Comparative analysis of synovial fluid and plasma proteomes in juvenile arthritis - Proteomic patterns of joint inflammation in early stage disease

Synovial fluid is a potential source of novel biomarkers for many arthritic disorders involving joint inflammation, including juvenile idiopathic arthritis. We first compared the distinctive protein ‘fingerprints’ of local inflammation in synovial fluid with systemic profiles within matched plasma samples. The synovial fluid proteome at the time of joint inflammation was then evaluated across clinical subgroups to identify early disease associated proteins. We measured the synovial fluid and plasma proteomes using the two-dimensional fluorescence difference gel electrophoresis approach. Image analysis software was used to highlight the expression levels of joint and subgroup associated proteins across the study cohort (n = 32). A defined subset of 30 proteins had statistically significant differences (p < 0.05) between sample types such that synovial fluid could be differentiated from plasma. Furthermore distinctive synovial proteome expression patterns segregate patient subgroups. Protein expression patterns localized in the chronically inflamed joint therefore have the potential to identify patients more likely to suffer disease which will spread from a single joint to multiple joints. The proteins identified could act as criteria to prevent disease extension by more aggressive therapeutic intervention directed at an earlier stage than is currently possible.

The roles of TL1A and Pno1 in the pathogenesis of rheumatoid arthritis

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est une maladie auto-immune chronique. Elle est caractérisée par une inflammation persistante touchant de multiples petites articulations, causant douleurs, rougeurs, gonflements et déformations. Des études menées auprès de patients et d’animaux ont démontré que certains auto-anticorps, cytokines et enzymes tissue-déstructives sont des médiateurs importants dans le développement de la PR. Au cours des deux dernières décennies, les traitements de fond (DMARDs en anglais) ont été démontrés très efficaces pour traiter la PR. D'autre part, des effets secondaires ont été rapportés pour ces traitements, par exemple l'augmentation du risque d'infections opportunistes. L’objectif de ce travail est d’acquérir des connaissances sur le rôle du TL1A (TNF-like molécule 1 A; TNFSF15) et son partenaire Nob1 (Pno1 ; YOR145c) dans la pathogenèse de la PR afin de découvrir de nouveaux médicaments contre ces molécules dans l'avenir. TL1A est un membre de la famille du TNF. Il déclenche des signaux co-stimulateurs via le récepteur de mort 3 (DR3) et induit la prolifération ainsi que la production des cytokines pro inflammatoires par les lymphocytes. Des données multiples suggèrent l'implication de la cascade TL1A-DR3 dans plusieurs maladies auto-immunes. Donc, nous avons proposé les hypothèses suivantes:1) la production locale de TL1A dans les articulations est un composant d’un cercle vicieux qui aggrave la PR; 2) dans la PR, la production de TL1A dans les organes lymphoïde augmente la production d’auto-anticorps pathogénique. Au cours de ce travail, nous avons démontré que la TL1A aggrave la maladie chez les souris où l’arthrite a été induite par le collagène (AIC). Par ailleurs, nous avons constaté que l’expression de TL1A est élevée dans les tissus atteints de PR ainsi que dans les ganglions lymphatiques drainant de la souris AIC. Mécaniquement, nous avons découvert que la TL1A est induite par le TNF-α et IL-17 produits par les cellules T in vitro. Ces résultats montrent directement que les TL1A-DR3 jouent un rôle essentiel dans la pathogenèse de la PR. De plus, afin de poursuivre notre étude, la TL1A a été génétiquement supprimée dans les souris (TL1A KO). Nous avons montré que les souris TL1A KO n’ont aucune anomalie apparente et aucun dysfonctionnement du système immunitaire dans des conditions normales. Cependant, ces souris manifestent des AIC améliorées et une réduction significative des niveaux d'anticorps, anti-collagène du type II i dans le sérum. Nous avons trouvé que les ganglions lymphatiques de drainage (dLNs) de souris KO étaient plus petites avec une cellularité inférieure comparativement aux souris WT de 14 jours après l’immunisation. De plus, nous avons découvert que le DR3 a été exprimé par les cellules plasmatiques dans l’étape de la différenciation terminale et ces cellules surviennent mieux en présence de TL1A. La conclusion de cette étude apporte des nouvelles connaissances sur le rôle de TL1A qui amplifie les réponses humorales d’AIC. Nous avons suggéré que TL1A pourrait augmenter la réponse d’initiation d'anticorps contre collagène II (CII) ainsi que prolonger la survie des cellules plasmatiques. Une autre molécule qui nous intéresse est Pno1. Des études antérieures menées chez la levure ont suggéré que Pno1 est essentielle pour la néogénèse du protéasome et du ribosome Le protéasome étant crucial pour la différenciation terminale des cellules plasmatiques pendant les réponses humorales chez les mammifères, nous avons donc supposé que Pno1 joue un rôle dans la production d'anticorps pathogenique dans la PR via la voie du protéasome. Nous avons donc généré des souris génétiquement modifiées pour Pno1 afin d’étudier la fonction de Pno1 in vivo. Cependant, une mutation non-sens dans le Pno1 provoque une létalité embryonnaire à un stade très précoce chez les souris. D'autre part, une réduction de 50% de Pno1 ou une surexpression de Pno1 n’ont aucun effet ni sur le fonctionnent des cellules T et B, ni sur les activités du protéasome ainsi que sur la réponse humorale dans l’AIC. Ces résultats suggèrent que Pno1 est une molécule essentielle sans redondance. Par conséquent, il n’est pas une cible appropriée pour le développement de médicaments thérapeutiques. En conclusion, nos études ont révélé que la TL1A n’est pas essentielle pour maintenir les fonctions du système immunitaire dans des conditions normales. En revanche, il joue un rôle critique dans la pathogenèse de la PR en favorisant l'inflammation locale et la réponse humorale contre des auto-antigènes. Par conséquent, une inhibition de la TL1A pourrait être une stratégie thérapeutique pour le traitement de la PR. Au contraire, Pno1 est essentiel pour la fonction normale des cellules. Une délétion totale pourrait entraîner des conséquences graves. Il n’est pas une cible appropriée pour développer des médicaments de la PR.

