Effect of fatty acids on leukocyte function

Fatty acids have various effects on immune and inflammatory responses, acting as intracellular and intercellular mediators. Polyunsaturated fatty acids (PUFAs) of the omega-3 family have overall suppressive effects, inhibiting lymphocyte proliferation, antibody and cytokine production, adhesion molecule expression, natural killer cell activity and triggering cell death. The omega-6 PUFAs have both inhibitory and stimulatory effects. The most studied of these is arachidonic acid that can be oxidized to eicosanoids, such as prostaglandins, leukotrienes and thromboxanes, all of which are potent mediators of inflammation. Nevertheless, it has been found that many of the effects of PUFA on immune and inflammatory responses are not dependent on eicosanoid generation. Fatty acids have also been found to modulate phagocytosis, reactive oxygen species production, cytokine production and leukocyte migration, also interfering with antigen presentation by macrophages. The importance of fatty acids in immune function has been corroborated by many clinical trials in which patients show improvement when submitted to fatty acid supplementation. Several mechanisms have been proposed to explain fatty acid modulation of immune response, such as changes in membrane fluidity and signal transduction pathways, regulation of gene transcription, protein acylation, and calcium release. In this review, evidence is presented to support the proposition that changes in cell metabolism also play an important role in the effect of fatty acids on leukocyte functioning, as fatty acids regulate glucose and glutamine metabolism and mitochondrial depolarization.

Hepatitis C virus infection in a Brazilian population with sickle-cell anemia

Patients with sickle-cell anemia submitted to frequent blood transfusions are at risk of contamination with hepatitis C virus (HCV). Determination of HCV RNA and genotype characterization are parameters that are relevant for the treatment of the viral infection. The objective of the present study was to determine the frequency of HCV infection and the positivity for HCV RNA and to identify the HCV genotype in patients with sickle-cell anemia with a history of blood transfusion who had been treated at the Hospital of the HEMOPE Foundation. Sera from 291 patients were tested for anti-HCV antibodies by ELISA 3.0 and RIBA 3.0 Chiron and for the presence of HCV RNA by RT-PCR. HCV genotyping was performed in 19 serum samples. Forty-one of 291 patients (14.1%) were anti-HCV positive by ELISA and RIBA. Both univariate and multivariate analysis showed a greater risk of anti-HCV positivity in those who had started a transfusion regime before 1992 and received more than 10 units of blood. Thirty-four of the anti-HCV-positive patients (34/41, 82.9%) were also HCV RNA positive. Univariate analysis, used to compare HCV RNA-negative and -positive patients, did not indicate a higher risk of HCV RNA positivity for any of the variables evaluated. The genotypes identified were 1b (63%), 1a (21%) and 3a (16%). A high prevalence of HCV infection was observed in our patients with sickle-cell anemia (14.1%) compared to the population in general (3%). In the literature, the frequency of HCV infection in sickle-cell anemia ranges from 2 to 30%. The serological screening for anti-HCV at blood banks after 1992 has contributed to a better control of the dissemination of HCV infection. Because of the predominance of genotype 1, these patients belong to a group requiring special treatment, with a probable indication of new therapeutic options against HCV.

Cytoskeletal and cellular adhesion proteins in zebrafish (Danio rerio) myogenesis

The current myogenesis and myofibrillogenesis model has been based mostly on in vitro cell culture studies, and, to a lesser extent, on in situ studies in avian and mammalian embryos. While the more isolated artificial conditions of cells in culture permitted careful structural analysis, the actual in situ cellular structures have not been described in detail because the embryos are more difficult to section and manipulate. To overcome these difficulties, we used the optically clear and easy to handle embryos of the zebrafish Danio rerio. We monitored the expression of cytoskeletal and cell-adhesion proteins (actin, myosin, desmin, alpha-actinin, troponin, titin, vimentin and vinculin) using immunofluorescence microscopy and video-enhanced, background-subtracted, differential interference contrast of 24- to 48-h zebrafish embryos. In the mature myotome, the mononucleated myoblasts displayed periodic striations for all sarcomeric proteins tested. The changes in desmin distribution from aggregates to perinuclear and striated forms, although following the same sequence, occurred much faster than in other models. All desmin-positive cells were also positive for myofibrillar proteins and striated, in contrast to that which occurs in cell cultures. Vimentin appeared to be striated in mature cells, while it is developmentally down-regulated in vitro. The whole connective tissue septum between the somites was positive for adhesion proteins such as vinculin, instead of the isolated adhesion plaques observed in cell cultures. The differences in the myogenesis of zebrafish in situ and in cell culture in vitro suggest that some of the previously observed structures and protein distributions in cultures could be methodological artifacts.

