Effets préventifs et thérapeutiques des polyphénols dans un modèle in vitro et in vivo de maladie inflammatoire de l’intestin : caractérisation des polyphénols de la pelure de pomme et de la canneberge par spectrométrie de masse

La muqueuse intestinale est exposée à des agents oxydants provenant de l’ingestion d’aliments modifiés, de cellules immuno-inflammatoires et de la flore intestinale. Une diète élevée en fruits et légumes peut diminuer le stress oxydant (SOx) ainsi que l’inflammation via plusieurs mécanismes. Ces effets bénéfiques peuvent être attribuables à leur contenu élevé en polyphénols. La première étude de mon doctorat consistait à tester l’hypothèse que les polyphénols extraits de pelures de pomme (DAPP) pouvaient diminuer le stress oxydant et l'inflammation impliqués dans les maladies inflammatoires de l'intestin (MII). Nous avons caractérisé les polyphénols des DAPP par spectrométrie de masse (LC-MS) et examiné leur potentiel antioxydant et anti-inflammatoire au niveau des cellules intestinales. L’identification des structures chimiques des polyphénols a été effectuée par LC-MS. Le SOx a été induit par l’ajout du complexe fer/ascorbate (Fe/Asc, 200 µM/2 mM) et l’inflammation par la lipopolysaccharide (LPS, 200µg/mL) à des cellules intestinales Caco-2/15 pré-incubées avec les DAPP (250 µg/mL). L’effet du SOx est déterminé par le dosage du malondialdéhyde (MDA), de la composition des acides gras polyinsaturés et de l’activité des enzymes antioxydantes endogènes (SOD et GPx). L’impact des DAPP sur l’inflammation a été testé par l’analyse de l’expression des marqueurs inflammatoires: cyclooxygénase-2 (COX-2), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-a et l’interleukine-6 (IL-6) et les facteurs de transcription NF-KB, Nrf-2 et PGC1α par immunobuvardage. Nos données ont montré que les flavonols et les flavan-3-ols constituent les composés polyphénoliques majoritaires des DAPP. L’ajout de Fer2+/Asc a provoqué une augmentation de la peroxidation lipidique comparativement aux cellules contrôles, un appauvrissement des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, et une modulation des enzymes antioxydantes, se traduisant par une augmentation de l’activité de la SOD et une diminution de la GPx. En contrepartie, les DAPP ont exhibé leur potentiel à corriger la plupart des perturbations, y compris l’expression protéique anormalement élevée du COX-2 et la production de la prostaglandine E2 (PGE2), ainsi que l’inflammation telle que réflétée par les facteurs NF-κB, TNF-α et IL-6. Par ailleurs, les mécanismes sous-jacents à ces changements bénéfiques des DAPP ont fait intervenir les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Vraisemblablement, cette première étude a permis de démontrer la capacité des DAPP à amoindrir le SOx et à réduire l’inflammation, deux processus étroitement impliqués dans les MII. Dans la deuxième étape de mon doctorat, nous avons voulu comparer les résultats de DAPP à ceux des polyphénols dérivant de la canneberge qui est considérée par la communauté scientifique comme le fruit ayant le plus fort potentiel antioxydant. À cette fin, nous avons caractérisé l’effet des composés polyphénoliques de la canneberge (CPC) sur le SOx, la défense antioxydante et l’inflammation au niveau intestinal tout en définissant leur métabolisme intraluminal. Les différents CPC ont été séparés selon leur poids moléculaire par chromatographie et leurs structures chimiques ont été identifiées par LC-MS. Suite à une pré-incubation des cellules Caco-2/15 avec les extraits CPC (250 µg/mL), le Fe/Asc et la LPS ont été administrés comme inducteurs du SOx et de l’inflammation, respectivement. La caractérisation globale des CPC a révélé que les acides phénoliques composaient majoritairement l’extrait de canneberge de petit poids moléculaire (LC) alors que les flavonoïdes et les procyanidines dimériques/trimériques