Clearance-inducing antibodies are responsible for protection against the acute phase of Trypanosoma cruzi infection in mice

A study was conducted on mice infected with strains Y and CL of Trypanosoma cruzi. The ability of anti-Y and anti-CL sera to induce complement-mediated lysis, immune clearance and protection against the acute phase of the infection was studied using homologous anti-Y or anti-CL serum tested with the Y or CL strain, or heterologous anti-Y serum tested with the CL strain or anti-CL serum tested with the Y strain. Complement-mediated lysis was induced by both homologous and heterologous antisera but protection was afforded only by homologous antisera. Immune clearance was induced by homologous but not by heterologous antisera. Antisera with high clearance ability were able to confer protection whereas antisera with high lytic ability were not. These results show a high correlation between the antibody ability to induce clearance and to confer protection and suggest that clearance rather than lysis is responsible for protection against the acute phase of the infection. The mechanism of antibody protection against the acute phase of the infection is discussed.

Effect of metabolic acidosis on renal tubular sodium handling in rats as determined by lithium clearance

Systemic metabolic acidosis is known to cause a decrease in salt and water reabsorption by the kidney. We have used renal lithium clearance to investigate the effect of chronic, NH4Cl-induced metabolic acidosis on the renal handling of Na+ in male Wistar-Hannover rats (200-250 g). Chronic acidosis (pH 7.16 ± 0.13) caused a sustained increase in renal fractional Na+ excretion (267.9 ± 36.4%), accompanied by an increase in fractional proximal (113.3 ± 3.6%) and post-proximal (179.7 ± 20.2%) Na+ and urinary K+ (163.4 ± 5.6%) excretion when compared to control and pair-fed rats. These differences occurred in spite of an unchanged creatinine clearance and Na+ filtered load. A lower final body weight was observed in the acidotic (232 ± 4.6 g) and pair-fed (225 ± 3.6 g) rats compared to the controls (258 ± 3.7 g). In contrast, there was a significant increase in the kidney weights of acidotic rats (1.73 ± 0.05 g) compared to the other experimental groups (control, 1.46 ± 0.05 g; pair-fed, 1.4 ± 0.05 g). We suggest that altered renal Na+ and K+ handling in acidotic rats may result from a reciprocal relationship between the level of metabolism in renal tubules and ion transport.

The hepatic clearance of recombinant tissue-type plasminogen activator decreases after an inflammatory stimulus

We have shown that tissue-type plasminogen activator (tPA) and plasma kallikrein share a common pathway for liver clearance and that the hepatic clearance rate of plasma kallikrein increases during the acute-phase (AP) response. We now report the clearance of tPA from the circulation and by the isolated, exsanguinated and in situ perfused rat liver during the AP response (48-h ex-turpentine treatment). For the sake of comparison, the hepatic clearance of a tissue kallikrein and thrombin was also studied. We verified that, in vivo, the clearance of 125I-tPA from the circulation of turpentine-treated rats (2.2 ± 0.2 ml/min, N = 7) decreases significantly (P = 0.016) when compared to normal rats (3.2 ± 0.3 ml/min, N = 6). The AP response does not modify the tissue distribution of administered 125I-tPA and the liver accounts for most of the 125I-tPA (>80%) cleared from the circulation. The clearance rate of tPA by the isolated and perfused liver of turpentine-treated rats (15.5 ± 1.3 µg/min, N = 4) was slower (P = 0.003) than the clearance rate by the liver of normal rats (22.5 ± 0.7 µg/min, N = 10). After the inflammatory stimulus and additional Kupffer cell ablation (GdCl3 treatment), tPA was cleared by the perfused liver at 16.2 ± 2.4 µg/min (N = 5), suggesting that Kupffer cells have a minor influence on the hepatic tPA clearance during the AP response. In contrast, hepatic clearance rates of thrombin and pancreatic kallikrein were not altered during the AP response. These results contribute to explaining why the thrombolytic efficacy of tPA does not correlate with the dose administered.

