Anti-inflammatory effects of DX-890, a human neutrophil elastase inhibitor

Background
Neutrophil elastase (NE)-mediated inflammation contributes to lung damage in cystic fibrosis (CF). We investigated if DX-890, a small-protein NE inhibitor, could reduce neutrophil trans-epithelial migration and reduce activity released from neutrophils and NE-induced cytokine expression in airway epithelial cells.

Methods
Activated blood neutrophils (CF and healthy) treated ± DX-890 were assayed for NE activity. Transmigration of calcein-labeled neutrophils was studied using a 16HBE14o- epithelial monolayer. IL-8 release from primary nasal epithelial monolayers (CF and healthy) was measured after treatment ± DX-890 and NE or CF sputum.

Results
DX-890 reduced NE activity from neutrophils (CF and healthy) and reduced neutrophil transmigration. DX-890 pre-treatment reduced IL-8 release from epithelial cells of healthy or CF subjects after stimulation with NE and CF sputum sol. All improvements with DX-890 were statistically significant (p < 0.05).

Conclusions
DX-890 reduces NE-mediated transmigration and inflammation. NE inhibition could be useful in managing neutrophilic airway inflammation in CF.

The repeatability of nonbronchoscopic bronchoalveolar lavage differential cell counts

Airway inflammation in children can be assessed by nonbronchoscopic bronchoalveolar lavage (BAL). Little is known about the repeatability of cell counts in the BAL obtained.

Chronic cough in children: bronchoalveolar lavage findings

Isolated chronic cough in childhood is a common complaint. Although the symptom cough is included in the definition of clildhood asthma, there is debate as to whether the majoritv of these children have asthma. The authors studied children with isolated chronic cough looking for evidence of airway inflammation typical of asthma, with increased numbers of airway eosinophils as assessed from bronchoalveolar lavage (BAL).

The investigations were carried out on 23 children (median age: 6.7 yrs; range: 1.7-12.75 yrs), attending the Royal Belfast Hospital for Sick Children for elective surgery, who also had a chronic unexplained cough. Written informed consent was obtained from the parent(s) and a nonbronchoscopic BAL was performed. BAL samples were analysed for total and differential white cell counts and also for the inflammatory mediators, eosinophil cationic protein (ECP) and histamine. Results were compared with a group of normal nonatopic children and also a group of atopic asthmatic children, who had been recruited for other studies on airway inflammation.

There was a small but statistically significant increase in BAL percentage eosinophils in the children with chronic cough compared with nonasthmatic controls (0.28% versus 0.10%, p=0.03). However, the children with cough had lower percentage eosinophils than the atopic asthmatic controls (0.28% versus 0.66%, p=0.01). Three out of 23 children with chronic cough had BAL eosinophils greater than the normal upper 95% reference interval in BAL. There was a small but statistically significant increase in percentage neutrophils in the children with cough compared with the nonasthmatic controls (5.85% versus 3.21%, p=0.03). Four out of the 23 children had BAL neutrophils greater than the normal upper 95% reference interval in BAL.

The authors conclude that only a minority of children with chronic unexplained cough have asthmatic-type airway inflammation. It is speculated that the increased percentage neutrophils in bronchoalveolar lavage from children with cough could relate to underlying persistent airways infection.

Burkholderia cenocepacia O polysaccharide chain contributes to caspase-1-dependent IL-1 beta production in macrophages

Burkholderia cenocepacia infections in CF patients involve heightened inflammation, fatal sepsis, and high antibiotic resistance. Proinflammatory IL-1 beta secretion is important in airway inflammation and tissue damage. However, little is known about this pathway in macrophages upon B. cenocepacia infection. We report here that murine macrophages infected with B. cenocepacia K56-2 produce proinflammatory cytokine IL-1 beta in a TLR4 and caspase-1-mediated manner. We also determined that the OPS (O antigen) of B. cenocepacia LPS contributes to IL-1 beta production and pyroptotic cell death. Furthermore, we showed that the malfunction of the CFTR channel augmented IL-1 beta production upon B. cenocepacia infection of murine macrophages. Taken together, we identified eukaryotic and bacterial factors that contribute to inflammation during B. cenocepacia infection, which may aid in the design of novel approaches to control pulmonary inflammation. J. Leukoc. Biol. 89: 481-488; 2011.

