Modulation of intercellular communication by differential regulation and heteromeric mixing of co-expressed connexins

Intercellular communication may be regulated by the differential expression of subunit gap junction proteins (connexins) which form channels with differing gating and permeability properties. Endothelial cells express three different connexins (connexin37, connexin40, and connexin43) in vivo. To study the differential regulation of expression and synthesis of connexin37 and connexin43, we used cultured bovine aortic endothelial cells which contain these two connexins in vitro. RNA blots demonstrated discordant expression of these two connexins during growth to confluency. RNA blots and immunoblots showed that levels of these connexins were modulated by treatment of cultures with transforming growth factor-ß1. To examine the potential ability of these connexins to form heteromeric channels (containing different connexins within the same hemi-channel), we stably transfected connexin43-containing normal rat kidney (NRK) cells with connexin37 or connexin40. In the transfected cells, both connexin proteins were abundantly produced and localized in identical distributions as detected by immunofluorescence. Double whole-cell patch-clamp studies showed that co-expressing cells exhibited unitary channel conductances and gating characteristics that could not be explained by hemi-channels formed of either connexin alone. These observations suggest that these connexins can readily mix with connexin43 to form heteromeric channels and that the intercellular communication between cells is determined not only by the properties of individual connexins, but also by the interactions of those connexins to form heteromeric channels with novel properties. Furthermore, modulation of levels of the co-expressed connexins during cell proliferation or by cytokines may alter the relative abundance of different heteromeric combinations.

Trypanosoma cruzi infection: a continuous invader-host cell cross talk with participation of extracellular matrix and adhesion and chemoattractant molecules

Several lines of evidence have shown that Trypanosoma cruzi interacts with host extracellular matrix (ECM) components producing breakdown products that play an important role in parasite mobilization and infectivity. Parasite-released antigens also modulate ECM expression that could participate in cell-cell and/or cell-parasite interactions. Increased expression of ECM components has been described in the cardiac tissue of chronic chagasic patients and diverse target tissues including heart, thymus, central nervous system and skeletal muscle of experimentally T. cruzi-infected mice. ECM components may adsorb parasite antigens and cytokines that could contribute to the establishment and perpetuation of inflammation. Furthermore, T. cruzi-infected mammalian cells produce cytokines and chemokines that not only participate in the control of parasitism but also contribute to the establishment of chronic inflammatory lesions in several target tissues and most frequently lead to severe myocarditis. T. cruzi-driven cytokines and chemokines may also modulate VCAM-1 and ICAM-1 adhesion molecules on endothelial cells of target tissues and play a key role in cell recruitment, especially of activated VLA-4+LFA-1+CD8+ T lymphocytes, resulting in a predominance of this cell population in the inflamed heart, central nervous system and skeletal muscle. The VLA-4+-invading cells are surrounded by a fine network of fibronectin that could contribute to cell anchorage, activation and effector functions. Since persistent "danger signals" triggered by the parasite and its antigens are required for the establishment of inflammation and ECM alterations, therapeutic interventions that control parasitism and selectively modulate cell migration improve ECM abnormalities, paving the way for the development of new therapeutic strategies improving the prognosis of T. cruzi-infected individuals.

Effects of estrogen on the vascular system

The cardiovascular protective actions of estrogen are partially mediated by a direct effect on the vessel wall. Estrogen is active both on vascular smooth muscle and endothelial cells where functionally competent estrogen receptors have been identified. Estrogen administration promotes vasodilation in humans and in experimental animals, in part by stimulating prostacyclin and nitric oxide synthesis, as well as by decreasing the production of vasoconstrictor agents such as cyclooxygenase-derived products, reactive oxygen species, angiotensin II, and endothelin-1. In vitro, estrogen exerts a direct inhibitory effect on smooth muscle by activating potassium efflux and by inhibiting calcium influx. In addition, estrogen inhibits vascular smooth muscle cell proliferation. In vivo, 17ß-estradiol prevents neointimal thickening after balloon injury and also ameliorates the lesions occurring in atherosclerotic conditions. As is the case for other steroids, the effect of estrogen on the vessel wall has a rapid non-genomic component involving membrane phenomena, such as alteration of membrane ionic permeability and activation of membrane-bound enzymes, as well as the classical genomic effect involving estrogen receptor activation and gene expression.

