Infección de macrófagos con el Virus Encefalitis Saint Louis: efecto sobre el fenotipo celular y la apoptosis.

El virus Encefalitis Saint Louis (VESL) (género Flavivirus) experimenta una re-emergencia en la región central del país, con la ocurrencia de un brote en Córdoba y el aislamiento de cepas de distintos genotipos. Está demostrado que los Flavivirus neurotrópicos, como VESL, replican en macrófagos y células dendríticas, tanto en el tejido local como en nódulos linfáticos satélites, para luego llegar a torrente sanguíneo y ser transportados a sistema nervioso central. Es así que el nivel de viremia inicial es regulado por la depuración del virus que realizan los macrófagos. Estas células reconocen a los virus por medio de receptores de reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos, que incluyen a los receptores Toll-like (TLR). La relación entre los TLR y los virus, se fundamenta en tres aspectos: 1) los TLR al ser estimulados por moléculas derivadas de virus activan vías de señalización que inducen la producción de citoquinas pro-inflamatorias, como TNF- , IL-1, 6, 8 y 18, INF-  y , que median la respuesta inmune antiviral; 2) las señales que dependen de los TLR median efectos inmunopatogénicos, como la apoptosis y la patogénesis del virus; 3) algunas estrategias terapéuticas o profilácticas antivirales se basan en la estimulación de los TLR mediante los respectivos agonistas. Como parte de la respuesta del macrófago a la infección viral, hay proliferación, diferenciación y muerte celular. A la hora de morir, estas células pueden seguir el camino que lleva a la necrosis o el de la apoptosis. Durante la activación de la respuesta inmune frente a antígenos extraños, la apoptosis es requerida para eliminar las células efectoras, una vez que han ejecutado su función y así evitar el desarrollo de procesos deletéreos para el huésped. Estudios realizados con distintos Flavivirus documentan el incremento de apoptosis de macrófagos durante la progresión de la infección y también su relación con la severidad de la patología. De acuerdo a los antecedentes expuestos, se formulan las siguientes hipótesis de estudio: 1-El fenotipo de activación del macrófago infectado con VESL está relacionado con el genotipo viral. 2-La clase de inmunomoduladores liberados y el grado de apoptosis de los macrófagos infectados con el VESL dependen del receptor de reconocimiento utilizado por el virus.El objetivo principal es caracterizar la respuesta inmune inducida en macrófagos infectados in vitro con diferentes genotipos de VESL. Para ello se plantean los siguientes objetivos específicos: 1-Determinar la capacidad de replicación de VESL en macrófagos.2-Evaluar la expresión de molécula de superficie, receptores y la producción de inmunomoduladores en macrófagos infectados con VESL.3-Analizar el impacto de la infección con VESL sobre la apoptosis de macrófagos.4-Correlacionar la expresión de antígenos de superficie, receptores, producción de inmunomoduladores, apoptosis y carga viral con el genotipo viral que infecta al macrófago.Se utilizará una línea línea celular mieloide U937 y cepas del VESL genotipo III, V y VII. Se estudiará la infección de las mismas y determinará la expresión de: CD14, CD16, CD54/ICAM-1, HLA-DR, Fas, R-TNF, CD86, IL4R, TLR2, TLR3, TLR4 y TLR7 por Citometría de Flujo. En el sobrenadante de los cultivos infectados se cuantificarán las concentraciones de IFN-, IFN-, TNF-, IL-1, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-18 y TGF- por técnica de ELISA.Se determinará la apoptosis en los macrófagos infectados mediante marcación con Anexina V-Ficoeritrina y análisis de fragmentación del ADN.La emergencia de esta virosis en nuestro medio amerita abordar distintos aspectos de la respuesta inmune en esta infección. El conocimiento de las características de la activación del macrófago cuando se infecta con VESL, los inmunomoduladores liberados y el impacto de la infección sobre la apoptosis de ésta célula, aportaría posibles blancos para el diseño futuro de estrategias terapéuticas o profilácticas contra esta infección.

PARTICIPACIÓN DEL RECONOCIMIENTO INMUNE INNATO EN LA RESPUESTA DE CARDIOMIOCITOS DURANTE LA INFECCIÓN EXPERIMENTAL CON TRYPANOSOMA CRUZI. Characterization of the cardiac innate immune response during Trypanosoma cruzi experimental infection.