In situ variation of cervical mucus pH during exposure to atmospheric air

The objective of the present study was to determine if exposure of cervical mucus to air during specular examination could modify mucus pH. Detection of changes is justified because of their possible interference with sperm-mucus interaction, since an acidic pH is unfavorable to sperm penetration and is associated with infertility due to the cervical factor. Twenty women with good quality mucus were evaluated. pH measurements of ecto- and endocervical mucus were made in situ using a glass electrode after 0-, 5- and 10-min exposure to air. There was a progressive alkalinization of mucus pH. Mean values of ectocervical mucus pH were 6.91, 7.16 and 7.27, while mean values of endocervical mucus pH were 7.09, 7.34 and 7.46 at 0, 5 and 10 min, respectively. Significant differences were found between the mean values obtained at 0 and 5 min, and at 0 and 10 min (P<0.05), whereas the differences in mean values at 5 and 10 min were not significant at either site. We conclude that 5 to 10 min of exposure to atmospheric air affects cervical mucus pH in a significant way. Since tests used to evaluate sperm-mucus interaction generally have not considered this possibility, we suggest that they should be performed immediately after mucus collection in order to avoid misinterpretation of the results.

Lung clearance of 99mTc-DTPA in systemic lupus erythematosus

The early demonstration of lung involvement in systemic lupus erythematosus (SLE) patients is a difficult but important task. In the present study we attempted to identify abnormalities in pulmonary clearance of 99mTc-DTPA in SLE, correlating their clearance data with clinical findings and disease activity. Forty-six consecutive SLE patients with and without active disease (LACC score) and 30 normal volunteers were studied. All subjects were submitted to pulmonary scintigraphy with 99mTc-DTPA to evaluate the pulmonary clearance, and to a chest X-ray, and SLE patients were submitted to tests of disease activity, spirometry, arterial blood gases and tests to assess acute-phase proteins. Pulmonary clearance was faster in SLE patients with active disease when compared to normal controls [half-life of 67.04 min (51.52-82.55 min) in active SLE versus 85.87 min (78.85-92.87 min) in controls, P<0.05] and there was a higher frequency of abnormal clearance rates in patients with active disease (11 of 26 patients, 42.3%) when compared with SLE patients without disease activity (2 of 20 patients, 10%) (P = 0.04). A significant correlation was observed between the clearance rates and cough (P<0.05), but not between the clearance rates and dyspnea symptoms or radiological findings, duration of SLE disease, antinuclear antibody titers and patterns, C-reactive protein or anti-double stranded DNA antibodies. We conclude that the pulmonary clearance of 99mTc-DTPA is increased in SLE patients with active disease.

Numerical simulation of rotor-stator interaction and tip clearance flow in centrifugal compressors

The effect of the tip clearance and vaneless diffuser width on the stage performance and flow fields of a centrifugal compressor were studied numerically and results were compared to the experimental measurements. The diffuser width was changed by moving the shroud side of the diffuser axially and six tip clearances size from 0.5 to 3 mm were studied. Moreover, the effects of rotor-stator interaction on the diffuser and impeller flow fields and performance were studied. Also transient simulations were carried out in order to investigate the influence of the interaction on the impeller and diffuser performance parameters. It was seen that pinch could improve the performance and it help to get more uniform flow at exit and less back flow from diffuser to the impeller.

MFG-E8, a clearance glycoprotein of apoptotic cells, as a new marker of disease severity in chronic obstructive pulmonary disease

Milk fat globule epidermal growth factor 8 (MFG-E8) is an opsonin involved in the phagocytosis of apoptotic cells. In patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD), apoptotic cell clearance is defective. However, whether aberrant MFG-E8 expression is involved in this defect is unknown. In this study, we examined the expression of MFG-E8 in COPD patients. MFG-E8, interleukin (IL)-1β and transforming growth factor (TGF)-β levels were measured in the plasma of 96 COPD patients (93 males, 3 females; age range: 62.12±10.39) and 87 age-matched healthy controls (85 males, 2 females; age range: 64.81±10.11 years) using an enzyme-linked immunosorbent assay. Compared with controls, COPD patients had a significantly lower plasma MFG-E8 levels (P<0.01) and significantly higher plasma TGF-β levels (P=0.002), whereas there was no difference in plasma IL-1β levels between the two groups. Moreover, plasma MFG-E8 levels decreased progressively between Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) I and GOLD IV stage COPD. Multiple regression analysis showed that the forced expiratory volume in 1 s (FEV1 % predicted) and smoking habit were powerful predictors of MFG-E8 in COPD (P<0.01 and P=0.026, respectively). MFG-E8 was positively associated with the FEV1 % predicted and negatively associated with smoking habit. The area under the receiver operating characteristic curve was 0.874 (95% confidence interval: 0.798-0.95; P<0.01). Our findings demonstrated the utility of MFG-E8 as a marker of disease severity in COPD and that cigarette smoke impaired MFG-E8 expression in these patients.