Regulation of pituitary hormones and cell proliferation by components of the extracellular matrix

The extracellular matrix is a three-dimensional network of proteins, glycosaminoglycans and other macromolecules. It has a structural support function as well as a role in cell adhesion, migration, proliferation, differentiation, and survival. The extracellular matrix conveys signals through membrane receptors called integrins and plays an important role in pituitary physiology and tumorigenesis. There is a differential expression of extracellular matrix components and integrins during the pituitary development in the embryo and during tumorigenesis in the adult. Different extracellular matrix components regulate adrenocorticotropin at the level of the proopiomelanocortin gene transcription. The extracellular matrix also controls the proliferation of adrenocorticotropin-secreting tumor cells. On the other hand, laminin regulates the production of prolactin. Laminin has a dynamic pattern of expression during prolactinoma development with lower levels in the early pituitary hyperplasia and a strong reduction in fully grown prolactinomas. Therefore, the expression of extracellular matrix components plays a role in pituitary tumorigenesis. On the other hand, the remodeling of the extracellular matrix affects pituitary cell proliferation. Matrix metalloproteinase activity is very high in all types of human pituitary adenomas. Matrix metalloproteinase secreted by pituitary cells can release growth factors from the extracellular matrix that, in turn, control pituitary cell proliferation and hormone secretion. In summary, the differential expression of extracellular matrix components, integrins and matrix metalloproteinase contributes to the control of pituitary hormone production and cell proliferation during tumorigenesis.

Use of blends of bioabsorbable poly(L-lactic acid)/poly(hydroxybutyrate- co-hydroxyvalerate) as surfaces for Vero cell culture

Vero cells, a cell line established from the kidney of the African green monkey (Cercopithecus aethiops), were cultured in F-10 Ham medium supplemented with 10% fetal calf serum at 37°C on membranes of poly(L-lactic acid) (PLLA), poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) and their blends in different proportions (100/0, 60/40, 50/50, 40/60, and 0/100). The present study evaluated morphology of cells grown on different polymeric substrates after 24 h of culture by scanning electron microscopy. Cell adhesion was also analyzed after 2 h of inoculation. For cell growth evaluation, the cells were maintained in culture for 48, 120, 240, and 360 h. For cytochemical study, the cells were cultured for 120 or 240 h, fixed, processed for histological analysis, and stained with Toluidine blue, pH 4.0, and Xylidine ponceau, pH 2.5. Our results showed that cell adhesion was better when 60/40 and 50/50 blends were used although cells were able to grow and proliferate on all blends tested. When using PLLA/PHBV (50/50) slightly flattened cells were observed on porous and smooth areas. PLLA/PHBV (40/60) blends presented flattened cells on smooth areas. PLLA/PHBV (0/100), which presented no pores, also supported spreading cells interconnected by thin filaments. Histological sections showed that cells grew as a confluent monolayer on different substrates. Cytochemical analysis showed basophilic cells, indicating a large amount of RNA and proteins. Hence, we detected changes in cell morphology induced by alterations in blend proportions. This suggests that the cells changed their differentiation pattern when on various PLLA/PHBV blend surfaces.