représentaient l’extrait de poids moléculaire moyen (MC) tout en laissant les procyanidines oligo et polymériques à l’extrait de haut poids moléculaire (HC). Les CPC ont permis de restaurer la plupart des perturbations engendrées dans les Caco-2/15 par le Fe/Asc et le LPS. Les CPC exhibaient le potentiel d’abaisser les niveaux de MDA, de corriger la composition des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6, d’augmenter l’activité des enzymes antioxydantes (SOD, GPx et CAT) et d’élever l’expression de Nrf2 et PGC1α. En outre, les CPC pouvaient aussi réduire les niveaux élevés des protéines inflammatoires COX-2, TNF-α et IL-6 ainsi que la production des PGE2 par un mécanisme impliquant le NF-κB. Au niveau mitochondrial, les procyanidines oligomériques ont réussi à corriger les dysfonctions reliées à la production d’énergie (ATP), l’apoptose (Bcl-2, Cyt C et AIF) et le statut des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). Dans le but de bien comprendre les mécanismes d’action des CPC, nous avons défini par LC-MS les composés polyphénoliques qui ont été transportés ou absorbés par l’entérocyte. Nos analyses soulignent le transport (i) des acides cinnamiques et benzoïques (LC); (ii) la quercétine glycosylée et conjuguée et les procyanidines dimériques de type A (MC); et (iii) l’épicatéchine et les procyanidines oligomériques (HC). Les processus de métabolisation (méthylation, glucuronidation et sulfatation) au niveau de l’entérocyte ont probablement permis le transport de ces CPC surtout sous leur forme conjuguée. Les procyanidines oligomériques ayant un degré de polymérisation supérieur à 2 (HC) ont semblé adhérer aux cellules Caco-2/15. L’épicatéchine suivi par les procyanidines dimériques de type A ont été trouvés majoritaires au niveau des mitochondries. Même si nous ignorons encore l’action biologique de chaque composé polyphénolique, nous pouvons suggérer que leurs effets combinatoires exercent des fonctions antioxydantes, anti-inflammatoires et mitochondriales dans le modèle intestinal Caco-2/15. Dans une troisième étape, nous avons procédé à l’évaluation des aspects préventifs et thérapeutique des DAPP tout en sondant les mécanismes sous-jacents dans une étude préclinique. À cette fin, nous avons exploité le modèle de souris avec colite expérimentale provoquée par le Dextran Sulfate de Sodium (DSS). L’induction de l’inflammation intestinale chez la souris C57BL6 a été effectuée par l’administration orale de DSS à 2.5% pendant 10 jours. Des doses physiologiques et supra-physiologiques de DAPP (200 et 400 mg/kg/j, respectivement) ont été administrées par gavage pendant 10 jours pré- et post-DSS. L’inflammation par le DSS a provoqué une perte de poids, un raccourcissement du côlon, le décollement dystrophique de l’épithélium, l’exulcération et les infiltrations de cellules mono et polynucléaires au niveau du côlon. De plus, le DSS a induit une augmentation de la peroxidation lipidique, une régulation à la baisse des enzymes antioxydantes, une expression protéique à la hausse de la myéloperoxidase (MPO), du COX-2 et de la production des PGE2. Par ailleurs, les DAPP ont permis de corriger ou du moins d’alléger la plupart de ces anomalies en situation préventive ou thérapeutique, en plus d’abaisser l’expression protéique de NF-κB et des cytokines inflammatoires (TNF-a et l’IL-6) tout en stimulant les facteurs de transcription antioxydants (Nrf-2, PGC1α). Conséquemment, les polyphénols des DAPP ont exhibé leur puissant pouvoir antioxydant et anti-inflammatoire au niveau intestinal dans un modèle in vivo. Leurs actions sont associées à la régulation des voies de signalisation cellulaire et des changements dans la composition du microbiote. Ces trois projets de recherche permettent d’envisager l’évaluation des effets préventifs et thérapeutiques des DAPP cliniquement chez les patients avec des désordres inflammatoires de l’intestin.