Nitric oxide regulates angiotensin-I converting enzyme under static conditions but not under shear stress

Mechanical forces including pressure and shear stress play an important role in vascular homeostasis via the control of the production and release of a variety of vasoactive factors. An increase in vascular shear stress is accompanied by nitric oxide (NO) release and NO synthase activation. Previously, we have demonstrated that shear stress induces angiotensin-I converting enzyme (ACE) down-regulation in vivo and in vitro. In the present study, we determined whether NO participates in the shear stress-induced ACE suppression response. Rabbit aortic endothelial cells were evaluated using the NO synthase inhibitor L-NAME, and two NO donors, diethylamine NONOate (DEA/NO) and sodium nitroprusside (SNP). Under static conditions, incubation of endothelial cells with 1 mM L-NAME for 18 h increased ACE activity by 27% (from 1.000 ± 0.090 to 1.272 ± 0.182) while DEA/NO and SNP (0.1, 0.5 and 1 mM) caused no change in ACE activity. Interestingly, ACE activity was down-regulated similarly in the presence or absence of L-NAME (delta(0 mM) = 0.26 ± 0.055, delta(0.1 mM) = 0.21 ± 0.22, delta(1 mM) = 0.36 ± 0.13) upon 18 h shear stress activation (from static to 15 dyn/cm²). Taken together, these results indicate that NO can participate in the maintenance of basal ACE levels in the static condition but NO is not associated with the shear stress-induced inactivation of ACE.

Hypotrophy of conduit artery walls of the offspring of nitric oxide-defective rats

The objective of the present study was to investigate the structure of the arterial walls of the offspring stemming from nitric oxide (NO)-defective hypertensive parents. The parents were treated with N G-nitro-L-arginine methyl ester (40 mg kg-1 day-1) for 5 weeks. Blood pressure was measured noninvasively in six 30-day-old rats and nine age-matched controls. The cardiovascular system was perfused with glutaraldehyde at 120 mmHg. The thoracic aorta and carotid artery were processed for electron microscopy, and geometry was determined by light microscopy. Endothelial cells, smooth muscle cells (SMC) and extracellular matrix (ECM) were determined by the point counting method in electron micrographs of the carotid artery. The blood pressure of experimental offspring was 150.0 ± 2.3 vs 104.6 ± 2.1 mmHg (P < 0.01) for the controls and their heart/body weight ratio of 3.9 ± 0.1 vs 4.4 ± 0.2 (P < 0.05) for the controls indicated cardiac hypotrophy. The wall thickness (tunica intima and media) of the thoracic aorta and carotid artery of experimental offspring was decreased to 78.9% (P < 0.01) and 83.8% (P < 0.01), respectively, compared to controls, as confirmed by a respective cross-sectional area of 85.3% (P < 0.01) and 84.1% (P < 0.01). The wall thickness/inner diameter ratio was reduced to 75% (P < 0.01) in the thoracic artery and to 81.5% (P < 0.01) in the carotid artery. No change in endothelial cell volume density or ECM was observed in the tunica intima of the carotid artery, and SMC volume density was lower in the tunica media (37.6 ± 0.9 vs 44.7 ± 1.1% for controls, P < 0.01), indicating compromised SMC development. Interference with arginine metabolism, a decrease in NO, and other factors are possible mechanisms underlying the structural alterations of the cardiovascular system of offspring from NO-defective hypertensive rats.

Desmin: molecular interactions and putative functions of the muscle intermediate filament protein

Desmin is the intermediate filament (IF) protein occurring exclusively in muscle and endothelial cells. There are other IF proteins in muscle such as nestin, peripherin, and vimentin, besides the ubiquitous lamins, but they are not unique to muscle. Desmin was purified in 1977, the desmin gene was characterized in 1989, and knock-out animals were generated in 1996. Several isoforms have been described. Desmin IFs are present throughout smooth, cardiac and skeletal muscle cells, but can be more concentrated in some particular structures, such as dense bodies, around the nuclei, around the Z-line or in costameres. Desmin is up-regulated in muscle-derived cellular adaptations, including conductive fibers in the heart, electric organs, some myopathies, and experimental treatments with drugs that induce muscle degeneration, like phorbol esters. Many molecules have been reported to associate with desmin, such as other IF proteins (including members of the membrane dystroglycan complex), nebulin, the actin and tubulin binding protein plectin, the molecular motor dynein, the gene regulatory protein MyoD, DNA, the chaperone alphaB-crystallin, and proteases such as calpain and caspase. Desmin has an important medical role, since it is used as a marker of tumors' origin. More recently, several myopathies have been described, with accumulation of desmin deposits. Yet, after almost 30 years since its identification, the function of desmin is still unclear. Suggested functions include myofibrillogenesis, mechanical support for the muscle, mitochondrial localization, gene expression regulation, and intracellular signaling. This review focuses on the biochemical interactions of desmin, with a discussion of its putative functions.