The impact of early intra-articular corticosteroid injections on the outcome of oligoarticular juvenile idiopathic arthritis

Contexte Un objectif important de la prise en charge de l'arthrite juvénile oligoarticulaire serait d'altérer le cours de la maladie à l'aide d'une thérapie hâtive. Nous avons étudié l'effet des injections intra-articulaires de corticostéroïdes hâtives sur les chances d'atteindre un décompte d'articulation active de zéro et une maladie inactive. Méthode Les données démographiques, cliniques et thérapeutiques des patients avec oligoarthrite juvénile enrôlés dans une étude prospective longitudinale pancanadienne ont été collectées pendant 2 ans. Une injection hâtive était définie comme étant reçue dans les 3 premiers mois suivant le diagnostic. Les équations d'estimation généralisées ont été utilisées pour l'analyse statistique. Résultats Trois cent dix patients ont été inclus. Cent onze (35.8%) ont reçu une injection hâtive. Ces derniers avaient une maladie plus active lors de l'entrée dans l'étude. Les patients exposés à une injection hâtive avaient une chance similaire d'obtenir un décompte d'articulation active de zéro, OR 1.52 (IC95% 0.68-3.37), p=0.306 mais étaient significativement moins à risque d'avoir une maladie inactive, OR 0.35 (IC95% 0.14-0.88), p=0.026. Interprétation Dans cette cohorte de 310 patients avec oligoarthrite juvénile, les injections hâtives de corticostéroïdes n'ont pas mené à une probabilité plus élevée d'atteindre un décompte d'articulation active de zéro ou une maladie inactive. Des problématiques méthodologiques intrinsèques à l'utilisation de données observationnelles pour fins d'estimation d'effets thérapeutiques auraient pu biaiser les résultats. Nous ne pouvons affirmer avec certitude que les injections hâtives n'améliorent pas le décours de la maladie. Des études prospectives adressant les limitations soulevées seront requises pour clarifier la question.

