Effect of antibodies to intercellular adhesion molecule type 1 on the protection of distant organs during reperfusion syndrome in rats

We investigated kidney and lung alterations caused by intercellular adhesion molecule type 1 (ICAM-1) blockade after ischemia and reperfusion of hind limb skeletal muscles. Rats were submitted to ligature of the infrarenal aorta for 6 h. The animals were randomized into three groups of 6 rats each: group I, sacrificed after ischemia; group II, reperfusion for 24 h, and group III, reperfusion for 24 h after receiving monoclonal anti-ICAM-1 antibodies. At the end of the experiment, blood samples were collected for creatinine, lactate dehydrogenase, creatine phosphokinase, potassium, pH and leukocyte counts. Samples were taken from the muscles of the hind limbs and from the kidneys and lungs for histological analysis and measurement of the neutrophil infiltrate by myeloperoxidase staining. The groups did not differ significantly with regard to the laboratory tests. There were no major histological alterations in the kidneys. An intense neutrophil infiltrate in the lungs, similar in all groups, was detected. Myeloperoxidase determination showed that after reperfusion there was significantly less retention of polymorphonuclear neutrophils in the muscles (352 ± 70 vs 1451 ± 235 × 10² neutrophils/mg; P<0.01) and in the kidneys (526 ± 89 vs 852 ± 73 × 10² neutrophils/mg; P<0.01) of the animals that received anti-ICAM-1 before perfusion compared to the group that did not. The use of anti-ICAM-1 antibodies in this experimental model minimized neutrophil influx, thus reducing the inflammatory process, in the muscles and kidneys after ischemia and reperfusion of the hind limbs.

Corticosteroids in acute respiratory distress syndrome

Improving the course and outcome of patients with acute respiratory distress syndrome presents a challenge. By understanding the immune status of a patient, physicians can consider manipulating proinflammatory systems more rationally. In this context, corticosteroids could be a therapeutic tool in the armamentarium against acute respiratory distress syndrome. Corticosteroid therapy has been studied in three situations: prevention in high-risk patients, early treatment with high-dose, short-course therapy, and prolonged therapy in unresolving cases. There are differences between the corticosteroid trials of the past and recent trials: today, treatment starts 2-10 days after disease onset in patients that failed to improve; in the past, the corticosteroid doses employed were 5-140 times higher than those used now. Additionally, in the past treatment consisted of administering one to four doses every 6 h (methylprednisolone, 30 mg/kg) versus prolonging treatment as long as necessary in the new trials (2 mg kg-1 day-1 every 6 h). The variable response to corticosteroid treatment could be attributed to the heterogeneous biochemical and molecular mechanisms activated in response to different initial insults. Numerous factors need to be taken into account when corticosteroids are used to treat acute respiratory distress syndrome: the specificity of inhibition, the duration and degree of inhibition, and the timing of inhibition. The major continuing problem is when to administer corticosteroids and how to monitor their use. The inflammatory mechanisms are continuous and cyclic, sometimes causing deterioration or improvement of lung function. This article reviews the mechanisms of action of corticosteroids and the results of experimental and clinical studies regarding the use of corticosteroids in acute respiratory distress syndrome.

Is persistent hypotension after transient cardiogenic shock associated with an inflammatory response?

We evaluated the recovery of cardiovascular function after transient cardiogenic shock. Cardiac tamponade was performed for 1 h and post-shock data were collected in 5 domestic large white female pigs (43 ± 5 kg) for 6 h. The control group (N = 5) was observed for 6 h after 1 h of resting. During 1 h of cardiac tamponade, experimental animals evolved a low perfusion status with a higher lactate level (8.0 ± 2.2 vs 1.9 ± 0.9 mEq/L), lower standard base excess (-7.3 ± 3.3 vs 2.0 ± 0.9 mEq/L), lower urinary output (0.9 ± 0.9 vs 3.0 ± 1.4 mL·kg-1·h-1), lower mixed venous saturation, higher ileum partial pressure of CO2-end tidal CO2 (EtCO2) gap and a lower cardiac index than the control group. Throughout the 6-h recovery phase after cardiac tamponade, tamponade animals developed significant tachycardia with preserved cardiac index, resulting in a lower left ventricular stroke work, suggesting possible myocardial dysfunction. Vascular dysfunction was present with persistent systemic hypotension as well as persistent pulmonary hypertension. In contrast, oliguria, hyperlactatemia and metabolic acidosis were corrected by the 6th hour. The inflammatory characteristics were an elevated core temperature and increased plasma levels of interleukin-6 in the tamponade group compared to the control group. We conclude that cardiovascular recovery after a transient and severe low flow systemic state was incomplete. Vascular dysfunction persisted up to 6 h after release of tamponade. These inflammatory characteristics may also indicate that inflammatory activation is a possible pathway involved in the pathogenesis of cardiogenic shock.