Alternagin-C, a disintegrin-like protein from the venom of Bothrops alternatus, modulates alpha2ß1 integrin-mediated cell adhesion, migration and proliferation

The alpha2ß1 integrin is a major collagen receptor that plays an essential role in the adhesion of normal and tumor cells to the extracellular matrix. Alternagin-C (ALT-C), a disintegrin-like protein purified from the venom of the Brazilian snake Bothrops alternatus, competitively interacts with the alpha2ß1 integrin, thereby inhibiting collagen binding. When immobilized in plate wells, ALT-C supports the adhesion of fibroblasts as well as of human vein endothelial cells (HUVEC) and does not detach cells previously bound to collagen I. ALT-C is a strong inducer of HUVEC proliferation in vitro. Gene expression analysis was done using an Affimetrix HU-95A probe array with probe sets of ~10,000 human genes. In human fibroblasts growing on collagen-coated plates, ALT-C up-regulates the expression of several growth factors including vascular endothelial growth factor, as well as some cell cycle control genes. Up-regulation of the vascular endothelial growth factor gene and other growth factors could explain the positive effect on HUVEC proliferation. ALT-C also strongly activates protein kinase B phosphorylation, a signaling event involved in endothelial cell survival and angiogenesis. In human neutrophils, ALT-C has a potent chemotactic effect modulated by the intracellular signaling cascade characteristic of integrin-activated pathways. Thus, ALT-C acts as a survival factor, promoting adhesion, migration and endothelial cell proliferation after binding to alpha2ß1 integrin on the cell surface. The biological activities of ALT-C may be helpful as a therapeutic strategy in tissue regeneration as well as in the design of new therapeutic agents targeting alpha2ß1 integrin.

Role of nitric oxide and prostaglandin in the maintenance of cortical and renal medullary blood flow

This study was undertaken in anesthetized dogs to evaluate the relative participation of prostaglandins (PGs) and nitric oxide (NO) in the maintenance of total renal blood flow (TRBF), and renal medullary blood flow (RMBF). It was hypothesized that the inhibition of NO should impair cortical and medullary circulation because of the synthesis of this compound in the endothelial cells of these two territories. In contrast, under normal conditions of perfusion pressure PG synthesis is confined to the renal medulla. Hence PG inhibition should predominantly impair the medullary circulation. The initial administration of 25 µM kg-1 min-1 NG-nitro-L-arginine methyl ester produced a significant 26% decrease in TRBF and a concomitant 34% fall in RMBF, while the subsequent inhibition of PGs with 5 mg/kg meclofenamate further reduced TRBF by 33% and RMBF by 89%. In contrast, the initial administration of meclofenamate failed to change TRBF, while decreasing RMBF by 49%. The subsequent blockade of NO decreased TRBF by 35% without further altering RMBF. These results indicate that initial PG synthesis inhibition predominantly alters the medullary circulation, whereas NO inhibition decreases both cortical and medullary flow. This latter change induced by NO renders cortical and RMBF susceptible to a further decrease by PG inhibition. However, the decrease in medullary circulation produced by NO inhibition is not further enhanced by subsequent PG inhibition.

Expression of NR1I3 in mouse lung tumors induced by the tobacco-specific nitrosamine 4-(methylnitrosamino)-4-(3-pyridyl)-1-butanone

Nuclear receptor subfamily 1, group I, member 3 (NR1I3) is reported to be a possible novel therapeutic target for some cancers, including lung, brain and hematopoietic tumors. Here, we characterized expression of NR1I3 in a mouse model of lung carcinogenesis induced by 4-(methylnitrosamino)-4-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK), the most potent tobacco carcinogen. Lung tumors were collected from mice treated with NNK (400 mg/kg) and euthanized after 52 weeks. Benign and malignant lesions were formalin-fixed and paraffin-embedded for histology and immunohistochemistry, with samples snap-frozen for mRNA analysis. Immunohistochemically, we found that most macrophages and type I and II pneumocytes expressed NR1I3, whereas fibroblasts and endothelial cells were NR1I3−. Compared with benign lesions, malignant lesions had less NR1I3+ tumor cells. Gene expression analysis also showed an inverse correlation between NR1I3 mRNA expression and tumor size (P=0.0061), suggesting that bigger tumors expressed less NR1I3 transcripts, in accordance with our immunohistochemical NR1I3 tests. Our results indicate that NR1I3 expression decreased during progression of malignant lung tumors induced by NNK in mice.