Effect of oral sirolimus therapy on inflammatory biomarkers following coronary stenting

We studied the effect of oral sirolimus, administered to prevent and treat in-stent restenosis (ISR), on the variation of serum levels of inflammatory markers following coronary stenting with bare metal stents. The mean age of the patients was 56 ± 13 years, 65% were males and all had clinically manifested ischemia. Serum levels of high sensitivity C-reactive protein (hs-CRP) concentration were determined by chemiluminescence and serum levels of all other biomarkers by ELISA. One group of patients at high risk for ISR received a loading oral dose of 15 mg sirolimus and 5 mg daily thereafter for 28 days after stenting (SIR-G). A control group (CONT-G) was submitted to stenting without sirolimus therapy. The increase in hs-CRP concentration was highest at 24 h after stenting in both groups. A significant difference between SIR-G and CONT-G was observed at 4 weeks (-1.50 ± 5.0 vs -0.19 ± 0.4, P = 0.008) and lost significance 1 month after sirolimus discontinuation (-1.73 ± 4.3 vs -0.01 ± 0.7, P = 0.0975). A continuous fall in MMP-9 concentration was observed in SIR-G, with the greatest reduction at 4 weeks (-352.9 ± 455 vs +395.2 ± 377, P = 0.0004), while a positive variation was noted 4 weeks after sirolimus discontinuation (227 ± 708 vs 406.2 ± 472.1, P = 0.0958). SIR-G exhibited a higher increase in P-selectin after sirolimus discontinuation at week 8 (46.1 ± 67.9 vs 5.8 ± 23.7, P = 0.0025). These findings suggest that the anti-restenotic actions of systemic sirolimus include anti-proliferative effects and modulation of the inflammatory response with inhibition of adhesion molecule expression.

Adipose tissue-derived stem cells promote pancreatic cancer cell proliferation and invasion

To explore the effects of adipose tissue-derived stem cells (ADSCs) on the proliferation and invasion of pancreatic cancer cells in vitroand the possible mechanism involved, ADSCs were cocultured with pancreatic cancer cells, and a cell counting kit (CCK-8) was used to detect the proliferation of pancreatic cancer cells. ELISA was used to determine the concentration of stromal cell-derived factor-1 (SDF-1) in the supernatants. RT-PCR was performed to detect the expression of the chemokine receptor CXCR4 in pancreatic cancer cells and ADSCs. An in vitro invasion assay was used to measure invasion of pancreatic cancer cells. SDF-1 was detected in the supernatants of ADSCs, but not in pancreatic cancer cells. Higher CXCR4 mRNA levels were detected in the pancreatic cancer cell lines compared with ADSCs (109.3±10.7 and 97.6±7.6 vs 18.3±1.7, respectively; P<0.01). In addition, conditioned medium from ADSCs promoted the proliferation and invasion of pancreatic cancer cells, and AMD3100, a CXCR4 antagonist, significantly downregulated these growth-promoting effects. We conclude that ADSCs can promote the proliferation and invasion of pancreatic cancer cells, which may involve the SDF-1/CXCR4 axis.

Inflammation induced by increased frequency of intermittent hypoxia is attenuated by tempol administration

The levels of serum inflammatory cytokines and the activation of nuclear factor kappa B (NF-κB) and hypoxia inducible factor-1α (HIF-1α) in heart tissues in response to different frequencies of intermittent hypoxia (IH) and the antioxidant tempol were evaluated. Wistar rats (64 males, 200-220 g) were randomly divided into 6 experimental groups and 2 control groups. Four groups were exposed to IH 10, 20, 30, or 40 times/h. The other 2 experimental groups were challenged with IH (30 times/h) plus tempol, either beginning on day 0 (IH30T0) or on day 29 (IH30T29). After 6 weeks of challenge, serum levels of tumor necrosis factor (TNF)-α, intracellular adhesion molecule (ICAM)-1, and interleukin-10 were measured, and western blot analysis was used to detect NF-κB p65 and HIF-1α in myocardial tissues. Serum levels of TNF-α and ICAM-1 and myocardial expression of NF-κB p65 and HIF-1α were all significantly higher in IH rats than in controls (P<0.001). Increased IH frequency resulted in more significant changes. Administration of tempol in IH rats significantly reduced levels of TNF-α, ICAM-1, NF-κB and HIF-1α compared with the non-tempol-treated group (F=16.936, P<0.001). IH induced an inflammatory response in a frequency-dependent manner. Additionally, HIF-1α and NF-κB were increased following IH administration. Importantly, tempol treatment attenuated this effect.