Cough hypersensitivity syndrome is an important clinical concept:a pro/con debate

The major etiologies of chronic cough are generally accepted to consist of upper airway cough syndrome (formerly postnasal drip syndrome), eosinophilic airway inflammation (asthma, nonasthmatic eosinophilic bronchitis), and gastroesophageal reflux disease (GERD). However, only a small percentage of patients with these very common conditions suffers from chronic cough. Furthermore, acute cough due to viral upper respiratory tract infection (URI) is almost always a transient, self-limited condition, yet in a small subgroup of patients, URI heralds the onset of chronic, refractory cough. The cough hypersensitivity syndrome has been proposed to explain the occurrence of chronic cough in a subgroup of patients exposed to the same putative triggers as the vast majority of the population in whom chronic cough does not result. Although conceptually the cough hypersensitivity syndrome may be intellectually satisfying, differences of opinion remain as to whether this newly recognized entity is of clinical significance, i.e., useful for the treatment of patients suffering from chronic cough. The Third American Cough Conference, held in New York in June 2011, provided an ideal forum for the debate of this issue between two internationally recognized authorities in the field of cough.

Respiratory syncytial virus infections enhance cigarette smoke induced COPD in mice

Respiratory syncytial viral (RSV) infections are a frequent cause of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) exacerbations, which are a major factor in disease progression and mortality. RSV is able to evade antiviral defenses to persist in the lungs of COPD patients. Though RSV infection has been identified in COPD, its contribution to cigarette smoke-induced airway inflammation and lung tissue destruction has not been established. Here we examine the long-term effects of cigarette smoke exposure, in combination with monthly RSV infections, on pulmonary inflammation, protease production and remodeling in mice. RSV exposures enhanced the influx of macrophages, neutrophils and lymphocytes to the airways of cigarette smoke exposed C57BL/6J mice. This infiltration of cells was most pronounced around the vasculature and bronchial airways. By itself, RSV caused significant airspace enlargement and fibrosis in mice and these effects were accentuated with concomitant smoke exposure. Combined stimulation with both smoke and RSV synergistically induced cytokine (IL-1a, IL-17, IFN-c, KC, IL-13, CXCL9, RANTES, MIF and GM-CSF) and protease (MMP-2, -8, -12, -13, -16 and cathepsins E, S, W and Z) expression. In addition, RSV exposure caused marked apoptosis within the airways of infected mice, which was augmented by cigarette smoke exposure. RSV and smoke exposure also reduced protein phosphatase 2A (PP2A) and protein tyrosine phosphates (PTP1B) expression and activity. This is significant as these phosphatases counter smoke-induced inflammation and protease expression. Together, these findings show for the first time that recurrent RSV infection markedly enhances inflammation, apoptosis and tissue destruction in smoke-exposed mice. Indeed, these results indicate that preventing RSV transmission and infection has the potential to significantly impact on COPD severity and progression.