Restoration of sensory dysfunction following peripheral nerve injury by the polysaccharide from culinary and medicinal mushroom, Hericium erinaceus (Bull.: Fr.) Pers. through its neuroregenerative action

Abstract Peripheral nerves have the unique capability to regenerate after injury. Insights into regeneration of peripheral nerves after injury may have implications for neurodegenerative diseases of the nervous system. We investigated the ability of polysaccharide from Hericium erinaceus mushroom in the treatment of nerve injury following peroneal nerve crush in Sprague-Dawley rats by daily oral administration. In sensory functional recovery test, the time taken for the rats to withdraw its hind limb from contact with the hot plate was measured. The test revealed acceleration of sensory recovery in the polysaccharide group compared to negative controls. Further, peripheral nerve injury leads to changes at the remotely located DRG containing cell bodies of sensory neurons. Immunofluorescence studies showed that Akt and p38 MAPK were expressed in DRG and strongly upregulated in polysaccharide group after peripheral nerve injury. The intensity of endothelial cells antigen-1 that recognized endothelial cells in the blood vessels of distal segments in crushed nerves was significantly higher in the treated groups than in the negative control group. Our findings suggest that H. erinaceus is capable of accelerating sensory functional recovery after peripheral nerve injury and the effect involves the activation of protein kinase signaling pathways and restoration of blood-nerve barrier.

CLEVER-1 as an immune suppressive molecule

The immune response and immune suppression are equally essential for the immune system to protect the host against an infection and to protect self-molecules in different pathophysiological conditions. Pregnancy is one of the conditions where the maternal immune system remains resistant against microbes and yet attains tolerance to protect the fetus, whose genetic material differs partially from the mother’s. However, if the balance of immune suppression is not precise in the host it can favor conditions which lead to diseases, such as cancer and autoimmune disorders. This study was initiated to investigate the expression and functions of CLEVER-1/Stabilin-1, a multifunctional protein expressed on subsets of endothelial cells and type II macrophages, as an immune suppressive molecule. Firstly, the expression of CLEVER-1/stabilin-1 and its function in human placental macrophages were examined. Secondly, the expression profile and functional significance of stabilin-1 on healthy human monocytes was investigated. The results clarified the expression of CLEVER-1/stabilin-1 on placental macrophages, and verified that CLEVER-1/stabilin-1 functions as an adhesion and scavenging molecule on these cells. The data from normal monocytes revealed that the monocytes with low stabilin-1 expression carried a pro-inflammatory gene signature, and that stabilin-1 can directly or indirectly regulate pro-inflammatory genes in monocytes. Finally, it was shown that monocyte CLEVER-1/stabilin-1 dampens IFN production by T cells. To conclude, CLEVER-1/stabilin-1 is defined as an immune suppressive molecule on monocytes and macrophages. Strikingly, anti-stabilin-1 antibodies may have the potential to promote the Th1 dependent inflammatory response and counteract the tumor induced immune suppression.

Formation and differentiation of multiple mesenchymal lineages during lung development is regulated by {beta}-catenin signaling.

BACKGROUND: The role of ss-catenin signaling in mesodermal lineage formation and differentiation has been elusive. METHODOLOGY: To define the role of ss-catenin signaling in these processes, we used a Dermo1(Twist2)(Cre/+) line to target a floxed beta-catenin allele, throughout the embryonic mesenchyme. Strikingly, the Dermo1(Cre/+); beta-catenin(f/-) conditional Knock Out embryos largely phenocopy Pitx1(-/-)/Pitx2(-/-) double knockout embryos, suggesting that ss-catenin signaling in the mesenchyme depends mostly on the PITX family of transcription factors. We have dissected this relationship further in the developing lungs and find that mesenchymal deletion of beta-catenin differentially affects two major mesenchymal lineages. The amplification but not differentiation of Fgf10-expressing parabronchial smooth muscle progenitor cells is drastically reduced. In the angioblast-endothelial lineage, however, only differentiation into mature endothelial cells is impaired. CONCLUSION: Taken together these findings reveal a hierarchy of gene activity involving ss-catenin and PITX, as important regulators of mesenchymal cell proliferation and differentiation.

