on assiste à un changement du mode de migration en réponse à l’Ang-1 qui passe d’une migration directionnelle collective à une migration individuelle aléatoire. Ce dernier mode de migration est similaire à celui observé chez des cellules endothéliales exposées au VEGF. Ces résultats ont été corroborés in vivo par une polarité et une adhésion défectueuses au cours de la vasculogenèse chez le poisson zèbre déficient en PKCζ. En résumé, Ang-1/Tie2 module la signalisation et les réponses biologiques endothéliales déclenchées par le VEGF/VEGFR-2. L’identification des mécanismes moléculaires en aval de ces deux récepteurs, Tie2 et VEGFR-2, et la compréhension des différentes voies de signalisation activées par ces complexes moléculaires nous permettra de mettre la lumière sur des nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement des maladies angiogéniques.

Pro-inflammatory and angiogenic activities of VEGF and angiopoietins in murine sponge/Matrigel model

La dérégulation de la formation et l'intégrité des vaisseaux sanguins peut conduire à un état pathologique tel qu’observé dans de nombreuses maladies ischémiques telles que: la croissance de tumeur solide, l’arthrite rhumatoïde, le psoriasis, les rétinopathies et l'athérosclérose. Par conséquent, la possibilité de moduler l'angiogenèse régionale chez les patients souffrant d'ischémie est cliniquement pertinente. Un élément clé dans l'induction de l'angiogenèse pathologique est une inflammation qui précède et accompagne la formation des nouveaux vaisseaux. Ce phénomène est démontré par l'augmentation de la perméabilité vasculaire et le recrutement de monocytes/ macrophages et cellules polynucléaires (neutrophiles). En collaboration avec d'autres groupes, nous avons montré que différents facteurs de croissance tels que le facteur de croissance endothélial vasculaire et les angiopoïétines peuvent non seulement promouvoir l'angiogenèse mais aussi induire diverses étapes connexes au processus de la réaction inflammatoire, y compris la synthèse et la libération des médiateurs inflammatoires et la migration des neutrophiles. Les objectifs de notre étude étaient d'adresser si le vascular endothelial growth factor (VEGF) et les angiopoïétines (Ang1 et Ang2) sont capables de promouvoir la formation des nouveaux vaisseaux sanguins au fil du temps et d'identifier la présence de différentes cellules inflammatoires dans ce processus. Des éponges d'alcool polyvinylique stérilisées et imbibées de Matrigel appauvri en facteur de croissance (contenant PBS, VEGF, Ang1 ou Ang2 (200 ng/200 μl)) ont été insérées sous la peau de souris C57/Bl6 anesthésiées. Les éponges ont ensuite été retirées aux jours 4, 7, 14 ou 21 après la procédure pour des analyses histologiques, immunohistologiques et cytométriques. La formation des nouveaux vaisseaux a été validée par la coloration au Trichrome de Masson et des analyses histologiques et immunohistologiques contre les cellules endothéliales (anti-CD31). De plus, la maturation des vaisseaux a été démontrée par la coloration séquentielle contre les cellules endothéliales (anti-CD31) et musculaires lisses (anti-alpha-actine). Nous avons effectué la même procédure pour caractériser le recrutement de neutrophiles (anti-MPO), et de macrophages (anti-F4/80). Afin de mieux délimiter la présence de différents sous-ensembles de leucocytes recrutés dans les éponges, nous avons utilisé une technique de cytométrie en flux sur des préparations de cellules isolées à partir de ces éponges. Nous avons observé que le VEGF et les angiopoïétines favorisent le recrutement de cellules endothéliales et la formation de nouveaux vaisseaux plus rapidement qu’en présence de PBS. Une fois formé au jour 7, ces nouveaux vaisseaux restent stables en nombre, et ne subissent pas une réorganisation importante de leur surface. Ces vaisseaux maturent grâce au recrutement et au recouvrement par les cellules musculaires lisses des néovaisseaux. En outre, le microenvironnement angiogénique est composé de cellules inflammatoires, principalement de neutrophiles, macrophages et quelques cellules de type B et T. Donc, le VEGF, l’Ang1 et l’Ang2 induisent séparément la formation et la stabilisation de nouveaux vaisseaux sanguins, ainsi que le recrutement de cellules inflammatoires avec des puissances différentes et une action temps-dépendante dans un modèle d’éponge/Matrigel.