Rôle des cellules dendritiques SIRPα+ dans l’asthme expérimental

L’asthme est une maladie multifactorielle hétérogène qui engendre une inflammation pulmonaire associée à une variété de manifestations cliniques, dont des difficultés respiratoires graves. Globalement, l’asthme touche environ une personne sur 6 et présente actuellement un sérieux problème de santé publique. Bien que de nombreux traitements soient disponibles pour soulager les symptômes de la maladie, aucun traitement curatif n’est actuellement disponible. La compréhension des mécanismes qui régissent l’état inflammatoire au cours de la maladie est primordiale à la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques efficaces. Les cellules dendritiques captent les allergènes dans les poumons et migrent vers les ganglions drainants pour les présenter aux cellules T et engendrer la réponse inflammatoire pathogénique chez les asthmatiques. Nous avons contribué à l’avancement des connaissances mécanistiques de l’asthme en identifiant chez la souris la sous-population de cellules dendritiques responsable de l’initiation et du maintien de la réponse inflammatoire locale et systémique associée à l’asthme. En effet, nous avons démontré que le SIRPα, récepteur extracellulaire impliqué dans la régulation de la réponse immune, est sélectivement exprimé à la surface des cellules dendritiques immunogéniques. L’interruption de la liaison entre le SIRPα et son ligand, le CD47, interfère avec la migration des cellules dendritiques SIRPα+ et renverse la réponse inflammatoire allergique. Ce mécanisme constitue une avenue thérapeutique prometteuse. D’ailleurs, les molécules de fusion CD47-Fc et SIRPα-Fc se sont avérées efficaces pour inhiber l’asthme allergique dans le modèle murin. Nous avons également démontré l’implication des cellules dendritiques SIRPα dans un modèle d’inflammation pulmonaire sévère. L’administration répétée de ces cellules, localement par la voie intra-trachéale et systémiquement par la voie intra-veineuse, mène au développement d’une réponse inflammatoire mixte, de type Th2-Th17, similaire à celle observée chez les patients atteints d’asthme sévère. La présence de cellules T exprimant à la fois l’IL-17, l’IL-4, l’IL-13 et le GATA3 a été mise en évidence pour la première fois in vitro et in vivo dans les poumons et les ganglions médiastinaux grâce à ce modèle. Nos expériences suggèrent que ces cellules Th2-Th17 exploitent la plasticité des cellules T et sont générées à partir de la conversion de cellules Th17 qui acquièrent un phénotype Th2, et non l’inverse. Ces résultats approfondissent la compréhension des mécanismes impliqués dans l’initiation et le maintien de l’asthme allergique et non allergique, en plus d’ouvrir la voie à l’élaboration d’un traitement spécifique pour les patients asthmatiques, particulièrement ceux pour qui aucun traitement efficace n’est actuellement disponible.

Régulation des processus de réparation de l’épithélium bronchique sain et Fibrose Kystique par le TNF-alpha

La Fibrose Kystique, causée par des mutations du canal CFTR, mène à la dysfonction du transport des fluides et des ions causant la déshydratation du liquide de surface des voies aériennes et ainsi une défaillance de la clairance mucocilliaire. Ce défaut entraine l’accumulation et l’épaississement du mucus au niveau des bronches qui devient alors un environnement idéal pour le développement d’infections chroniques et d’inflammation qui sont associées à la destruction progressive de l’épithélium chez les patients Fibrose Kystique. Même si leur rôle dans les processus lésionnels est très bien connu, l’impact de médiateurs inflammatoires sur la capacité de réparation ne l’est cependant pas. L’objectif de ma maitrise était donc d’étudier la régulation des mécanismes de réparation de l’épithélium bronchique sain et Fibrose Kystique par le facteur de nécrose tumoral (TNF)-alpha, une cytokine pro-inflammatoire cruciale dans l’initiation et la propagation de la réponse inflammatoire chez les patients FK. À l’aide d’un modèle de plaies mécaniques, nous avons montré que le TNF-alpha stimule la réparation de l’épithélium bronchique sain (NuLi-1) et Fibrose Kystique (CuFi-1). De façon surprenante, l’exposition chronique au TNF-alpha augmente cette stimulation tout comme le taux de migration cellulaire pendant la réparation. Cette augmentation de réparation semble être médiée par l’activation de la métalloprotéinase MMP-9, la relâche d’EGF par les cellules épithéliales et ainsi l’activation de la voie d’EGFR. De plus, l’activation de la réparation par le TNF-alpha semble aussi impliquer l’activation des canaux K+, dont nous avons démontré le rôle important dans la réparation. Contrairement à son effet sur la migration cellulaire et sur la réparation, le TNF-alpha diminue la prolifération cellulaire. En somme, en plus de son rôle dans les processus lésionnels, le TNF-alpha semble avoir un rôle complexe dans les processus de réparation puisqu’il stimule la migration et ralentit la prolifération cellulaire.