Régulation de la lipoprotéine lipase macrophagique et de LOX-1 par des facteurs métaboliques. Implications dans l’athérosclérose associée au diabète de type 2.

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de décès dans les pays occidentaux et constituent la principale complication associée au diabète. La lipoprotéine lipase (LPL) est une enzyme clé du métabolisme des lipides et est responsable de l'hydrolyse des lipoprotéines riches en triglycérides (TG). Plusieurs études ont démontré que la LPL sécrétée par les macrophages dans la paroi artérielle est pro-athérogénique. La dysfonction endothéliale caractérise les stades précoces du processus athérosclérotique. Il a été observé qu’un récepteur nouvellement identifié des lipoprotéines de basse densité oxydées (LDLox), le récepteur de type lectine des LDLox (LOX-1), est fortement exprimé dans les lésions athérosclérotiques humaines et dans l’aorte de rats diabétiques, suggérant un rôle clé de LOX-1 dans la pathogénèse de l’athérosclérose diabétique. Au vu du rôle potentiel de la LPL macrophagique et du LOX-1 dans l’athérosclérose associée au diabète de type 2, nous avons évalué la régulation de ces deux molécules pro-athérogéniques par des facteurs métaboliques et inflammatoires augmentés dans le diabète, soit la leptine, l’acide linoléique (LA) et la protéine C-réactive (CRP). Nos résultats démontrent que : 1) Dans les cellules endothéliales aortiques humaines (HAECs), LA augmente l’expression protéique de LOX-1 de façon temps- et dose-dépendante; 2) La pré-incubation de HAECs avec des antioxydants et des inhibiteurs de la NADPH oxydase, de la protéine kinase C (PKC) et du facteur nucléaire-kappa B (NF-kB), inhibe l’effet stimulant de LA sur l’expression protéique de LOX-1; 3) Dans les HAECs traitées avec LA, on observe une augmentation d’expression des isoformes classiques de la PKC; 4) LA augmente de manière significative l’expression génique de LOX-1 ainsi que la liaison des protéines nucléaires extraites des HAECs à la séquence régulatrice NF-kB présente dans le promoteur du gène de LOX-1; 5) LA augmente, via LOX-1, la captation des LDLox par les cellules endothéliales. Pris dans leur ensemble, ces résultats démontrent que LA augmente l’expression endothéliale de LOX-1 in vitro et appuient le rôle clé de LA dans la dysfonction endothéliale associée au diabète. Au vu de nos études antérieures démontrant qu’une expression accrue de LPL macrophagique chez les patients diabétiques de type 2 et que l’augmentation de facteurs métaboliques dans cette maladie, soit l’homocystéine (Hcys), les acides gras et les produits terminaux de glycation (AGE), accroissent l’expression de la LPL macrophagique, nous avons par la suite déterminé l’effet, in vitro, de deux autres facteurs métaboliques et inflammatoires surexprimés dans le diabète, soit la leptine et la CRP, sur l’expression de la LPL macrophagique. Les concentrations plasmatiques de leptine sont élevées chez les patients diabétiques et sont associées à un accroissement des risques cardiovasculaires. Nous avons démontré que : 1) Dans les macrophages humains, la leptine augmente l’expression de la LPL, tant au niveau génique que protéique; 2) L’effet stimulant de la leptine sur la LPL est aboli par la pré-incubation avec un anticorps dirigé contre les récepteurs à la leptine (Ob-R), des inhibiteurs de la PKC et des antioxydants; 3) La leptine augmente l’expression membranaire des isoformes classiques de la PKC et la diminution de l’expression endogène de la PKC, abolit l’effet de la leptine sur l’expression de la LPL macrophagique; 4) Dans les macrophages murins, la leptine augmente le taux de synthèse de la LPL et augmente la liaison de protéines nucléaires à la séquence protéine activée-1 (AP-1) du promoteur du gène de la LPL. Ces observations supportent la possibilité que la leptine puisse représenter un facteur stimulant de la LPL macrophagique dans le diabète. Finalement, nous avons déterminé, in vitro, l’effet de la CRP sur l’expression de la LPL macrophagique. La CRP est une molécule inflammatoire et un puissant prédicteur d’événements cardiovasculaires. Des concentrations élevées de CRP sérique sont documentées chez les patients diabétiques de type 2. Nous avons démontré que : 1) Dans les macrophages humains, la CRP augmente l’expression de la LPL au niveau génique et protéique et la liaison de la CRP aux récepteurs CD32 est nécessaire pour médier ses effets; 2) La pré-incubation de macrophages humains avec des antioxydants, des inhibiteurs de la PKC et de la protéine kinase mitogénique activée (MAPK), prévient l’induction de la LPL par la CRP; 3) La CRP augmente l’activité de la LPL, la génération intracellulaire d’espèces radicalaires oxygénées (ROS), l’expression d’isoformes classiques de la PKC et la phosphorylation des kinases extracellulaires régulées 1/2 (ERK 1/2); 4) Les macrophages murins traités avec la CRP démontrent une augmentation de la liaison des protéines nucléaires à la séquence AP-1 du promoteur du gène de la LPL. Ces données suggèrent que la LPL puisse représenter un nouveau facteur médiant les effets délétères de la CRP dans la vasculopathie diabétique. Dans l’ensemble nos études démontrent le rôle clé de facteurs métaboliques et inflammatoires dans la régulation vasculaire de la LPL et du LOX-1 dans le diabète. Nos données suggèrent que la LPL et le LOX-1 puissent représenter des contributeurs clé de l’athérogénèse accélérée associée au diabète chez l’humain. Mots-clés : athérosclérose, maladies cardiovasculaires, diabète de type 2, macrophage, LPL, cellules endothéliales, LOX-1, stress oxydatif, leptine, LA, CRP.