Soro urêmico inibe a expressão in vitro da quimiocina SDF-1: possível impacto da toxicidade urêmica na lesão endotelial

Introdução: A disfunção endotelial é importante na patogênese da doença cardiovascular (DCV) relacionada à doença renal crônica (DRC). Stromal cell-derived factor-1 (SDF-1) é uma quimiocina que mobiliza células endoteliais progenitoras (EPC) e em conjunto com a interleucina-8 (IL-8) podem ser usadas como marcadores de reparo e lesão tecidual. Objetivo: Neste trabalho, foi investigado o efeito do meio urêmico na expressão de SDF-1 e IL-8 in vivo e in vitro. Métodos: A inflamação sistêmica foi avaliada por meio da proteína C-reativa (PCR) e interleucina-6 (IL-6). IL-8 e SDF-1 foram avaliados por ELISA como marcadores de disfunção endotelial e reparo tecidual, respectivamente. Os estudos in vitro foram realizados em células endoteliais umbilicais humanas (HUVEC) expostas ao meio urêmico ou saudável. Resultados: Foram incluídos nesse estudo 26 pacientes em hemodiálise (HD) (17 ± 3 meses em diálise, 52 ± 2 anos, 38% homens e 11% diabéticos). As concentrações séricas de PCR, IL-6, SDF-1 e IL-8 foram 4,9 ± 4,8 mg/ml, 6,7 ± 8,1 pg/ml, 2625,9 ± 1288,6 pg/ml e 128,2 ± 206,2 pg/ml, respectivamente. Houve correlação positiva entre PCR e IL-6 (ρ = 0,57; p < 0,005) e entre SDF-1 e IL-8 (ρ = 0,45; p < 0,05). Os resultados in vitro demonstraram que a expressão de SDF-1 pelas HUVEC após 6 horas de tratamento com meio urêmico é menor comparada ao tratamento com meio saudável (p < 0,05). Após 12 horas de tratamento, ocorreu aumento de IL-8 quando as HUVECs foram expostas ao meio urêmico (p < 0,005). Conclusão: Sugerimos que SDF-1 e IL-8 nos pacientes em HD podem ser usados para mensurar a extensão do dano e consequente ativação vascular na uremia.

VAP-1 as drug target in inflammation : structural features determining ligand interactions

Vascular adhesion protein-1 (VAP-1), which belongs to the copper amine oxidases (CAOs), is a validated drug target in inflammatory diseases. Inhibition of VAP-1 blocks the leukocyte trafficking to sites of inflammation and alleviates inflammatory reactions. In this study, a novel set of potent pyridazinone inhibitors is presented together with their X-ray structure complexes with VAP-1. The crystal structure of serum VAP-1 (sVAP-1) revealed an imidazole binding site in the active site channel and, analogously, the pyridazinone inhibitors were designed to bind into the channel. This is the first time human VAP-1 has been crystallized with a reversible inhibitor and the structures reveal detailed information of the binding mode on the atomic level. Similarly to some earlier studied inhibitors of human VAP-1, the designed pyridazinone inhibitors bind rodent VAP-1 with a lower affinity than human VAP-1. Therefore, we made homology models of rodent VAP-1 and compared human and rodent enzymes to determine differences that might affect the inhibitor binding. The comparison of the crystal structures of the human VAP-1 and the mouse VAP-1 homology model revealed key differences important for the species specific binding properties. In general, the channel in mouse VAP-1 is more narrow and polar than the channel in human VAP-1, which is wider and more hydrophobic. The differences are located in the channel leading to the active site, as well as, in the entrance to the active site channel. The information obtained from these studies is of great importance for the development and design of drugs blocking the activity of human VAP-1, as rodents are often used for in vivo testing of candidate drugs. In order to gain more insight into the selective binding properties of the different CAOs in one species a comprehensive evolutionary study of mammalian CAOs was performed. We found that CAOs can be classified into sub-families according to the residues X1 and X2 of the Thr/Ser-X1-X2-Asn-Tyr-Asp active site motif. In the phylogenetic tree, CAOs group into diamine oxidase, retina specific amine oxidase and VAP-1/serum amine oxidase clades based on the residue in the position X2. We also found that VAP-1 and SAO can be further differentiated based on the residue in the position X1. This is the first large-scale comparison of CAO sequences, which explains some of the reasons for the unique substrate specificities within the CAO family.