La enfermedad de Chagas, causada por Trypanosoma cruzi, constituye la principal miocarditis infecciosa a nivel mundial. Crecientes evidencias revelan que la respuesta inmune innata tendría un rol determinante en la fisiopatología de las enfermedades cardiovasculares. La inmunidad innata es la primera línea de defensa, no específica, preprogramada para combatir agentes infecciosos. Este sistema censa la presencia de antígenos extraños a través de los receptores tipo toll (TLR) produciendo citoquinas y activando mecanismos microbicidas. Sin embargo, los TLRs también se hayan distribuidos en las células parenquimales no inmunes, jugando un importante rol tanto en la defensa como en la homeostasis de cada tejido. Durante la etapa aguda de la infección, el T. cruzi invade y se replica dentro de una amplia variedad de células y tejidos. Pero posteriormente, los parásitos son efectivamente eliminados de la mayoría de los tejidos persistiendo durante toda la vida en las células del músculo cardíaco y esquelético de los pacientes infectados. Debido a que el mantenimiento de la célula cardíaca infectada es crítica para la patogénesis de la enfermedad, los mecanismos que participan en la sobrevida de los cardiomiocitos están siendo foco de nuestro estudio. Hemos demostrado, que la infección ejerce efectos antiapoptóticos sobre células cardíacas aisladas. Nuestra hipótesis es que la inmunidad innata cardíaca estaría involucrada en el mantenimiento de la sobrevida de los miocitos así como en la defensa contra el parásito. Objetivo general: determinar la participación de la respuesta inmune innata cardíaca en el desarrollo de la enfermedad de Chagas experimental murina. Objetivos específicos: 1) Analizar el compromiso de TLRs en la respuesta anti-apoptótica y de autofagia de cardiomiocitos aislados de ratones salvajes y de ratones deficientes en TLR4, TLR2 y en MyD88, molécula adaptadora de la señalización por TLRs, sometidos a la infección con el parásito. 2) Determinar la importancia de la actividad cisteín proteasa parasitaria en el grado de infectividad y la sobrevida de cultivos primarios de ratones salvajes infectados con parásitos transgénicos que poseen disminuída o nula actividad cisteín proteasa. 3) Establecer la cinética de expresión de TLR2/TLR6, TLR4 y TLR9, factores antiapoptóticos (Bcl-2, Bcl-xL, etc.), daño cardíaco y la carga parasitaria en el tejido cardíaco de ratones infectados salvajes y/o deficientes antes mencionados. Materiales y Métodos: Los animales serán infectados i.p. con 5x103 parásitos y se determinará la cinética de expresión de los mediadores mencionados por western blot e inmunofluorescencia, la carga parasitaria será determinada por qRT-PCR. Como controles se procesarán animales inyectados con solución salina. En cultivos primarios de cardiomiocitos de ratones neonatos salvajes y deficientes infectados se estudiará la carga parasitaria, la activación de los mecanismos microbicidas (producción de óxido nítrico, metabolitos reactivos del oxígeno y del nitrógeno, ciclooxigenasa, etc.), producción de citoquinas y expresión de moléculas anti-apoptóticas (Bcl-2, Bcl-xL, Bax, etc.). Se explorará la tasa de apoptosis en cultivos deprivados de suero. La autofagia se analizará por microscopia electrónica. Cultivos controles serán mantenidos en medio o tratados con ligandos de los diferentes TLRs. Resultados preliminares sugieren que tanto TLR2 como Bcl-2 se incrementan en tejido cardíaco infectado. Esto nos lleva a profundizar en los mecanismos observados en cultivos y estudiarlos en un modelo in vivo, analizando la posible importancia que tiene la inmunidad innata cardíaca en el control del establecimiento de la infección. La comprensión de los mecanismos que mantienen la sobrevida de los cardiomiocitos y su respuesta a la infección es importante ya que el conocimiento de las bases moleculares es fundamental para el desarrollo de nuevos agentes quimioterapéuticos. Chagas disease is endemic in Central and South America and causes the most common myocarditis worldwide. We have previously reported that the cardiotrophic parasite Trypanosoma cruzi, its etiological agent, protects cardiomyocytes against apoptosis induced by growth factor deprivation activating the PI3K/Akt and MEK1/ERK signaling pathways. Recent studies have shown that local innate immunity plays a key role in initiating and coordinating homeostatic as well as defense responses in the heart. One of the mechanisms by which the innate immune system senses the presence of foreign antigens is through TLRs. The stimulation of these receptors leads to the activation and nuclear translocation of NF-kB transcription factor and the production of cytokines. Proinflammatory cytokines, in turn, appear to play a central role in the orchestration and timing of the intrinsic cardiac stress response providing, under different situations, instantaneous anti-apoptotic cytoprotective signals, which allow tissue repair and/or remodeling. The aim of the present project is to study the cardiomyocyte innate immune responses to T. cruzi infection and its role in target cell protection from apoptosis. Specific objectives: 1) Study the mechanism triggered by TLR in the anti-apoptotic response and parasite load of infected cardiomyocyte primary cultures from wild type and mice deficient in TLR2, TLR4 or MyD88. 2) Determine the effect of parasite cisteín protease activity on primary cultures from wild type mice. 3) Determine the TLR signaling-involvement in parasite load and survival indicators in deficient mice. Preliminary results showed us that cardiac-TLR2 may be involved in the anti-apoptotic effect elicited by the parasite and prompted us to establish the mechanisms triggered by the innate immunity that mediate parasite persistence within the host cell.