C-reactive protein in acute coronary syndrome: association with 3-year outcomes

Inflammatory markers have been associated with clinical outcome in patients with acute coronary syndrome (ACS). The present study evaluated the role of high-sensitivity C-reactive protein (CRP) measurements as a predictor of late cardiovascular outcomes after ACS. One hundred and ninety-nine ACS patients in a Coronary Care Unit from March to November 2002 were included and were reassessed clinically after ~3 years. Clinical variables and CRP levels were evaluated as predictors of major cardiovascular events (MACE, defined as the occurrence of cardiac death, ischemic stroke or myocardial infarction) and mortality. Statistical analyses included Cox multivariable analysis and survival curves (Kaplan-Meier). Of the 199 patients, 11 died within 1 month (5.5%). Of the 188 remaining patients, 22 died after a mean follow-up of 2.9 ± 0.5 years. Baseline CRP levels for patients with MACE (N = 57) were significantly higher than those of patients with no events (median = 0.67 mg/L; 25th-75th percentiles = 0.32 and 1.99 mg/L vs median = 0.45 mg/L; 25th-75th percentiles = 0.24 and 0.83 mg/L; P < 0.001). Patients with CRP levels >3 mg/L had a significantly lower survival than the other two groups (1-3 and <1 mg/L; P = 0.001, log-rank test). The odds ratio for MACE was 7.41 (2.03-27.09) for patients with CRP >3 mg/L compared with those with CRP <1 mg/L. For death by any cause, the hazard ratio was 4.58 (1.93-10.86). High CRP levels predicted worse long-term outcomes (MACE and death by any cause) in patients with ACS.

Highly sensitive C-reactive protein and male gender are independently related to the severity of coronary disease in patients with metabolic syndrome and an acute coronary event

Patients with metabolic syndrome are at high-risk for development of atherosclerosis and cardiovascular events. The objective of this study was to examine the major determinants of coronary disease severity, including those coronary risk factors associated with metabolic syndrome, during the early period after an acute coronary episode. We tested the hypothesis that inflammatory markers, especially highly sensitive C-reactive protein (hsCRP), are related to coronary atherosclerosis, in addition to traditional coronary risk factors. Subjects of both genders aged 30 to 75 years (N = 116) were prospectively included if they had suffered a recent acute coronary syndrome (acute myocardial infarction or unstable angina pectoris requiring hospitalization) and if they had metabolic syndrome diagnosed according to the National Cholesterol Education Program/Adult Treatment Panel III. Patients were submitted to a coronary angiography and the burden of atherosclerosis was estimated by the Gensini score. The severity of coronary disease was correlated (Spearman’s or Pearson’s coefficient) with gender (r = 0.291, P = 0.008), age (r = 0.218, P = 0.048), hsCRP (r = 0.256, P = 0.020), ApoB/ApoA ratio (r = 0.233, P = 0.041), and carotid intima-media thickness (r = 0.236, P = 0.041). After multiple linear regression, only male gender (P = 0.046) and hsCRP (P = 0.012) remained independently associated with the Gensini score. In this high-risk population, male gender and high levels of hsCRP, two variables that can be easily obtained, were associated with more extensive coronary disease, identifying patients with the highest potential of developing new coronary events.

Immunological and biochemical parameters of patients with metabolic syndrome and the participation of oxidative and nitroactive stress