Lien entre l'hémostase et le développement néoplasique : rôle spécifique du facteur tissulaire et de l'inhibiteur du facteur tissulaire

Il est reconnu, depuis une centaine d’années, que des désordres de la coagulation, regroupés sous le terme de coagulopathies, sont souvent associés au développement néoplasique. Pendant de nombreuses années, ces coagulopathies furent souvent reconnues comme une simple conséquence du développement du cancer. D’ailleurs, pour les cliniciens, l’apparition de ces anomalies sanguines constitue souvent le premier signe clinique d’un cancer occulte. Toutefois, l’étude approfondie du lien existant entre le système hémostatique et le cancer indique que différents facteurs hémostatiques vont interagir avec soit l’environnement tumoral ou soit la tumeur elle-même et influencer le développement du cancer. Au cours de nos travaux, nous avons porté une attention particulière à deux protéines jouant un rôle primordial dans l’hémostase. Le facteur tissulaire (TF) et l’inhibiteur du facteur tissulaire (TFPI) peuvent jouer des rôles pro- ou anti-néoplasique, et ce indépendamment de leurs fonctions hémostatiques normales. Dans le premier volet de cette thèse, nous avons étudié les propriétés antiangiogéniques de TFPI. L’angiogenèse, soit la formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir du réseau pré-existant, est reconnue comme étant une étape clée du développement tumoral. D’après nos travaux, le TFPI peut inhiber la formation de structures de type capillaire des cellules endothéliales (CEs) de la veine ombilicale humaine (HUVEC), et ce à une IC 50 de 5 nM, soit la concentration physiologique de l’inhibiteur. De plus, le TFPI bloque la migration des cellules endothéliales lorsque ces dernières sont stimulées par la sphingosine-1-phosphate (S1P), une molécule relâchée lors de l’activation des plaquettes sanguines. Cette inhibition de la migration cellulaire s’explique par l’effet du TFPI sur l’adhésion des CEs. En effet, TFPI inhibe la phosphorylation de deux protéines clées participant à la formation des complexes d’adhésion focales soit FAK (focal adhesion kinase) et PAX (paxilin). L’inhibition de ces deux protéines suggère qu’il y ait une réorganisation des complexes focaux, pouvant expliquer la perte d’adhérence. Finalement, des études de microscopie confocale démontrent que les cellules traitées au TFPI changent de morphologie au niveau du cytosquelette d’actine provoquant une désorganisation des structures migratoires (pseudopodes). Les effets du TFPI au niveau de la migration, de l’adhésion et de la morphologie cellulaire sont strictement spécifiques aux cellules endothéliales humaines, puisque aucun n’effet n’est observé en traitant des cellules cancéreuses de glioblastomes (GB) humains, qui sont normalement des tumeurs hautement vascularisées. En résumé, cette première étude démontre que le TFPI est un inhibiteur de l’angiogenèse. Dans le second volet de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux différents rôles de TF, le principal activateur de la coagulation. Cette protéine est également impliquée dans le développement néoplasique et notamment celui des médulloblastomes (MB) chez l’enfant via des fonctions hémostatiques et non-hémostatiques. Nos travaux démontrent que l’expression de TF est induite par la voie de signalisation de HGF (hepatocyte growth factor) et de son récepteur Met. Cet effet de HGF/Met semble spécifique aux MB puisque HGF ne peut stimuler l’expression de TF au niveau des cellules cancéreuses de glioblastomes. TF, exprimé à la surface des cellules médulloblastiques (DAOY), est responsable de l’activité pro-thrombogénique de ces cellules, ainsi qu’un acteur important de la migration de ces cellules en réponse au facteur VIIa (FVIIa). De plus, en étudiant 18 spécimens cliniques de MB, nous avons établi un lien entre l’intensité d’expression de TF et de Met. L’importance de cette corrélation est également suggérée par l’observation que les cellules exprimant les plus forts taux de TF et de Met sont également les plus agressives en termes d’index de prolifération et de dissémination métastatiques. En résumé, ces travaux représentent le point de départ pour la mise au point de TF comme un marqueur diagnostique clinique dans les cas de tumeurs du cerveau pédiatriques. De plus, l’élucidation de la voie de signalisation moléculaire responsable de l’expression de TF permet de mieux comprendre la biologie et le fonctionnement de ces tumeurs et de relier le profil d’expression de TF aux phénotypes agressifs de la maladie. Il est reconnu que HGF peut également jouer un rôle protecteur contre l’apoptose. Dans le troisième volet de cette thèse, nous avons remarqué que cette protection est corrélée à l’expression de TF. En réduisant à néant l’expression de TF à l’aide de la technologie des ARN silencieux (siRNA), nous démontrons que HGF ne protège plus les cellules contre l’apoptose. Donc, TF médie l’activité anti-apoptotique de HGF. TF assume cette protection en inactivant la phosphorylation de p53 sur la sérine 15, empêchant ainsi la translocation de p53 au noyau. Finalement, l’expression de TF et son interaction avec le FVIIa, au niveau des cellules médulloblastiques favorise la survie de ces dernières et ce même si elles sont soumises à de fortes concentrations de médicaments couramment utilisées en cliniques. Ce troisième et dernier volet démontre l’implication de TF en tant que facteur impliqué dans la survie des cellules cancéreuses, favorisant ainsi le développement de la tumeur. Dans son ensemble, cette thèse vise à démontrer que les facteurs impliqués normalement dans des fonctions hémostatiques (TFPI et TF) peuvent contribuer à réguler le développement tumoral. Tout système physiologique et pathologique est dépendant d’un équilibre entre activateur et inhibiteur et la participation de TF et de TFPI à la régulation du développement néoplasique illustre bien cette balance délicate. Par sa contribution anti- ou pro-néoplasique le système hémostatique constitue beaucoup plus qu’une simple conséquence du cancer; il fait partie par l’action de TF des stratégies élaborées par les cellules cancéreuses pour assurer leur croissance, leur déplacement et leur survie, alors que TFPI tente de limiter la croissance tumorale en diminuant la vascularisation.