Análisis de componentes de la inmunidad innata en infecciones virales: implicancias en la patogénesis.

El estudio de células del sistema inmune innato en infecciones virales se ha centrado principalmente en las células dendríticas y las células NK. Los objetivos de este proyecto de investigación son evaluar el nivel de apoptosis de neutrófilos y las vías de activación de muerte celular en la infección por Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH) y caracterizar la respuesta inmune inducida en monocitos/macrófagos infectados in vitro con el Encefalitis San Luis virus (ESLV). En individuos con infección por VIH se evaluará la apoptosis (anexina y citomorfología), la expresión de moléculas de adhesión y de receptor Toll-like (TLR) en neutrófilos. Además, se determinará la concentración sérica de citocinas pro-inflamatorias y anti-inflamatorias y de moléculas pro-apoptóticas y anti-apoptóticas. La infección por ESLV será realizada en una línea celular mieloide en la que se detectaran los antígenos virales a distintos días post-infección viral (inmunofluorescencia y citometría de flujo). Además, se determinará la expresión de antígenos de superficie y TLR. En sobrenadantes de cultivos de monocitos infectados con diferentes genotipos de ESLV a distintos días post-infección serán cuantificada la concentración de citocinas y determinada la apoptosis de monocito/macrófagos infectados (anexina y citomorfología). Este proyecto posibilitará una mayor comprensión de la regulación de la apoptosis en la infección por VIH, conocimiento que podrá ser de utilidad para avanzar en investigaciones futuras para el entendimiento de los mecanismos y la regulación de la apoptosis de componentes del sistema inmune innato. En la infección por ESLV el conocimiento de las características de la activación del macrófago cuando es infectado por este virus, los inmunomoduladores liberados y el impacto de la infección sobre la apoptosis de ésta célula podrían orientar hacia posibles blancos para el diseño futuro de estrategias terapéuticas o profilácticas contra esta infección.

Estudio de los factores infección con trypanosoma cruzi y nutrición sobre receptores innatos tipo toll y scavenger, adipocinas y otros mediadores de inflamación asociados a la obesidad en modelos experimentales.