Adenosine deaminase activity as a biochemical marker of inflammatory response in goats infected by caprine arthritis-encephalitis virus

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Morphological alteration of peritoneal mast cells and macrophages in the mouse peritoneal cavity during the early phases of an allergic inflammatory reaction

We investigated the presence of mast cell granules in macrophages following an in vivo model of an allergic reaction. Injection of ovalbumin (100 mug) into the peritoneal cavity of sensitised mice produced a rapid (within 2 h) influx of neutrophils followed by a slower (after >4 h) eosinophil migration. Ovalbumin treatment induced a high incidence (similar to 50%) of mast cell degranulation compared to control phosphated-buffered saline-treated mice. The majority (similar to 90%) of peritoneal macrophages contained mast cell granules as early as 2 It post-ovalbumin, with lower values at later time-points, as determined by staining with Toluidine blue and Berberine sulphate. This was confirmed by electron microscopy which enabled us to identify the complex mast cell granule sub-structural components in macrophage phagosomes. In conclusion, we used histochemical and ultrastructural analyses to show that mast cell granules become internalised with macrophages during the early stages of an experimental allergic reaction. (C) 2001 Academic Press.

High levels of heat shock protein 70 are associated with pro-inflammatory cytokines and may differentiate early- from late-onset preeclampsia

Preeclampsia (PE), a specific syndrome of pregnancy, can be classified into early and late onset, depending on whether clinical manifestations occur before or after 34 weeks' gestation. We determined whether plasma concentrations of Hsp60 and Hsp70 were related to circulating cytokine levels, as well as kidney and liver functions, in early- and late-onset PE. Two hundred and thirty-seven preeclamptic women (95 with early- and 142 with late-onset PE) were evaluated. Plasma levels of Hsp60, Hsp70, and their specific antibodies, tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), interleukin (IL)-1, IL-10, IL-12, and soluble TNF-α-receptor I (sTNFRI) concentrations, were determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Concentrations of Hsp70, TNF-α, IL-1β, IL-12, and sTNFRI were significantly elevated in patients with early-onset PE compared with women with late-onset PE; IL-10 levels were significantly lower in the early-onset PE group. Concentrations of urea, uric acid, proteinuria, glutamic oxaloacetic transaminase (GOT), glutamic pyruvic transaminase (GPT), and lactate dehydrogenase (LDH) were also significantly higher in early-onset PE. The percentage of infants with intrauterine growth restriction was also significantly higher in women with early-onset PE. There were positive correlations between Hsp70 levels and TNF-α, TNFRI, IL-1β, IL-12, GOT, GPT, LDH, and uric acid concentrations in early-onset PE group. Thus, early-onset PE was associated with greater maternal and fetal impairment. There are differences in pathophysiology between early- and late-onset PE, highlighting by the difference in Hsp70 levels. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Loss of Interleukin-10 Signaling and Infantile Inflammatory Bowel Disease: Implications for Diagnosis and Therapy

BACKGROUND & AIMS: Homozygous loss of function mutations in interleukin-10 (IL10) and interleukin-10 receptors (IL10R) cause severe infantile (very early onset) inflammatory bowel disease (IBD). Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) was reported to induce sustained remission in 1 patient with IL-10R deficiency. We investigated heterogeneity among patients with very early onset IBD, its mechanisms, and the use of allogeneic HSCT to treat this disorder. METHODS: We analyzed 66 patients with early onset IBD (younger than 5 years of age) for mutations in the genes encoding IL-10, IL-10R1, and IL-10R2. IL-10R deficiency was confirmed by functional assays on patients' peripheral blood mononuclear cells (immunoblot and enzyme-linked immunosorbent assay analyses). We assessed the therapeutic effects of standardized allogeneic HSCT. RESULTS: Using a candidate gene sequencing approach, we identified 16 patients with IL-10 or IL-10R deficiency: 3 patients had mutations in IL-10, 5 had mutations in IL-10R1, and 8 had mutations in IL-10R2. Refractory colitis became manifest in all patients within the first 3 months of life and was associated with perianal disease (16 of 16 patients). Extraintestinal symptoms included folliculitis (11 of 16) and arthritis (4 of 16). Allogeneic HSCT was performed in 5 patients and induced sustained clinical remission with a median follow-up time of 2 years. In vitro experiments confirmed reconstitution of IL-10R-mediated signaling in all patients who received the transplant. CONCLUSIONS: We identified loss of function mutations in IL-10 and IL-10R in patients with very early onset IBD. These findings indicate that infantile IBD patients with perianal disease should be screened for IL-10 and IL-10R deficiency and that allogeneic HSCT can induce remission in those with IL-10R deficiency.