Autocrine loop in the purinergic control of airway surface liquid volume : monitoring with a novel side-view imaging technique

La Fibrose Kystique (FK) est une maladie dégénérative qui entraine une dégénération des poumons dû au problème de clairance mucociliaire (CMC). Le volume de surface liquide (SL) couvrant les cellules pulmonaires est essentiel à la clairance de mucus et au combat contre les infections. Les nucléotides extracellulaires jouent un rôle important dans la CMC des voies aériennes, en modifiant le volume de la SL pulmonaire. Cependant, les mécanismes du relâchement de l’ATP et de leurs déplacements à travers la SL, restent inconnus. Des études ultérieures démontrent que l’exocytose d’ATP mécano-sensible et Ca2+-dépendant, dans les cellules A549, est amplifié par les actions synergétiques autocrine/paracrine des cellules avoisinantes. Nous avions comme but de confirmer la présence de la boucle purinergique dans plusieurs modèles de cellules épithéliales et de développer un système nous permettant d’observer directement la SL. Nous avons démontrés que la boucle purinergique est fonctionnelle dans les modèles de cellules épithéliales examinés, mis appart les cellules Calu-3. L’utilisation de modulateur de la signalisation purinergique nous a permis d’observer que le relâchement d’ATP ainsi que l’augmentation du [Ca2+]i suivant un stress hypotonique, sont modulés par le biais de cette boucle purinergique et des récepteurs P2Y. De plus, nous avons développé un système de microscopie qui permet d’observer les changements de volume de SL en temps réel. Notre système permet de contrôler la température et l’humidité de l’environnement où se trouvent les cellules, reproduisant l’environnement pulmonaire humain. Nous avons démontré que notre système peut identifier même les petits changements de volume de SL.

Approches transcriptomiques dans l’étude de la fibrose kystique

Les avancées en biotechnologie ont permis l’identification d’un grand nombre de mécanismes moléculaires, soulignant également la complexité de la régulation génique. Néanmoins, avoir une vision globale de l’homéostasie cellulaire, nous est pour l’instant inaccessible et nous ne sommes en mesure que d’en avoir qu’une vue fractionnée. Étant donné l’avancement des connaissances des dysfonctionnements moléculaires observés dans les maladies génétiques telles que la fibrose kystique, il est encore difficile de produire des thérapies efficaces. La fibrose kystique est causée par la mutation de gène CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator), qui code pour un canal chlorique transmembranaire. La mutation la plus fréquente (ΔF508) induit un repliement incorrect de la protéine et sa rétention dans le réticulum endoplasmique. L’absence de CFTR fonctionnel à la membrane a un impact sur l’homéostasie ionique et sur l’hydratation de la muqueuse respiratoire. Ceci a pour conséquence un défaut dans la clairance mucocilliaire, induisant infection chronique et inflammation excessive, deux facteurs fondamentaux de la physiopathologie. L’inflammation joue un rôle très important dans l’évolution de la maladie et malgré le nombre important d’études sur le sujet, la régulation du processus inflammatoire est encore très mal comprise et la place qu’y occupe le CFTR n’est pas établie. Toutefois, plusieurs autres facteurs, tels que le stress oxydatif participent à la physiopathologie de la maladie, et considérer leurs impacts est important pour permettre une vision globale des acteurs impliqués. Dans notre étude, nous exploitons la technologie des puces à ADN, pour évaluer l’état transcriptionnel d’une cellule épithéliale pulmonaire humaine fibro-kystique. Dans un premier temps, l’analyse de notre expérience identifie 128 gènes inflammatoires sur-exprimés dans les cellules FK par rapport aux cellules non FK où apparaissent plusieurs familles de gènes inflammatoires comme les cytokines ou les calgranulines. L’analyse de la littérature et des annotations suggèrent que la modulation de ces transcripts dépend de la cascade de NF-κB et/ou des voies de signalisation associées aux interférons (IFN). En outre, leurs modulations pourraient être associées à des modifications épigénétiques de leurs loci chromosomiques. Dans un second temps, nous étudions l’activité transcriptionnelle d’une cellule épithéliale pulmonaire humaine FK en présence de DMNQ, une molécule cytotoxique. Notre but est d’identifier les processus biologiques perturbés par la mutation du gène CFTR en présence du stress oxydatif. Fondé sur une analyse canonique de redondance, nous identifions 60 gènes associés à la mort cellulaire et leur variance, observée dans notre expérience, s’explique par un effet conjoint de la mutation et du stress oxydatif. La mesure de l’activité des caspases 3/7, des effecteurs de l’apoptose (la mort cellulaire programmée), montre que les cellules porteuses de la mutation ΔF508, dans des conditions de stress oxydatif, seraient moins apoptotiques que les cellules saines. Nos données transcriptomiques suggèrent que la sous-activité de la cascade des MAPK et la sur-expression des gènes anti-apoptotiques pourraient être impliquées dans le déséquilibre de la balance apoptotique.