Le rôle du récepteur B1 des kinines dans l'insulite et dans les complications du diabète de type 1 dans un modèle de choc spectique

Les kinines sont des peptides vasoactifs et des neuromédiateurs centraux impliqués dans le contrôle cardiovasculaire, la douleur et l’inflammation. Leurs actions sont relayées par deux types de récepteurs couplés aux protéines G : le récepteur B2 (RB2), constitutif, et le récepteur B1 (RB1), inductible en présence de lésions tissulaires, de cytokines pro-inflammatoires, d’endotoxines bactériennes et dans certaines pathologies tel que le diabète. Le diabète sucré augmente à l’échelle mondiale et son étiologie est complexe; il aggrave les infections sévères et augmente la mortalité par hyperbactériémie résistante à un contrôle thérapeutique et une prise en charge en soins intensifs. Les décès surviennent dans la grande majorité des cas à la suite de l'apparition d'une coagulation intra- vasculaire disséminée (CIVD). Ce projet a pour but d’étudier le rôle du RB1 dans la CIVD dans un modèle de diabète de type 1 induit par la streptozotocine (STZ) (Article 1) et dans l’insulite (Article 2). La CIVD est produite par l’injection de lipopolysaccharide (LPS, 2 mg/kg, i.p.), 4 jours après le traitement à la STZ (65 mg/kg, i.p.). Dans le premier article, nous avons montré une augmentation significative de l'œdème et de la perméabilité vasculaire par le bleu d’Évans dans le rein, le poumon, le coeur et le foie chez les rats traités au LPS et/ou à la STZ, une situation qui favorise une hémoconcentration et le développement d'un état d'hypercoagulabilité. Nous avons aussi montré la présence d'indices de thrombus et de lésions tissulaires dans l'étude histologique ainsi qu’une augmentation de l'expression du RB1 dans le coeur, le rein et les plaquettes sanguines. Un traitement avec l’antagoniste du RB1, le SSR240612, a corrigé l’apparition de ces anomalies et a rendu normale la glycémie chez les rats STZ et l’hyperthermie induite par le LPS. De même, le SSR240612 a nettement amélioré la survie des animaux. Les bénéfices du SSR240612 ont été reproduits par l’inhibition de la iNOS avec le 1400W et de la COX-2 avec l’acide niflumique, suggérant que les médiateurs de ces enzymes pro-inflammatoires agissent en aval du RB1.Dans le deuxième article, le rat STZ est traité du jour 4 au jour 7 avec le SSR240612 (10 mg/kg/jr per os). Cet antagoniste du RB1 bloque l’infiltration du pancréas par les macrophages et les lymphocytes TCD4+ qui sont porteurs du RB1. L’antagoniste prévient aussi l’augmentation de l’expression de la iNOS, du TNF-α, du RB1 et du TRPV1 dans le pancréas des rats diabétiques. Le traitement avec l’antagoniste du RB1 a limité la perte des cellules β des îlots de Langerhans et a corrigé l’hypoinsulinémie et l’hyperglycémie. Ces deux études mettent en lumière un rôle important du RB1 dans la létalité associée au choc septique, à la thrombose et à l’insulite. Par conséquent, le RB1 représente une cible thérapeutique prometteuse dans le traitement du diabète et de ses complications.

Rôles de la protéine tyrosine phosphatase DEP-1 dans l'angiogenèse, la perméabilité vasculaire et la progression tumorale