Calidad de vida relacionada con la salud en pacientes con enfermedad inflamatoria intestinal

Fundamento. Determinar la calidad de vida relacionada con la salud en pacientes con enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa, así como evaluar las diferencias en función del sexo, tipo de enfermedad y otras variables sociodemográficas. Método. Estudio observacional, descriptivo y transversal en 100 pacientes atendidos en el servicio de Digestivo del Complejo Hospitalario de Navarra. Se empleó un cuestionario con variables sociodemográficas y clínicas, además del Inflammatory Bowel Disease Questionnaire-32, en su versión adaptada al castellano, para medir la calidad de vida. Resultados. La media de la puntuación total del cuestionario de calidad vida es de 166 puntos (D.T.=40,06) sobre un máximo de 232. Se han hallado diferencias estadísticamente significativas en función del tipo de enfermedad (p=0,005) y el sexo (p=0,001). Conclusiones. Las personas con enfermedad de Crohn o sexo femenino perciben peor calidad de vida relacionada con la salud respecto a pacientes con colitis ulcerosa u hombres.

Clostridium difficile ribotypes in humans and animals in Brazil

Clostridium difficile is an emerging enteropathogen responsible for pseudomembranous colitis in humans and diarrhoea in several domestic and wild animal species. Despite its known importance, there are few studies about C. difficile polymerase chain reaction (PCR) ribotypes in Brazil and the actual knowledge is restricted to studies on human isolates. The aim of the study was therefore to compare C. difficile ribotypes isolated from humans and animals in Brazil. Seventysix C. difficile strains isolated from humans (n = 25), dogs (n = 23), piglets (n = 12), foals (n = 7), calves (n = 7), one cat, and one manned wolf were distributed into 24 different PCR ribotypes. Among toxigenic strains, PCR ribotypes 014/020 and 106 were the most common, accounting for 14 (18.4%) and eight (10.5%) samples, respectively. Fourteen different PCR ribotypes were detected among human isolates, nine of them have also been identified in at least one animal species. PCR ribotype 027 was not detected, whereas 078 were found only in foals. This data suggests a high diversity of PCR ribotypes in humans and animals in Brazil and support the discussion of C. difficile as a zoonotic pathogen.

Role of phospholipase A(2) and tyrosine kinase in Clostridium difficile toxin A-induced disruption of epithelial integrity, histologic inflammatory damage and intestinal secretion

Clostridium difficile-associated disease causes diarrhea to fulminant colitis and death. We investigated the role of phospholipase A(2) (PLA(2)) inhibitors, aristolochic acid (AA), bromophenacyl bromide BPB and quinacrine (QUIN) on the C. difficile toxin A-induced disruption of epithelial integrity, histologic inflammatory damage and intestinal secretion. Toxin A caused severe hemorrhagic and inflammatory fluid secretion at 6-8 h in rabbit ileal segments, an effect that was significantly inhibited by QUIN (71%, P < 0.01), AA (87%, P < 0.0001) or by BPB (51%, P < 0.01). The secretory effect of toxin A was also inhibited in segments adjacent to those with AA (89%, P < 0.01). Furthermore, QUIN or AA substantially reduced the histologic damage seen after 6-8 h in rabbit ileal segments. The cyclooxygenase inhibitor, indomethacin, also significantly inhibited (96%; n = 6) the secretory effects of toxin A in ligated rabbit intestinal segments. The destruction by toxin A of F-actin at the light junctions of T-84 cell monolayers was not inhibited by AA or BPB. AA or QUIN had no effect on the T-84 cell tissue resistance reduction over 8-24 h after toxin A exposure. All the inhibitors were shown to be effective in the doses administered direct in ileal loops to inhibit PLA(2) activity. The data suggest that PLA(2) is involved in the major pathway of toxin A-induced histologic inflammatory damage and hemorrhagic fluid secretion. Cop. right (C) 2008 John Wiley & Sons, Ltd.

Hydroxylases regulate intestinal fibrosis through the suppression of ERK mediated TGF-β1 signaling

Fibrosis is a complication of chronic inflammatory disorders such as inflammatory bowel disease (IBD), a condition which has limited therapeutic options and often requires surgical intervention. Pharmacologic inhibition of oxygen-sensing prolyl hydroxylases (PHD), which confer oxygen-sensitivity upon the hypoxia inducible factor (HIF) pathway, has recently been shown to have therapeutic potential in colitis, although the mechanisms involved remain unclear. Here, we investigated the impact of hydroxylase inhibition on inflammation-driven fibrosis in a murine colitis model. Mice exposed to dextran sodium sulfate followed by period of recovery developed intestinal fibrosis characterized by alterations in the pattern of collagen deposition and infiltration of activated fibroblasts. Treatment with the hydroxylase inhibitor dimethyloxalylglycine (DMOG) ameliorated fibrosis. TGF-β1 is a key regulator of fibrosis which acts through the activation of fibroblasts. Hydroxylase inhibition reduced TGF-β1-induced expression of fibrotic markers in cultured fibroblasts suggesting a direct role for hydroxylases in TGF-β1 signalling. This was at least in part due to inhibition of non-canonical activation of extracellular signal-regulated kinase (ERK) signalling. In summary, pharmacologic hydroxylase inhibition ameliorates intestinal fibrosis, through suppression of TGF-β1-dependent ERK activation in fibroblasts. We hypothesize that in addition to previously reported immunosupressive effects, hydroxylase inhibitors independently suppress pro-fibrotic pathways