Remodelage du muscle lisse péribronchique dans l’inflammation respiratoire chronique

Le souffle chez les chevaux et l’asthme chez l’humain sont des maladies respiratoires qui partagent plusieurs caractéristiques, notamment des épisodes de bronchospasme et de détresse respiratoire dus à une inflammation pulmonaire inappropriée en réponse à une inhalation de substances antigéniques. Les manifestations cliniques incluent des efforts respiratoires augmentés, des sifflements et de la toux. Au niveau des voies respiratoires, on observe une augmentation du muscle lisse péribronchique, une fibrose sous épithéliale, une métaplasie/hyperplasie épithéliale et du mucus en quantité augmentée. L’augmentation du muscle lisse est particulièrement importante car elle n’affecte pas seulement le calibre basal des voies respiratoires, mais elle accentue l’obstruction respiratoire lors de bronchoconstriction. Ces changements sont regroupés sous le terme de « remodelage » et sont associés à un déclin accéléré de la fonction respiratoire chez les patients asthmatiques. Alors que les traitements actuels contrôlent efficacement le bronchospasme et relativement bien l’inflammation, leurs effets sur le remodelage sont mal connus. Dans le cadre de thèse, la réversibilité du remodelage musculaire péribronchique a été investiguée chez des chevaux atteints du souffle dans deux études longitudinales. Ces études, faites principalement sur du tissu pulmonaire prélevé par thoracoscopie, sont difficilement réalisables chez l’humain pour des raisons éthiques, ou chez d’autres animaux, car ceux-ci présentent rarement une inflammation de type asthmatique de façon spontanée. Les résultats démontrent que les chevaux atteints du souffle ont approximativement deux fois plus de muscle péribronchique que les chevaux sains d’âge similaire gardés dans les mêmes conditions, et que la prolifération des myocytes contribue à cette augmentation. Ils démontrent aussi qu’une stimulation antigénique relativement brève chez des chevaux atteints du souffle depuis plusieurs années n’accentue pas le remodelage, ce qui suggère que l’augmentation du muscle lisse atteint un plateau. Nous avons également montré que le remodelage du muscle lisse chez des chevaux adultes est partiellement réversible et que cette réversibilité peut être accélérée par l’administration de corticostéroïdes par inhalation. Il semble toutefois qu’une portion du remodelage chronique est irréversible puisque les corticostéroïdes ont accéléré la diminution du muscle mais sans toutefois mener à une amélioration plus marquée au terme de l’étude qu’avec une modification environnementale stricte. La diminution de trente pourcent observée sur un an paraît modeste mais elle démontre clairement, et pour une première fois, que le remodelage du muscle lisse présent chez des chevaux adultes malades depuis plusieurs années est au moins partiellement réversible.

La réponse inflammatoire à l’exercice chez les patients atteints de fibrose kystique et sa modulation par la réadaptation.

L’inflammation joue un rôle central dans la fibrose kystique (FK) et dans sa progression. Actuellement peu de connaissances sont disponibles sur l’impact de l’exercice sur la cascade inflammatoire. Dès lors, nous avons effectué une étude exploratrice, prospective, non contrôlée, non randomisée chez 10 sujets atteints d’une FK cliniquement stable, afin de déterminer la réponse inflammatoire à l’exercice aigu, tant au niveau local que systémique, et la modulation de celle-ci suite à un programme de réadaptation individualisé et non supervisé d’une durée de 4 semaines. Nos résultats montrent que l’état inflammatoire basal est augmenté chez les sujets FK sédentaires. D’autre part, l’exercice aigu augmente le stress inflammatoire au niveau systémique et bronchique. La réadaptation a permis de diminuer l’état inflammatoire de base au niveau bronchique et a également diminué le stress inflammatoire induit par l’exercice aigu. Dans le sérum, nous avons constaté une augmentation des métalloprotéases neutrophiliques 8 et 9, ainsi que d’IL-8 après la réadaptation et une diminution de MCP-1 et de CRP. Le questionnaire CQFR montre que ces changements étaient parallèles à l’amélioration de la forme physique. En conclusion, nous pensons que l’exercice est sécuritaire chez les patients FK et qu’il est nécessaire, car il permet de diminuer l’inflammation au niveau bronchique et probablement sérique.