Le 17B-Estradiol combiné à un biopolymère à base de chitosan accroît la biocompatibilité des cellules progénitrices dérivées de la moelle osseuse

Les cellules dérivées de la moelle osseuse, principalement les cellules endothéliales progénitrices, sont réduites chez les patients souffrant de maladies cardiovasculaires. Leur mobilisation et leur incorporation aux sites de lésion vasculaire sont des évènements prépondérants dans l’accélération des processus de réendothélialisation. Dans un modèle murin, le 17β-estradiol favorise les processus de guérison vasculaire par la mobilisation et le recrutement des cellules endothéliales progénitrices dérivées de la moelle osseuse. Il existe présentement plusieurs stratégies afin d’augmenter la mobilisation des cellules progénitrices ainsi que leur incorporation à la paroi vasculaire. Cependant, peu d’études privilégient la livraison locale d’un nombre élevé de cellules progénitrices fonctionnelles par un véhicule biodégradable et leur maintien au site de lésion afin de favoriser la réendothélialisation ciblée. Un polymère d’intérêt pour cette application s’avère être le chitosan. Ce biopolymère non toxique et biodégradable est couramment utilisé dans l’ingénierie tissulaire et, depuis peu, est utilisé dans la guérison vasculaire. Le chitosan complexé à la phosphorylcholine voit sa solubilité s’accroître dans les solutions aqueuses ainsi que sa biocompatibilité cellulaire en condition physiologique. Le projet de ce mémoire visait donc : 1) à étudier in vitro, la capacité d’un polymère de chitosan complexé à la phosphorylcholine à influencer l’adhésion, la survie, la différenciation et la fonctionnalité cellulaire dans un modèle murin de culture mixte de cellules dérivées de la moelle osseuse et 2) de déterminer l’impact de la présence du 17β-estradiol sur ces mêmes comportements cellulaires. Nos travaux démontrent que la matrice de chitosan-phosphorylcholine s’avère compatible avec notre modèle de culture cellulaire. En effet, ce polymère est capable de promouvoir l’organisation et le développement des cellules dérivées de la moelle osseuse de façon comparable à la matrice normalement utilisée dans la croissance in vitro des cellules endothéliales progénitrices, la fibronectine. De plus, ce polymère n’a nullement compromis l’activité migratoire des cellules, laissant supposer qu’il pourrait éventuellement être un véhicule approprié pour effectuer une livraison cellulaire à un site de lésion. Il s’avère que le 17β-estradiol, lorsqu’ajouté au milieu de culture ou complexé au polymère de chitosan phosphorylcholine, est capable de moduler le comportement cellulaire, et ce, de façon différente. Le 17β-estradiol complexé au polymère de chitosan-phosphorylcholine démontre, par rapport à sa forme soluble, une plus grande aptitude à accroître le nombre de cellules hématopoïétiques ainsi que des cellules endothéliales progénitrices dérivées de la moelle osseuse in vitro. De plus, le 17β-estradiol complexé au polymère de chitosan-phosphorylcholine permet une amplification marquée des cellules endothéliales progénitrices et leur offre un support adéquat afin de favoriser la guérison vasculaire. L’ensemble de nos travaux suggère que le polymère de chitosan complexé à la phosphorylcholine en présence ou non de 17β-estradiol est une matrice compatible avec les cellules progénitrices dérivées de la moelle osseuse in vitro. Le 17β-estradiol complexé au polymère est toutefois plus efficace que sa forme soluble à promouvoir l’amplification du nombre de cellules progénitrices. Ce polymère représente un outil thérapeutique attrayant et une matrice de livraison d’agent bioactif prometteuse pour le recrutement cellulaire dans l’accélération de la guérison vasculaire.