Mécanismes de défense immunitaire innée impliqués dans l’hépatite aiguë induite par le virus de l’hépatite murine de type 3

Le virus de l’hépatite murine de type 3 (MHV3) est un excellent modèle animal pour l’étude des différents désordres immunologiques lors d’infections virales. L’hépatite aiguë fulminante induite par ce virus chez la souris susceptible C57BL/6 se caractérise par la présence de plusieurs foyers nécrotiques et inflammatoires dans le foie associée à une immunodéficience en lymphocytes B et T, tuant les souris entre 3 et 5 jours post-infection. L’évolution rapide de cette maladie virale suggère un débalancement dans les mécanismes de l’immunité naturelle sous le contrôle des cellules NK et NK-T et un bris de l’équilibre entre la tolérance hépatique et la réponse inflammatoire. Afin d’élucider les rôles respectifs des différents mécanismes de la défense innée impliqués dans le développement de l’hépatite aiguë, des infections in vivo ont été réalisées chez des souris C57BL/6 avec la souche pathogène L2-MHV3 ou avec des variants du virus MHV3. Ces derniers possèdent des tropismes différents pour les cellules endothéliales sinusoïdales hépatiques et les cellules de Kupffer, tels que les virus faiblement atténué 51.6-MHV3, fortement atténué CL12-MHV3 et non pathogène YAC-MHV3. Ces études in vivo ont montré une diminution des cellules NK spléniques et myéloïdes suite à une infection avec le virus MHV3. Cette chute en cellules NK spléniques reflète un recrutement de ces cellules au niveau du foie. Par contre, les cellules NK se sont avérées permissives à la réplication virale entraînant un processus d’apoptose suite à la formation de syncétia induits par le virus. Les niveaux de recrutement et d’apoptose des cellules NK et NK-T dans le foie reflètent la pathogénicité des variants MHV3 durant les trois premiers jours de l’infection virale bien que les cellules NK recrutées au niveau du foie maintiennent leur activité cytotoxique. L’ajout des IL-12 et IL-18, qui sont normalement diminués lors de l’hépatite aiguë, provoque une production synergique d’IFN-g par les cellules NK, résultant d’une interaction entre l’activation de la voie p38 MAPK et la réplication virale. Par ailleurs, le récepteur viral CEACAM1a (carcinoembryonic antigen cell adhesion molecule 1a) serait essentiel à cette synergie, mais exercerait aussi une action inhibitrice dans la production de l’IFN-g. D’autre part, les niveaux de production des cytokines immunosuppressives IL-10, TGF-b et PGE2, impliquées dans la tolérance hépatique et particulièrement produites par les cellules de Kupffer et les cellules endothéliales sinusoïdales, sont en relation inverse avec le degré de pathogénicité des variants du virus MHV3. Finalement, le virus pathogène L2-MHV3 déclenche la production de cytokines inflammatoires par les macrophages, tels que l’IL-6 et le TNF-a. L’induction de ces cytokines par les macrophages serait indépendante de la présence de la molécule CEACAM1a. Cette stimulation est plutôt reliée à la fixation des particules virales sur des récepteurs TLR2, en association avec les régions riches en héparanes sulfates. Tous ces résultats mettent en évidence de nouveaux mécanismes par lesquels le virus MHV3 peut diminuer l’efficacité des mécanismes de l’immunité naturelle sous le contrôle des cellules NK et NK-T intrahépatiques, suite à une stimulation de l’inflammation résultant du bris de la tolérance hépatique.