Diferencias microbiológicas en pacientes con exacerbación severa de EPOC con o sin consolidación neumónica

La EPOC es una causa importante de morbilidad y mortalidad en el mundo y su prevalencia en Bogotá alcanza hasta 8,5%. Las exacerbaciones están asociadas a deterioro funcional y de la calidad de vida por lo que se consideran un factor cardinal de la enfermedad. En la literatura se ha descrito que las infecciones por bacterias y/o virus son las responsables del 78% de las exacerbaciones. Estos datos han sido descritos en poblaciones diferentes y no hay datos en la literatura que muestren cual es la epidemiología local de las exacerbaciones de EPOC y menos aún de aquellas que se asocian a consolidaciones neumónicas. Objetivo: Comparar la microbiología de las exacerbaciones severas de la EPOC que requieren ingreso a UCI con y sin infiltrados alveolares. Materiales y métodos: Estudio de corte transversal en el que se estudiaron pacientes con EPOC que ingresaron a la UCI Médica de la FCI-IC por exacerbación severa, asociada o no a infiltrados alveolares. Se tomaron muestras de microbiología, serológicas y radiografía de tórax para evaluar la etiología de la exacerbación, si se asocia a coinfección viral y a consolidación neumónica o no. Resultados: No se encontró una diferencia estadísticamente significativa en la microbiología de los diferentes grupos evaluados. Se encontró un resistencia global del 24% y llama la atención que hay una alta prevalencia de Serratia Marcescens AMPc entre los 2 grupos, germen que no está descrito como patógeno común en la literatura. Se encontraron diferencias en cuanto a factores de riesgo para presentar neumonía asociada como lo son un mayor índice de paquetes/año (55.1.6 vs. 36.3 paq/año, sig.=0.021). Así mismo se demostró que los pacientes con neumonía asociada presentan mayor necesidad de IOT (48.9 vs. 23.9, sig.=0.013). No hay diferencia significativa en desenlaces como mortalidad (20.5 vs. 13.0, sig.=0.346). Conclusiones: A pesar de no haber diferencia microbiológica entre los 2 grupos se encontraron variables como factores de riesgo y variables clínicas que pueden ayudar a proponer planes de manejo en los dos escenarios. El hecho de encontrar un paciente con neumonía asociada al cuadro de exacerbación no debe afectar en la toma de decisiones en relación al tratamiento antibiótico.

Asma ocupacional en peluquería: una revisión de la literatura

Este artículo pretende realizar una revisión de la literatura vigente acerca del asma ocupacional secundaria a la exposición de los factores de riesgo identificados en peluquería. Se realizó una búsqueda sistemática en las bases de datos PubMed y Cochrane de artículos de revistas indexadas con las palabras claves “Asthma occupational, hairdressers, hairdresser, work related asthma”. Aplicando los criterios de selección descritos, se revisaron 26 artículos en total donde se incluían reportes de casos, estudios de prevalencia, incidencia, corte transversa y revisiones, abarcando principalmente los temas de epidemiologia, fisiopatología, diagnóstico y prevención. Se agruparon según la metodología PRISMA para su respectiva comparación. Se concluyó que a pesar de la importancia de esta patología en el sector de peluquería, existen factores asociados como la informalidad del sector, la falta de estudios de investigación originales de cohorte o el desconocimiento de un protocolo claro de diagnóstico en este tipo de trabajadores, que limitan datos concluyentes acerca de la misma. Sin embargo, la mayoría de los autores concluye la relación entre la patología y la labor de peluquería, así falte esclarecer los mecanismos fisiopatológicos relacionados con los alérgenos identificados.