En el modelo experimental in vivo en ratones C57BL/6 wild type tratados con streptozotocina y alimentados con una dieta grasa/fructosa se inducirá obesidad (IR) y DM2, con el propósito de: 1-Investigar la influencia de la infección con Trypanosoma cruzi como un potencial factor sinérgico pro-aterogénico. Se evaluará a distintos tiempos post infección, el tejido adiposo visceral y las repercusiones en aorta y corazón principalmente, por estudios histopatológicos. En plasma, se determinará el perfil de lípidos, lipoproteínas y otros parámetros metabólicos: glucosa e insulina, estos últimos para calcular el índice HOMA-IR, que refleje el grado de insulino- resistencia. Asimismo, se evaluarán ácidos grasos libres y proteínas de fase aguda circulantes como respuesta al proceso inflamatorio. 2- Evaluar la expresión de receptores tipo Toll (TLR 2, 4 y 9) y scavenger clase B (CD36) en el tejido adiposo visceral y aorta principalmente e identificar los tipos celulares que participan en las lesiones vasculares (macrófagos -M-, granulocitos y linfocitos T). 3- Determinar las citocinas inflamatorias: TNF, IL1-, IL12, IL18, IFN e IL6 y la quimiocina atractante de monocitos (CCL2; MCP-1) y adipocinas (leptina, resistina y adiponectina) en plasma y otros mediadores inflamatorios como óxido nítrico, especies reactivas del oxígeno (ROS) y metaloproteasas (MMPs) en tejido adiposo visceral y aorta. Se cuantificarán además las moléculas de adhesión intercelular ICAM-1 y VCAM-1, involucradas en otros modelos de obesidad e insulino-resistencia. En el modelo in vitro 1- Investigar la influencia de la infección con T. cruzi y ácidos grasos saturados y monoinsaturado (C18, oleico) y el efecto de las lipoproteínas de baja densidad (LDL) oxidadas y agregadas frente a LDL nativas (control) en una línea celular de adipositos. Se estudiará la expresión basal y post-estímulo de los receptores innatos tipo Toll y CD 36. 2- Cuantificar las adipocinas pro- inflamatorias (leptina, resistina y MCP-1)y adiponectina (antiinflamatoria) en el sobrenadante de cultivos frente a los estímulos propuestos y la expresión de las moléculas de adhesión ICAM-1 y VCAM-1.

Monocyte differentiation toward regulatory dendritic cells is not affected by respiratory syncytial virus-induced inflammatory mediators.

Airway epithelial cells were shown to drive the differentiation of monocytes into dendritic cells (DCs) with a suppressive phenotype. In this study, we investigated the impact of virus-induced inflammatory mediator production on the development of DCs. Monocyte differentiation into functional DCs, as reflected by the expression of CD11c, CD123, BDCA-4, and DC-SIGN and the capacity to activate T cells, was similar for respiratory syncytial virus (RSV)-infected and mock-infected BEAS-2B and A549 cells. RSV-conditioned culture media resulted in a partially mature DC phenotype, but failed to up-regulate CD80, CD83, CD86, and CCR7, and failed to release proinflammatory mediators upon Toll-like receptor (TLR) triggering. Nevertheless, these DCs were able to maintain an antiviral response by the release of Type I IFN. Collectively, these data indicate that the airway epithelium maintains an important suppressive DC phenotype under the inflammatory conditions induced by infection with RSV.

Uric acid is a danger signal activating NALP3 inflammasome in lung injury inflammation and fibrosis.

RATIONALE: Lung injury leads to pulmonary inflammation and fibrosis through myeloid differentiation primary response gene 88 (MyD88) and the IL-1 receptor 1 (IL-1R1) signaling pathway. The molecular mechanisms by which lung injury triggers IL-1beta production, inflammation, and fibrosis remain poorly understood. OBJECTIVES: To determine if lung injury depends on the NALP3 inflammasome and if bleomycin (BLM)-induced lung injury triggers local production of uric acid, thereby activating the NALP3 inflammasome in the lung. Methods: Inflammation upon BLM administration was evaluated in vivo in inflammasome-deficient mice. Pulmonary uric acid accumulation, inflammation, and fibrosis were analyzed in mice treated with the inhibitor of uric acid synthesis or with uricase, which degrades uric acid. MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: Lung injury depends on the NALP3 inflammasome, which is triggered by uric acid locally produced in the lung upon BLM-induced DNA damage and degradation. Reduction of uric acid levels using the inhibitor of uric acid synthesis allopurinol or uricase leads to a decrease in BLM-induced IL-1beta production, lung inflammation, repair, and fibrosis. Local administration of exogenous uric acid crystals recapitulates lung inflammation and repair, which depend on the NALP3 inflammasome, MyD88, and IL-1R1 pathways and Toll-like receptor (TLR)2 and TLR4 for optimal inflammation but are independent of the IL-18 receptor. CONCLUSIONS: Uric acid released from injured cells constitutes a major endogenous danger signal that activates the NALP3 inflammasome, leading to IL-1beta production. Reducing uric acid tissue levels represents a novel therapeutic approach to control IL-1beta production and chronic inflammatory lung pathology.