L’angiogenèse et l’augmentation de la perméabilité vasculaire sont des éléments clés pour la croissance et la progression tumorale. Par conséquent, de nombreux efforts sont déployés à comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la formation et le remodelage des vaisseaux sanguins de manière à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. De cette optique, les travaux de cette thèse se sont concentrés sur la protéine tyrosine phosphatase DEP-1, initialement identifiée comme un régulateur négatif de la prolifération et de la phosphorylation du VEGFR2 lorsque fortement exprimée dans les cellules endothéliales. Toutefois, en utilisant une approche d’ARNi, il a été démontré que via sa capacité à déphosphoryler la tyrosine inhibitrice de Src (Y529), DEP-1 était également un régulateur positif de l’activation de Src dans les cellules endothéliales stimulées au VEGF. Puisque Src joue un rôle central dans la promotion de l’angiogenèse et la perméabilité vasculaire, nous avons en plus démontré que DEP-1 était un promoteur de ces fonctions in vitro et que la tyrosine phosphorylation de sa queue C-terminale, permettant l’interaction et l’activation de Src, était requise. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse démontrent dans un premier temps à partir d’une souris Dep1 KO, dont le développement ne présente aucun phénotype apparent, que la perte de l’expression de DEP-1 se traduit en une inhibition de l’activation de Src et de l’un de ses substrats, la VE-Cadherine, en réponse au VEGF chez la souris adulte. Nos résultats démontrent donc, pour la première fois, le rôle primordial de DEP-1 dans l’induction de la perméabilité vasculaire et de la formation de capillaires in vivo. Conséquemment, la croissance tumorale et la formation de métastases aux poumons sont réduites due à une inhibition de leur vascularisation ce qui se traduit par une diminution de la prolifération et une augmentation de l’apoptose des cellules cancéreuses. De façon intéressante, l’expression élevée de DEP-1 dans les vaisseaux sanguins tumoraux de patientes atteintes du cancer du sein corrèle avec une vascularisation accrue de la tumeur. En plus du rôle de DEP-1 dans la réponse angiogénqiue à l’âge adulte, nos travaux ont également démontré le rôle important de DEP-1 lors de la vascularisation de la rétine, un modèle in vivo d’angiogenèse développementale. Dans ce contexte, DEP-1 inhibe la prolifération des cellules endothéliales et limite leur bourgeonnement et la complexification du réseau vasculaire rétinien en permettant l’expression adéquate du Dll4, un régulateur crucial de l’organisation de la vascularisation développementale. Cette expression du Dll4 découlerait de la stabilisation de la β-caténine par l’inactivation de la GSK3β, un régulateur important de la dégradation de la β-caténine, en réponse au VEGF selon la voie de signalisation VEGFR2-Src-PI3K-Akt-GSK3β. Ainsi, ces travaux identifient DEP-1 comme un régulateur important de l’organisation vasculaire rétinienne. Les rôles positifs de DEP-1 dans les cellules endothéliales découlent principalement de sa capacité à lier et activer la kinase Src. En plus de contribuer à la réponse angiogénique, Src est également un oncogène bien caractérisé notamment pour sa contribution au programme invasif des cellules cancéreuses mammaires. Les travaux de cette thèse illustrent que DEP-1 est préférentiellement exprimée dans les cellules cancéreuses mammaires invasives et qu’il régule l’activation de Src, de voies de signalisation invasives et, par le fait même, de l’invasivité de ces cellules in vitro et in vivo. De façon intéressante, ces observations corrèlent avec des données cliniques où l’expression modérée de DEP-1 est associée à un mauvais pronostic de survie et de rechute. Ces résultats démontrent donc, pour la première fois, le rôle positif de DEP-1 dans l’activation de Src au niveau des cellules endothéliales et des cellules cancéreuses mammaires ce qui permet la régulation du bourgeonnement endothélial, de la perméabilité vasculaire, de l’angiogenèse normale et pathologique en plus de l’invasion tumorale.

Preliminary study of the inflammatory response to subcutaneous implantation of three root canal sealers

P>Aim To evaluate the kinetics of the inflammatory tissue response to three root canal sealers using a physicochemical method for quantification of the enhanced vascular permeability and histopathological analysis. Methodology Twenty-eight male Wistar rats randomly assigned to four groups according to the evaluation periods (1, 3, 7 and 14 days) were used to assess the vascular permeability and histopathological reaction to RoekoSeal, AH Plus and Sealapex (new formulation) sealers, using saline and Chloropercha as negative and positive controls, respectively. Seven rats were sacrificed per period. The biocompatibility of the sealers was evaluated spectrophotometrically and histopathologically. Results At day 14, Sealapex produced significantly more inflammatory exudate than AH Plus and RoekoSeal (P < 0.05); however, there was no significant difference between AH Plus and RoekoSeal (P > 0.05). Sealapex (new formulation) was the most irritating sealer, producing severe inflammation with the presence of multinucleated giant cells. RoekoSeal was the most biocompatible sealer, producing the least amount of inflammatory exudate. Conclusions RoekoSeal root canal sealer was biocompatible when implanted in connective tissue.