Gengivite Ulcerativa Necrosante (GUN)

Introdução: A Gengivite Ulcerativa Necrosante (GUN) é uma das patologias orais com mais décadas de estudo. A sua designação foi evoluindo ao longo dos anos até ter sido englobada na categoria das doenças periodontais necrosantes (DPN). As lesões provocadas pela GUN são consideradas únicas entre as doenças periodontais, principalmente pela sua apresentação clínica bastante distinta (Rowland, 1999). Apesar de ser uma doença com sinais muito próprios e fatores predisponentes bem estabelecidos, a etiologia e patogénese das lesões são muito mal compreendidas. O objetivo deste trabalho é efetuar uma revisão bibliográfica dos principais conceitos relativos a esta doença, defini-la e classificá-la, assim como fazer uma abordagem ao seu diagnóstico e respetivo plano de tratamento. Materiais e Métodos: Foi realizada uma pesquisa na base de dados da PubMed e da b-ON, utilizando como palavras-chave: “Necrotizing ulcerative gingivitis”, AND “Necrotizing periodontal disease”. Apenas foram pesquisados artigos em português e inglês, não tendo sido empregues quaisquer limites temporais, resultando num total de 32 artigos, complementado com uma obra literária. Resultados/Conclusões: Após análise da literatura é possível verificar que, mesmo os estudos mais recentes, revelam muitas dúvidas sobre esta doença, apesar das décadas de existência. Porém todos os estudos são unânimes em realçar um aspeto muito importante, a realização de um diagnóstico precoce é a chave para um tratamento adequado, criando, aos pacientes, as condições mínimas necessárias para uma adequada higiene oral e alimentação, que até aí a doença os obrigava a privar.

New prophylactic and therapeutic treatments to combat pathogenic Enterohaemorrhagic Escherichia coli

Bacterial diarrhoeal diseases have significant influence on global human health, and are a leading cause of preventable death in the developing world. Enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC), pathogenic strains of E. coli that carry potent toxins, have been associated with a high number of large-scale outbreaks caused by contaminated food and water sources. This pathotype produces diarrhoea and haemorrhagic colitis in infected humans, and in some patients leads to the development of haemolytic uremic syndrome (HUS), which can result in mortality and chronic kidney disease. A major obstacle to the treatment of EHEC infections is the increased risk of HUS development that is associated with antibiotic treatment, and rehydration and renal support are often the only options available. New treatments designed to prevent or clear E. coli infections and reduce symptoms of illness would therefore have large public health and economic impacts. The three main aims of this thesis were: to explore mouse models for pre-clinical evaluation in vivo of small compounds that inhibit a major EHEC colonisation factor, to assess the production and role of two proteins considered promising candidates for a broad-spectrum vaccine against pathogenic E. coli, and to investigate a novel compound that has recently been identified as a potential inhibitor of EHEC toxin production. As EHEC cannot be safely tested in humans due to the risk of HUS development, appropriate small animal models are required for in vivo testing of new drugs. A number of different mouse models have been developed to replicate different features of EHEC pathogenesis, several of which we investigated with a focus on colonisation mediated by the Type III Secretion System (T3SS), a needle-like structure that translocates bacterial proteins into host cells, resulting in a tight, intimate attachment between pathogen and host, aiding colonisation of the gastrointestinal tract. As E. coli models were found not to depend significantly on the T3SS for colonisation, the Citrobacter rodentium model, a natural mouse pathogen closely related to E. coli, was deemed the most suitable mouse model currently available for in vivo testing of T3SS-targeting compounds. Two bacterial proteins, EaeH (an outer membrane adhesin) and YghJ (a putative secreted lipoprotein), highly conserved surface-associated proteins recently identified as III protective antigens against E. coli infection of mice, were explored in order to determine their suitability as candidates for a human vaccine against pathogenic E. coli. We focused on the expression and function of these proteins in the EHEC O157:H7 EDL933 strain and the adherent-invasive E. coli (AIEC) LF82 strain. Although expression of EaeH by other E. coli pathotypes has recently been shown to be upregulated upon contact with host intestinal cells, no evidence of this upregulation could be demonstrated in our strains. Additionally, while YghJ was produced by the AIEC strain, it was not secreted by bacteria under conditions that other YghJ-expressing E. coli pathotypes do, despite the AIEC strain carrying all the genes required to encode the secretion system it is associated with. While our findings indicate that a vaccine that raises antibodies against EaeH and YghJ may have limited effect on the EHEC and AIEC strains we used, recent studies into these proteins in different E. coli pathogens have suggested they are still excellent candidates for a broadly effective vaccine against E. coli. Finally, we characterised a small lead compound, identified by high-throughput screening as a possible inhibitor of Shiga toxin expression. Shiga toxin production causes both the symptoms of illness and development of HUS, and thus reduction of toxin production, release, or binding to host receptors could therefore be an effective way to treat infections and decrease the risk of HUS. Inhibition of Shiga toxin production by this compound was confirmed, and was shown to be caused by an inhibitory effect on activation of the bacterial SOS response rather than on the Shiga toxin genes themselves. The bacterial target of this compound was identified as RecA, a major regulator of the SOS response, and we hypothesise that the compound binds covalently to its target, preventing oligomerisation of RecA into an activated filament. Altogether, the results presented here provide an improved understanding of these different approaches to combating EHEC infection, which will aid the development of safe and effective vaccines and anti-virulence treatments against EHEC.