Flagellin promotes myeloid differentiation factor 88-dependent development of Th2-type response.

Activation of dendritic cells (DC) by microbial products via Toll-like receptors (TLR) is instrumental in the induction of immunity. In particular, TLR signaling plays a major role in the instruction of Th1 responses. The development of Th2 responses has been proposed to be independent of the adapter molecule myeloid differentiation factor 88 (MyD88) involved in signal transduction by TLRs. In this study we show that flagellin, the bacterial stimulus for TLR5, drives MyD88-dependent Th2-type immunity in mice. Flagellin promotes the secretion of IL-4 and IL-13 by Ag-specific CD4(+) T cells as well as IgG1 responses. The Th2-biased responses are associated with the maturation of DCs, which are shown to express TLR5. Flagellin-mediated DC activation requires MyD88 and induces NF-kappaB-dependent transcription and the production of low levels of proinflammatory cytokines. In addition, the flagellin-specific response is characterized by the lack of secretion of the Th1-promoting cytokine IL-12 p70. In conclusion, this study suggests that flagellin and, more generally, TLR ligands can control Th2 responses in a MyD88-dependent manner.

Alveolar macrophages and lung dendritic cells sense RNA and drive mucosal IgA responses.

The mechanisms regulating systemic and mucosal IgA responses in the respiratory tract are incompletely understood. Using virus-like particles loaded with single-stranded RNA as a ligand for TLR7, we found that systemic vs mucosal IgA responses in mice were differently regulated. Systemic IgA responses following s.c. immunization were T cell independent and did not require TACI or TGFbeta, whereas mucosal IgA production was dependent on Th cells, TACI, and TGFbeta. Strikingly, both responses required TLR7 signaling, but systemic IgA depended upon TLR7 signaling directly to B cells whereas mucosal IgA required TLR7 signaling to lung dendritic cells and alveolar macrophages. Our data show that IgA switching is controlled differently according to the cell type receiving TLR signals. This knowledge should facilitate the development of IgA-inducing vaccines.

Human effector CD8+ T lymphocytes express TLR3 as a functional coreceptor.

TLR are evolutionarily conserved molecules that play a key role in the initiation of innate antimicrobial immune responses. Through their influence on dendritic cell maturation, these receptors are also thought to indirectly shape the adaptive immune response. However, no data are currently available regarding both TLR expression and function in human CD8+ T cell subsets. We report that a subpopulation of CD8+ T cells, i.e., effector, but neither naive nor central memory cells, constitutively expresses TLR3. Moreover, the ligation of the receptor by a specific agonist in TLR3-expressing CD8+ T cells increased IFN-gamma secretion induced by TCR-dependent and -independent stimulation, without affecting proliferation or specific cytolytic activity. These results thereby suggest that TLR3 ligands can not only indirectly influence the adaptive immune response through modulation of dendritic cell activation, but also directly increase IFN-gamma production by Ag-specific CD8+ T cells. Altogether, the present work might open new perspectives for the use of TLR ligands as adjuvants for immunotherapy.

NALP3 is not necessary for early protection against experimental tuberculosis.

In vitro, Toll-like receptors (TLR)2, 4 and 9 as well as NOD-like receptor 2 critically determine macrophage responses to Mycobacterium tuberculosis (Mtb) infection. However, in low-dose experimental murine tuberculosis, single or multiple deficiencies in TLRs 2, 4, 9 or NOD2 have little, if any, impact on early mycobacterial growth containment, granuloma formation and survival. Here, we analyzed the relevance of NALP3, one component of the danger-signaling inflammasome, for (i) Mtb-induced cytokine secretion in vitro and in vivo, (ii) restriction of Mtb replication in infected organs and (iii) granuloma formation. In the absence of functional NALP3, there was no IL-1beta and IL-18 production in Mtb-infected dendritic cells and macrophages in vitro, whereas secretion of IL-1alpha, IL-12p40 and TNF remained unaffected. After three weeks of infection, NALP3-deficient as well as IL-18-deficient mice were as capable as wildtype mice of restricting Mtb loads at a plateau level within well-differentiated granulomas. In conclusion, despite its involvement in cytokine processing, NALP3 is not essential for induction of protective immunity to Mtb.