1,8-Cineol inhibits nuclear translocation of NF-κB p65 and NF-κB-dependent transcriptional activity

Natural plant-derived products are commonly applied to treat a broad range of human diseases, including cancer as well as chronic and acute airway inflammation. In this regard, the monoterpene oxide 1,8-cineol, the active ingredient of the clinically approved drug Soledum®, is well-established for the therapy of airway diseases, such as chronic sinusitis and bronchitis, chronic obstructive pulmonary disease and bronchial asthma. Although clinical trials underline the beneficial effects of 1,8-cineol in treating inflammatory diseases, the molecular mode of action still remains unclear. Here, we demonstrate for the first time a 1,8-cineol-depending reduction of NF-κB-activity in human cell lines U373 and HeLa upon stimulation using lipopolysaccharides (LPS). Immunocytochemistry further revealed a reduced nuclear translocation of NF-κB p65, while qPCR and western blot analyses showed strongly attenuated expression of NF-κB target genes. Treatment with 1,8-cineol further led to increased protein levels of IκBα in an IKK-independent matter, while FRET-analyses showed restoring of LPS-associated loss of interaction between NF-κB p65 and IκBα. We likewise observed reduced amounts of phosphorylated c-Jun N-terminal kinase 1/2 protein in U373 cells after exposure to 1,8-cineol. In addition, 1,8-cineol led to decreased amount of nuclear NF-κB p65 and reduction of its target gene IκBα at protein level in human peripheral blood mononuclear cells. Our findings suggest a novel mode of action of 1,8-cineol through inhibition of nuclear NF-κB p65 translocation via IκBα resulting in decreased levels of proinflammatory NF-κB target genes and may therefore broaden the field of clinical application of this natural drug for treating inflammatory diseases.

The allergic inflammatory reaction in neonatal streptozotocininduced diabetic rats: evidence of insulin resistance and microvascular dysfunction

To investigate the allergic reaction in neonatal streptozotocin (nSTZ)-induced diabetes mellitus. Male newborn Wistar rats were made diabetic by the injection of streptozotocin (160 mg/kg, i. p.) and used 8 weeks thereafter. Animals were sensitized against ovalbumin (OA, 50 mu g and Al(OH)3, 5 mg, s. c.) and challenged 14 or 21 days thereafter. OA-induced airway inflammation and OA-induced pleurisy models were used to investigate leukocyte migration (total and differential leukocyte counts) and lung vascular permeability (Evans blue dye extravasation). nSTZ-diabetic rats presented glucose intolerance and insulin resistance. Relative to controls, nSTZ rats exhibited a 30% to 50% reduction in lung vascular permeability. Leukocyte infiltration in both models of allergen-induced inflammation, and number of pleural mast cells did not differ between groups. Data suggest that the reduction of allergic inflammatory reactions in nSTZ rats is restricted to microvascular dysfunctions and associated, probably, with insulin resistance in lung microvascular endothelium.

Influence of age on the development of immunological lung response in intrauterine undernourishment

Objective: We investigated the effect of intrauterine undernourishment on some features of asthma using a model of allergic lung inflammation in rats. The effects of age at which the rats were challenged (5 and 9 wk) were also evaluated. Methods: Intrauterine undernourished offspring were obtained from dams that were fed 50% of the nourished diet of counterparts and were immunized at 5 and 9 wk of age. They were tested for immunoglobulin E anti-ova titers (by passive cutaneous anaphylaxis), cell count in the bronchoal-veolar fluid, leukotriene concentration, airway reactivity, mucus production, and blood corticosterone and leptin concentrations 21 d, after immunologic challenge. Results: Intrauterine undernourishment significantly reduced the antigen-specific immunoglobulin E production, inflammatory cell infiltration into airways, mucus secretion, and production of leukotrienes B-4/C-4 in the lungs in both age groups compared with respective nourished rats. The increased reactivity to methacholine that follows antigen challenge was not affected by intrauterine undernourishment. Corticosterone levels increased with age in the undernourished rats` offspring, but not in the nourished rats` offspring. Undernourished offspring already presented high levels of corticosterone before inflammatory stimulus and were not modified by antigen challenge. Leptin levels increased with challenge in the nourished rats but not in the undernourished rats and could not be related to corticosterone levels in the. undernourished rats. Conclusion: Intrauterine undernourishment has a striking and age-dependent effect on the off spring, reducing lung allergic inflammation. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.