Vieillissement vasculaire chez des patients athérosclérotiques: Sénescence prématurée des cellules endothéliales?

La dysfonction de l’endothélium vasculaire, associée à une diminution de ses propriétés vasorelaxantes et anti-thrombogéniques, survient avec le vieillissement mais également chez de plus jeunes patients athérosclérotiques présentant plusieurs facteurs de risque cardiovasculaire. Au niveau cellulaire, le vieillissement des cellules endothéliales (CE) mène à un état irréversible de non division cellulaire appelé sénescence. Ces cellules sénescentes présentent des changements spécifiques au niveau de leur morphologie et de l’expression génique, menant à leur dysfonction. La sénescence dite réplicative est déclenchée par le raccourcissement des télomères survenant à chaque division cellulaire, mais peut également être induite prématurément par le stress oxydant (SIPS). L’objectif principal de cette étude est de caractériser la sénescence de CE vasculaires isolées à partir de patients athérosclérotiques, et d’observer l’impact des facteurs de risque sur cette sénescence. Afin de confirmer la contribution des deux principales voies de la sénescence, nous avons par la suite étudié conjointement ou séparément, l’impact d’un traitement chronique avec un antioxydant sur la sénescence de CE, et d’une surexpression de la sous-unité catalytique de la télomérase (hTERT), une enzyme responsable de l’allongement des télomères. Nous avons isolé et cultivé des CE provenant d’artères mammaires internes prélevées lors de pontages coronariens. Selon les études, les cellules ont été infectées ou non avec un lentivirus surexprimant la hTERT, et cultivées in vitro jusqu’à sénescence, en présence ou en absence de l’antioxydant N-acétyl-L-cystéine (NAC). Différents marqueurs des deux principales voies de la sénescence (réplicative ou SIPS) ont été quantifiés. La sénescence cellulaire se développe exponentiellement avec le temps et est associée à une réduction de la viabilité et de la prolifération cellulaires. Chez les patients athérosclérotiques, le vieillissement des CE passe par les deux principales voies de la sénescence : des télomères courts initialement en culture et la durée d’exposition in vivo aux facteurs de risque cardiovasculaire prédisent une apparition prématurée de la sénescence. Toutefois, chez les fumeurs, la sénescence est exclusivement du type SIPS. Ces facteurs de risque cardiovasculaire et principalement l’hypertension, semblent accélèrer le vieillissement biologique et favoriser la dysfonction des CE. Lorsque traitées chroniquement avec le NAC, les CE présentant initialement de moindres dommages cellulaires et moléculaires ainsi qu’une meilleure défense antioxydante développent une sénescence retardée. Lorsque le NAC est combiné à une surexpression de la hTERT, les deux voies de la sénescence sont bloquées et une immortalisation cellulaire est observée. À l’inverse, dans les CE les plus endommagées par les ROS in vivo, le NAC n’a aucun effet sur le développement de la sénescence, la hTERT, seule ou en combinaison avec le NAC, retarde légèrement la sénescence mais aucune immortalisation n’est observée lorsque ces traitements sont combinés. En conclusion, nos études démontrent que l’exposition chronique au stress oxydant associé aux facteurs de risque cardiovasculaire accélère le développement de la sénescence de CE vasculaires, contribuant potentiellement à l’athérogénèse. Dans les cellules de patients athérosclérotiques, il semble exister un seuil de dommages cellulaires et moléculaires subis in vivo au-delà duquel, aucun traitement (antioxydant ou hTERT) ne peut être bénéfique.