Developments in the scientific and clinical understanding of gout.

Gout is the most common form of inflammatory arthritis in the elderly. In the last two decades, both hyperuricemia and gout have increased markedly and similar trends in the epidemiology of the metabolic syndrome have been observed. Recent studies provide new insights into the transporters that handle uric acid in the kidney as well as possible links between these transporters, hyperuricemia, and hypertension. The treatment of established hyperuricemia has also seen new developments. Febuxostat and PEG-uricase are two novel treatments that have been evaluated and shown to be highly effective in the management of hyperuricemia, thus enlarging the therapeutic options available to lower uric acid levels. Monosodium urate (MSU) crystals are potent inducers of inflammation. Within the joint, they trigger a local inflammatory reaction, neutrophil recruitment, and the production of pro-inflammatory cytokines as well as other inflammatory mediators. Experimentally, the uptake of MSU crystals by monocytes involves interactions with components of the innate immune system, namely Toll-like receptor (TLR)-2, TLR-4, and CD14. Intracellularly, MSU crystals activate multiple processes that lead to the formation of the NALP-3 (NACHT, LRR, and pyrin domain-containing-3) inflammasome complex that in turn processes pro-interleukin (IL)-1 to yield mature IL-1 beta, which is then secreted. The inflammatory effects of MSU are IL-1-dependent and can be blocked by IL-1 inhibitors. These advances in the understanding of hyperuricemia and gout provide new therapeutic targets for the future.

Contribution of TIR domain-containing adapter inducing IFN-beta-mediated IL-18 release to LPS-induced liver injury in mice.

BACKGROUND/AIMS: After treatment with heat-killed Propionibacterium acnes mice show dense hepatic granuloma formation. Such mice develop liver injury in an interleukin (IL)-18-dependent manner after challenge with a sublethal dose LPS. As previously shown, LPS-stimulated Kupffer cells secrete IL-18 depending on caspase-1 and Toll-like receptor (TLR)-4 but independently of its signal adaptor myeloid differentiation factor 88 (MyD88), suggesting importance of another signal adaptor TIR domain-containing adapter inducing IFN-beta (TRIF). Nalp3 inflammasome reportedly controls caspase-1 activation. Here we investigated the roles of MyD88 and TRIF in P. acnes-induced hepatic granuloma formation and LPS-induced caspase-1 activation for IL-18 release. METHODS: Mice were sequentially treated with P. acnes and LPS, and their serum IL-18 levels and liver injuries were determined by ELISA and ALT/AST measurement, respectively. Active caspase-1 in LPS-stimulated Kupffer cells was determined by Western blotting. RESULTS: Macrophage-ablated mice lacked P. acnes-induced hepatic granuloma formation and LPS-induced serum IL-18 elevation and liver injury. Myd88(-/-) Kupffer cells, but not Trif(-/-) cells, exhibited normal caspase-1 activation upon TLR4 engagement in vitro. Myd88(-/-) mice failed to develop hepatic granulomas after P. acnes treatment and liver injury induced by LPS challenge. In contrast, Trif(-/-) mice normally formed the hepatic granulomas, but could not release IL-18 or develop the liver injury. Nalp3(-/-) mice showed the same phenotypes of Trif(-/-) mice. CONCLUSIONS: Propionibacterium acnes treatment MyD88-dependently induced hepatic granuloma formation. Subsequent LPS TRIF-dependently activated caspase-1 via Nalp3 inflammasome and induced IL-18 release, eventually leading to the liver injury.

The sirtuin inhibitor cambinol impairs MAPK signaling, inhibits inflammatory and innate immune responses and protects from septic shock.