The importance of the Hedgehog signaling pathway at the level of the blood-brain barrier

La barrière hémato-encéphalique (BHE) protège le système nerveux central (SNC) en contrôlant le passage des substances sanguines et des cellules immunitaires. La BHE est formée de cellules endothéliales liées ensemble par des jonctions serrées et ses fonctions sont maintenues par des astrocytes, celles ci sécrétant un nombre de facteurs essentiels. Une analyse protéomique de radeaux lipidiques de cellules endothéliales de la BHE humaine a identifié la présence de la voie de signalisation Hedgehog (Hh), une voie souvent liées à des processus de développement embryologique ainsi qu’au niveau des tissus adultes. Suite à nos expériences, j’ai déterminé que les astrocytes produisent et secrètent le ligand Sonic Hh (Shh) et que les cellules endothéliales humaines en cultures primaires expriment le récepteur Patched (Ptch)-1, le co-récepteur Smoothened (Smo) et le facteur de transcription Gli-1. De plus, l’activation de la voie Hh augmente l’étanchéité des cellules endothéliales de la BHE in vitro. Le blocage de l’activation de la voie Hh en utilisant l’antagoniste cyclopamine ainsi qu’en utilisant des souris Shh déficientes (-/-) diminue l’expression des protéines de jonctions serrées, claudin-5, occcludin, et ZO-1. La voie de signalisation s’est aussi montrée comme étant immunomodulatoire, puisque l’activation de la voie dans les cellules endothéliales de la BHE diminue l’expression de surface des molécules d’adhésion ICAM-1 et VCAM-1, ainsi que la sécrétion des chimiokines pro-inflammatoires IL-8/CXCL8 et MCP-1/CCL2, créant une diminution de la migration des lymphocytes CD4+ à travers une monocouche de cellules endothéliales de la BHE. Des traitements avec des cytokines pro-inflammatoires TNF-α and IFN-γ in vitro, augmente la production de Shh par les astrocytes ainsi que l’expression de surface de Ptch-1 et de Smo. Dans des lésions actives de la sclérose en plaques (SEP), où la BHE est plus perméable, les astrocytes hypertrophiques augmentent leur expression de Shh. Par contre, les cellules endothéliales de la BHE n’augmentent pas leur expression de Ptch-1 ou Smo, suggérant une dysfonction dans la voie de signalisation Hh. Ces résultats montrent que la voie de signalisation Hh promeut les propriétés de la BHE, et qu’un environnement d’inflammation pourrait potentiellement dérégler la BHE en affectant la voie de signalisation Hh des cellules endothéliales.