Fonction de CFTR dans les processus de réparation de l’épithélium des voies aériennes et développement de nouvelles stratégies thérapeutiques en fibrose kystique

La pathologie de la fibrose kystique (FK) est causée par des mutations dans le gène codant pour le canal CFTR. La mutation la plus commune est la délétion du résidu Phe508 (∆F508), qui entraîne un mauvais repliement et la dégradation de la protéine mutée. Ainsi, l’absence du CFTR cause un dysfonctionnement du transport ionique et liquidien qui altère le phénomène de clairance mucociliaire. Il en résulte une accumulation de mucus visqueux obstruant les voies aériennes favorisant une colonisation bactérienne, spécialement par P. aeruginosa, et une inflammation chronique. Ces phénomènes entraînent des lésions épithéliales et un remodelage des voies aériennes. Selon nos analyses ultrastructurales de poumons issus de patients FK au moment de la transplantation, certaines zones de l’épithélium FK montrait des signes de d’initiation des processus de réparation. Malgré cela, un dommage épithélial progressif est observé chez les patients FK et il apparaît évident que les processus de réparation sont insuffisants pour permettre le rétablissement de l’intégrité épithéliale. Le principal objectif de mon étude était d’étudier le rôle du CFTR dans les mécanismes de réparation de l’épithélium FK et de déterminer l’impact de la correction du CFTR sur la réparation épithéliale et ce, en condition aseptique et en présence d’infection. Mes travaux montrent que l’épithélium des voies aériennes FK présente un défaut de réparation, associé, du moins en partie, à l’absence d’un CFTR fonctionnel. De plus, nous avons démontré pour la première fois que l’application du correcteur du CFTR VRT-325 permettait, non seulement, la maturation du CFTR, mais également une amélioration de la capacité des monocouches de cellules des voies aériennes FK à se réparer. D’autre part, nous avons montré que la présence du filtrat bactérien de P. aeruginosa (PsaDM) altérait non seulement l’expression et la fonction du CFTR, mais également les processus de réparation épithéliale. Enfin, nos résultats montrent que l’infection affecte la maturation du CFTR induite par le VRT-325 et diminue les effets bénéfiques du VRT-325 sur la réparation épithéliale. Mes travaux permettent de mieux comprendre le rôle du CFTR dans les processus de réparation de l’épithélium FK et de proposer une nouvelle approche thérapeutique visant à promouvoir la régénération épithéliale chez les patients FK afin de tenter de stabiliser leur état, malgré l’effet délétère de la composante infectieuse.

Impact de l’hyperglycémie et de l’infection sur le transport ionique, la réparation épithéliale et l’action des correcteurs dans les voies aériennes en Fibrose kystique