Sirtuins (SIRT1-7) are NAD(+)-dependent histone deacetylases (HDACs) that play an important role in the control of metabolism and proliferation and the development of age-associated diseases like oncologic, cardiovascular and neurodegenerative diseases. Cambinol was originally described as a compound inhibiting the activity of SIRT1 and SIRT2, with efficient anti-tumor activity in vivo. Here, we studied the effects of cambinol on microbial sensing by mouse and human immune cells and on host innate immune responses in vivo. Cambinol inhibited the expression of cytokines (TNF, IL-1β, IL-6, IL-12p40, and IFN-γ), NO and CD40 by macrophages, dendritic cells, splenocytes and whole blood stimulated with a broad range of microbial and inflammasome stimuli. Sirtinol, an inhibitor of SIRT1 and SIRT2 structurally related to cambinol, also decreased macrophage response to TLR stimulation. On the contrary, selective inhibitors of SIRT1 (EX-527 and CHIC-35) and SIRT2 (AGK2 and AK-7) used alone or in combination had no inhibitory effect, suggesting that cambinol and sirtinol act by targeting more than just SIRT1 and SIRT2. Cambinol and sirtinol at anti-inflammatory concentrations also did not inhibit SIRT6 activity in in vitro assay. At the molecular level, cambinol impaired stimulus-induced phosphorylation of MAPKs and upstream MEKs. Going well along with its powerful anti-inflammatory activity, cambinol reduced TNF blood levels and bacteremia and improved survival in preclinical models of endotoxic shock and septic shock. Altogether, our data suggest that pharmacological inhibitors of sirtuins structurally related to cambinol may be of clinical interest to treat inflammatory diseases.

The complement inhibitor low molecular weight dextran sulfate prevents TLR4-induced phenotypic and functional maturation of human dendritic cells.

Low molecular weight dextran sulfate (DXS) has been reported to inhibit the classical, alternative pathway as well as the mannan-binding lectin pathway of the complement system. Furthermore, it acts as an endothelial cell protectant inhibiting complement-mediated endothelial cell damage. Endothelial cells are covered with a layer of heparan sulfate (HS), which is rapidly released under conditions of inflammation and tissue injury. Soluble HS induces maturation of dendritic cells (DC) via TLR4. In this study, we show the inhibitory effect of DXS on human DC maturation. DXS significantly prevents phenotypic maturation of monocyte-derived DC and peripheral myeloid DC by inhibiting the up-regulation of CD40, CD80, CD83, CD86, ICAM-1, and HLA-DR and down-regulates DC-SIGN in response to HS or exogenous TLR ligands. DXS also inhibits the functional maturation of DC as demonstrated by reduced T cell proliferation, and strongly impairs secretion of the proinflammatory mediators IL-1beta, IL-6, IL-12p70, and TNF-alpha. Exposure to DXS leads to a reduced production of the complement component C1q and a decreased phagocytic activity, whereas C3 secretion is increased. Moreover, DXS was found to inhibit phosphorylation of IkappaB-alpha and activation of NF-kappaB. These findings suggest that DXS prevents TLR-induced maturation of human DC and may therefore be a useful reagent to impede the link between innate and adaptive immunity.

Bacterial flagellin triggers cardiac innate immune responses and acute contractile dysfunction.

BACKGROUND: Myocardial contractile failure in septic shock may develop following direct interactions, within the heart itself, between molecular motifs released by pathogens and their specific receptors, notably those belonging to the toll-like receptor (TLR) family. Here, we determined the ability of bacterial flagellin, the ligand of mammalian TLR5, to trigger myocardial inflammation and contractile dysfunction. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: TLR5 expression was determined in H9c2 cardiac myoblasts, in primary rat cardiomyocytes, and in whole heart extracts from rodents and humans. The ability of flagellin to activate pro-inflammatory signaling pathways (NF-kappaB and MAP kinases) and the expression of inflammatory cytokines was investigated in H9c2 cells, and, in part, in primary cardiomyocytes, as well as in the mouse myocardium in vivo. The influence of flagellin on left ventricular function was evaluated in mice by a conductance pressure-volume catheter. Cardiomyocytes and intact myocardium disclosed significant TLR5 expression. In vitro, flagellin activated NF-kappaB, MAP kinases, and the transcription of inflammatory genes. In vivo, flagellin induced cardiac activation of NF-kappaB, expression of inflammatory cytokines (TNF alpha, IL-1 beta, IL-6, MIP-2 and MCP-1), and provoked a state of reversible myocardial dysfunction, characterized by cardiac dilation, reduced ejection fraction, and decreased end-systolic elastance. CONCLUSION/SIGNIFICANCE: These results are the first to indicate that flagellin has the ability to trigger cardiac innate immune responses and to acutely depress myocardial contractility.