Étude de l’implication de MK2 dans la réponse vasculaire à l’endothéline-1

L’endothéline-1 (ET-1) est un puissant agent vasoconstricteur dont la production est dérégulée dans plusieurs maladies inflammatoires où l’expression des cyclooxygénases-1/2 (COX-1/2) est augmentée. Puisqu’il est connu que la voie p38 MAPK est impliquée dans la régulation de l’ET-1 au niveau de l’ARNm, nous avons étudié le rôle de l’un de ses substrats, la kinase MK2 dans la régulation post-transcriptionnelle de l’ET-1 et des COX. Pour ce faire, nous avons utilisé des souris MK2-déficientes (MK2-/-) ainsi que des contrôles (MK2+/+) issus de la même portée. Des paramètres de la fonction cardiaque ont été mesurés sous anesthésie à l’aide d’un cathéter Millar et la réactivité vasculaire de l’artère fémorale a été mesurée par myographe. L’expression de ET-1, COX-1 et COX-2 a été quantifiée dans la cellule endothéliale aortique (CE) par qPCR. En réponse à l’ET-1 (100 nM), l’expression de la préproET-1 dans les CE augmente en fonction du temps (p<0.05) : cette variation est accentuée chez les souris MK2-/-. Bien que la pression artérielle soit similaire entre les souris MK2+/+ et MK2-/-, l’inhibition de COX (indométacine, 1 μM) augmente (p<0.05) la contraction à l’ET-1 des vaisseaux isolés provenant de souris MK2+/+ mais pas des MK2-/-. Ces données suggèrent un rôle de MK2 dans la réponse vasculaire à l’ET-1 et possiblement dans la signalisation post-récepteur de l’ET-1 en général.

Réponse cellulaire pan-spécifique : analyse de la présentation d’antigènes conservés du virus de l’influenza

Les méthodes de vaccination actuelles contre l’influenza, axées sur la réponse à anticorps dirigée contre des antigènes hautement variables, nécessitent la production d’un vaccin pour chaque nouvelle souche. Le défi est maintenant de stimuler simultanément une réponse cellulaire pan-spécifique ciblant des antigènes conservés du virus, tel que la protéine de la matrice (M1) ou la nucléoprotéine (NP). Or, la présentation antigénique de ces protéines est peu définie chez l’humain. Nous avons analysé la présentation endogène par les complexes majeurs d’histocompatibilité de classes (CMH)-I et -II de M1 et de NP. Ainsi, les protéines M1 et NP ont été exprimées dans des cellules présentatrices d’antigènes (CPAs). Notamment, des épitopes de M1 et de NP endogènes peuvent être présentées par CMH-I et -II, ce qui résulte en une activation respectivement de lymphocytes T CD8+ et CD4+ précédemment isolés. Étant donné l’importance des lymphocytes T CD4+ dans la réponse cellulaire, nous avons cloné M1 ou NP en fusion avec des séquences de la protéine gp100 permettant la mobilisation vers les compartiments du CMH-II sans affecter la présentation par CMH-I. Des CPAs exprimant de façon endogène ces constructions modifiées ou sauvages ont ensuite été utilisées pour stimuler in vitro des lymphocytes T humains dont la qualité a été évaluée selon la production de cytokines et la présence de molécules de surface (ELISA ou marquage de cytokines intracellulaire). Nous avons observé une expansion de lymphocytes T CD8+ et CD4+ effecteurs spécifiques sécrétant diverses cytokines pro-inflammatoires (IFN-γ, TNF, MIP-1β) dans des proportions comparables avec une présentation par CMH-II basale ou améliorée. Cette qualité indépendante du niveau de présentation endogène par CMH-II de M1 et de NP des lymphocytes T CD4+ et CD8+ suggère que cette présentation est suffisante à court terme. En outre, la présentation endogène de M1 et NP a permis de stimuler des lymphocytes T spécifiques à des épitopes conservés du virus, tel qu’identifié à l’aide une méthode d’identification originale basée sur des segments d’ARNm, « mRNA PCR-based epitope chase (mPEC) ». Ensemble, ces nouvelles connaissances sur la présentation antigénique de M1 et de NP pourraient servir à établir de nouvelles stratégies vaccinales pan-spécifiques contre l’influenza.