La Fibrose kystique (FK), causée par des mutations du canal Cl- CFTR, entraîne une dysfonction de la sécrétion de Cl- et un débalancement dans la sécrétion des fluides. La diminution de la clairance mucociliaire qui s’en suit occasionne une accumulation du mucus. Cet environnement est alors favorable à l’installation d’infections et d’inflammation chroniques, responsables de lésions au niveau de l’épithélium respiratoire. Le vieillissement de la population FK, suite à la prise en charge plus appropriée de la maladie, est accompagné par l’émergence de pathologies associées, telles que le diabète. Celui-ci, ainsi que plusieurs autres facteurs comme l’infection à Pseudomonas aeruginosa, contribuent au déclin progressif de la fonction pulmonaire, principale cause de mortalité et de morbidité des patients FK. Le maintien de la fonction pulmonaire est dépendant notamment du transport ionique et liquidien régulant la clairance mucociliaire ainsi que de la réparation épithéliale nécessaire à la génération d’un épithélium fonctionnel en réponse aux agressions. Nous avons donc évalué l’impact de l’hyperglycémie et des exoproduits de P. aeruginosa sur ces deux mécanismes. Nos résultats ont tout d’abord montré qu’un niveau de glucose élevé diminue les courants Cl- CFTR et potassique et altère la réparation de l’épithélium bronchique FK et non FK. Nous avons aussi observé que l’hyperglycémie limite l’impact bénéfique de la correction de CFTR sur la réparation épithéliale. Dans un second temps, nous avons évalué l’impact de l’infection à Pseudomonas aeruginosa sur le CFTR, qui tient un rôle important dans la fonctionnalité de l’épithélium des voies aériennes non-FK. Nous avons noté que l’expression du CFTR ainsi que sa fonction sont réduites par l’exposition aux produits bactériens dans les cellules non-FK. De plus, ces exoproduits compromettent la maturation du CFTR muté par les correcteurs ainsi que leur bénéfice sur la réparation de l’épithélium FK. Finalement, nous avons testé différentes combinaisons de composés correcteurs et potentiateurs de CFTR afin de déterminer quelle stratégie serait la plus efficace afin de favoriser la réparation épithéliale bronchique FK malgré la présence d’infection.

Dietary interventions affecting chylomicron and chylomicron remnant clearance

Interest in effects of diet on postprandial lipoproteins has increased in recent years as a result of accumulating evidence for adverse cardiovascular consequences of elevated concentrations of triglyceride rich lipoproteins. Particular attention has been given to ability of different fatty acids to modulate postprandial lipoprotein responses because of evidence for both harmful and protective cardiovascular properties of the saturated, monounsaturated and ω-6 and ω-3 polyunsaturated fatty acid (PUFA) classes. Evidence for direct atherogenic properties of chylomicron remnants has led to attempts to monitor effects of diet specifically on this lipoprotein class. Limitations in the methods employed to measure chylomicron remnants and the small number of human studies which have evaluated effects of meal, and background diet, fatty acid composition, makes it difficult to draw definitive conclusions at the present time. However consideration of data from both animal and human studies tends to support the conclusion that diets, and meals, rich in PUFA (particularly long chain ω-3 PUFA), result in attenuated postprandial responses of the intestinally-derived lipoproteins. Attenuated responses to high PUFA meals appear to be due to greater rates of clearance and greater activation of lipoprotein lipase (LPL). Attenuated responses to high PUFA background diets may be due to adaptive changes involving both accelerated rates of clearance in peripheral tissues and liver, as well as decreased output of the competitor for chylomicron clearance, very low density lipoprotein (VLDL).

Impact of gut passage and mucus secretion by the earthworm Lumbricus terrestris on mobility and speciation of arsenic in contaminated soil

Earthworms inhabiting arsenic contaminated soils may accelerate the leaching of As into surface and ground waters. We carried out three experiments to determine the impact of passage of As contaminated soil (1150 mgAs kg−1) through the gut of the earthworm Lumbricus terrestris on the mobility and speciation of As and the effects of earthworm mucus on As mobility. The concentration of water soluble As in soil increased (from 1.6 to 18 mg kg−1) after passage through the earthworm gut. Casts that were aged for 56 days still contained more than nine times greater water soluble As than bulk earthworm inhabited soil. Changes were due to increases in As(V) mobility, with no change in As(III). Dilute mucus extracts reduced As mobility through the formation of As-amino acid-iron oxide ternary complexes. More concentrated mucus extracts increased As mobility. These changes, together with those due to the passage through the gut, were due to increases in pH, phosphate and soluble organic carbon. The mobilisation of As from contaminated soils in the environment by cast production and mucus secretion may allow for accelerated leaching or uptake into biota which is underestimated when bulk soil samples are analysed and the influence of soil biota ignored.