Adalimumab induced-inflammatory myopathy in rheumatoid arthritis

The application of immunobiologics for the rheumatoid arthritis treatment may present as a rare complication the development of inflammatory myopathy. Until this moment, there have been described in literature only seven cases of inhibitors of tumor necrosis factor induced-myositis. In this paper, we report the case of the patient with 39 years-old with eight years of arthritis rheumatoid and that due to refractory to various immunosuppressive drugs, the adalimumab was introduced, and evolved to dermatomyositis status.

Inflammatory milieu as an early marker of kidney injury in offspring rats from diabetic mothers

The present study investigated the early presence of inflammatory response in renal tissue of young offspring from diabetic mothers. The effect of L-arginine (L-arg) supplementation was also investigated. The offspring was divided into four groups: group CO (controls); group DO (diabetic offspring); group CA (CO receiving 2% L-arg solution) and group DA (DO receiving the 2% L-arg solution). Glycemia, arterial pressure and renal function were evaluated; gene and protein expression of pro-inflammatory cytokines were also measured. Blood pressure levels were significantly increased in 2 and 6 month-old DO rats, whereas L-arg administration caused a significant decrease in the DA group, at both ages. DO rats showed a significantly blunted glycemic response to exogenous insulin. In 2 month-old DO animals, renal protein expression of pro-inflammatory molecules was significantly increased. At six months of age, we also observed an increase in gene expression of pro-inflammatory molecules, whereas L-arg supplementation prevented this increase at both ages. Our data suggest that activation of inflammatory pathways is present early in the kidney of DO rats, and that L-arg can attenuate the expression of these markers of tissue inflammation. Our results also reinforce the concept that intrauterine environmental factors are a fundamental determinant in the development of metabolic and vascular diseases later in life. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

The protein LJM 111 from Lutzomyia longipalpis Salivary Gland Extract (SGE) accounts for the SGE-inhibitory effects upon inflammatory parameters in experimental arthritis model

Several studies have pointed out the immunomodulatory properties of the Salivary Gland Extract (SGE) from Lutzomyia longipalpis. We aimed to identify the SGE component (s) responsible for its effect on ovalbumin (OVA)-induced neutrophil migration (NM) and to evaluate the effect of SGE and components in the antigen-induced arthritis (AIA) model. We tested the anti-arthritic activities of SGE and the recombinant LJM111 salivary protein (rLJM111) by measuring the mechanical hypernociception and the NM into synovial cavity. Furthermore, we measured IL-17, TNF-alpha and IFN-gamma released by lymph nodes cells stimulated with mBSA or anti-CD3 using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Additionally, we tested the effect of SGE and rLJM111 on co-stimulatory molecules expression (MHC-II and CD-86) by flow cytometry. TNF-alpha and IL-10 production (ELISA) of bone marrow-derived dendritic cells (BMDCs) stimulated with LPS, chemotaxis and actin polymerization from neutrophils. Besides, the effect of SGE on CXCR2 and GRK-2 expression on neutrophils was investigated. We identified one plasmid expressing the protein LJM111 that prevented NM in OVA-challenged immunized mice. Furthermore, both SGE and rLJM111 inhibited NM and pain sensitivity in AIA and reduced IL-17, TNF-alpha and IFN-gamma. SGE and rLJM111 also reduced MHC-II and CD-86 expression and TNF-alpha whereas increased IL-10 release by LPS-stimulated BMDCs. SGE, but not LJM 111, inhibited neutrophils chemotaxis and actin polymerization. Additionally, SGE reduced neutrophil CXCR2 expression and increased GRK-2. Thus, rLJM111 is partially responsible for SGE mechanisms by diminishing DC function and maturation but not chemoattraction of neutrophils. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.