Caracterización y prevalencia del compromiso ocular en pacientes con enfermedad autoinmune y autoinflamatoria en un centro de referencia reumatológica en Colombia entre los años 2000 a 2015

RESUMEN Objetivo: Estimar la prevalencia de las diferentes enfermedades oftalmológicas que aparecen en el contexto de una enfermedad autoinmune (EAI) en pacientes de un centro de referencia reumatológica en Colombia, según características clínicas y sociodemográficas durante un período de 15 años, comprendido entre los años 2000 a 2015. Métodos: Se realizó un estudio descriptivo, observacional de prevalencia. El tipo de muestreo fue aleatorio estratificado con asignación proporcional en el programa Epidat 3.4. Los datos se analizaron en el programa SPSS v22.0 y se realizó análisis univariado de las variables categóricas, para las variables cuantitativas se realizaron medidas de tendencia central. Resultados: De 1640 historias clínicas revisadas, se encontraron 634 pacientes (38,65%) con compromiso ocular. Si excluimos los pacientes con SS, que por definición presentan ojo seco, 222 pacientes (13,53%) presentaron compromiso oftalmológico. Del total de pacientes, el 83,3% fueron mujeres. La AR fue la enfermedad autoinmune con mayor compromiso oftalmológico con 138 pacientes (62,2%), y en último lugar la sarcoidosis con 1 solo paciente afectado. La QCS fue la manifestación más común en todos los grupos diagnósticos de EAI, con 146 pacientes (63,5%). De 414 pacientes con Síndrome de Sjögren (SS) y QCS 8 presentaron compromiso ocular adicional, siendo la uveítis la segunda patología ocular asociada en pacientes con SS y la primera causa en las espondiloartropatias (71,4 %). Los pacientes con catarata (4,1%) presentaron la mayor prevalencia de uso de corticoide (88.8%). De 222 pacientes, 28 (12,6%) presentaron uveítis. Del total de pacientes, 16 (7,2%) presentaron maculopatía por antimalaráricos y 6 (18,75%) de los pacientes con LES. Los ANAS se presentaron en el 100% los pacientes con trastorno vascular de la retina. Los pacientes con epiescleritis presentaron la mayor proporción de positivización de anticuerpos anti-DNA. La EAI que más presentó epiescleritis fue LES con 4 pacientes (12,5%) El 22% de paciente con anticuerpos anti-RNP presentaron escleritis y 32,1% de los pacientes con uveítis presentaron HLA-B27 positivo. Las manifestaciones oftalmológicas precedieron a las sistémicas entre un 11,1% y un 33,3% de los pacientes. Conclusión: Las enfermedades oculares se presentan con frecuencia en los pacientes colombianos con EAI (38.65%), siendo la AR la enfermedad con mayor compromiso ocular (62,2%) y la QCS la enfermedad ocular con mayor prevalencia en todas las EAI (63,5%). La uveítis se presentó en 28 pacientes (12,6%). Las manifestaciones oftalmológicas pueden preceder a las sistémicas. El examen oftalmológico debe ser incluido en los pacientes con EAI, por ser la enfermedad ocular una comorbilidad frecuente. Adicionalmente, los efectos oftalmológicos de las medicaciones sistémicas utilizadas en EAI deben ser estrechamente monitorizados, durante el curso del tratamiento.