Metabolic syndrome (MS) is a multifactorial disease involving inflammatory activity and endothelial dysfunction. The aim of the present study was to evaluate the relationship between the changes in lipoperoxidation, in immunological and biochemical parameters and nitric oxide metabolite (NOx) levels in MS patients. Fifty patients with MS (4 males/46 females) and 50 controls (3 males/47 females) were studied. Compared to control (Mann-Whitney test), MS patients presented higher serum levels (P < 0.05) of fibrinogen: 314 (185-489) vs 262 (188-314) mg/dL, C-reactive protein (CRP): 7.80 (1.10-46.50) vs 0.70 (0.16-5.20) mg/dL, interleukin-6: 3.96 (3.04-28.18) vs 3.33 (2.55-9.63) pg/mL, uric acid: 5.45 (3.15-9.65) vs 3.81 (2.70-5.90) mg/dL, and hydroperoxides: 20,689 (19,076-67,182) vs 18,636 (15,926-19,731) cpm. In contrast, they presented lower (P < 0.05) adiponectin: 7.11 (3.19-18.22) vs 12.31 (9.11-27.27) µg/mL, and NOx levels: 5.69 (2.36-8.18) vs 6.72 (5.14-12.43) µM. NOx was inversely associated (Spearman’s rank correlation) with body mass index (r = -0.2858, P = 0.0191), insulin resistance determined by the homeostasis model assessment (r = -0.2530, P = 0.0315), CRP (r = -0.2843, P = 0.0171) and fibrinogen (r = -0.2464, P = 0.0413), and positively correlated with hydroperoxides (r = 0.2506, P = 0.0408). In conclusion, NOx levels are associated with obesity, insulin resistance, oxidative stress, and inflammatory markers. The high uric acid levels together with reactive oxygen species generation may be responsible for the reduced NO levels, which in turn lead to endothelial dysfunction. The elevated plasma chemiluminescence reflecting both increased plasma oxidation and reduced antioxidant capacity may play a role in the MS mechanism.

Combined treatment with caffeic and ferulic acid from Baccharis uncinella C. DC. (Asteraceae) protects against metabolic syndrome in mice

Fractionation of the EtOH extract from aerial parts of Baccharis uncinella C. DC. (Asteraceae) led to isolation of caffeic and ferulic acids, which were identified from spectroscopic and spectrometric evidence. These compounds exhibit antioxidant and anti-inflammatory properties and have been shown to be effective in the prevention/treatment of metabolic syndrome. This study investigated whether the combined treatment of caffeic and ferulic acids exhibits a more significant beneficial effect in a mouse model with metabolic syndrome. The combination treatment with caffeic and ferulic acids was tested for 60 days in C57 mice kept on a high-fat (40%) diet. The data obtained indicated that treatment with caffeic and ferulic acids prevented gain in body weight induced by the high-fat diet and improved hyperglycemia, hypercholesterolemia and hypertriglyceridemia. The expression of a number of metabolically relevant genes was affected in the liver of these animals, showing that caffeic and ferulic acid treatment results in increased cholesterol uptake and reduced hepatic triglyceride synthesis in the liver, which is a likely explanation for the prevention of hepatic steatosis. In conclusion, the combined treatment of caffeic and ferulic acids displayed major positive effects towards prevention of multiple aspects of the metabolic syndrome and liver steatosis in an obese mouse model.

Dexmedetomidine decreases the inflammatory response to myocardial surgery under mini-cardiopulmonary bypass

Cardiopulmonary bypass (CPB) with extracorporeal circulation produces changes in the immune system accompanied by an increase in proinflammatory cytokines and a decrease in anti-inflammatory cytokines. We hypothesize that dexmedetomidine (DEX) as an anesthetic adjuvant modulates the inflammatory response after coronary artery bypass graft surgery with mini-CPB. In a prospective, randomized, blind study, 12 patients (4 females and 8 males, age range 42-72) were assigned to DEX group and compared with a conventional total intravenous anesthesia (TIVA) group of 11 patients (4 females and 7 males). The endpoints used to assess inflammatory and biochemical responses to mini-CPB were plasma interleukin (IL)-1, IL-6, IL-10, interferon (INF)-γ, tumor necrosis factor (TNF)-α, C-reactive protein, creatine phosphokinase, creatine phosphokinase-MB, cardiac troponin I, cortisol, and glucose levels. These variables were determined before anesthesia, 90 min after beginning CPB, 5 h after beginning CPB, and 24 h after the end of surgery. Endpoints of oxidative stress, including thiobarbituric acid reactive species and delta-aminolevulinate dehydratase activity in erythrocytes were also determined. DEX+TIVA use was associated with a significant reduction in IL-1, IL-6, TNF-α, and INF-γ (P<0.0001) levels compared with TIVA (two-way ANOVA). In contrast, the surgery-induced increase in thiobarbituric acid reactive species was higher in the DEX+TIVA group than in the TIVA group (P<0.01; two-way ANOVA). Delta-aminolevulinate dehydratase activity was decreased after CPB (P<0.001), but there was no difference between the two groups. DEX as an adjuvant in anesthesia reduced circulating IL-1, IL-6, TNF-α, and INF-γ levels after mini-CPB. These findings indicate an interesting anti-inflammatory effect of DEX, which should be studied in different types of surgical interventions.

The association of markers of oxidative-inflammatory status with malnutrition in hemodialysis patients with serum ferritin lower than 500 ng/mL

INTRODUCTION: Enhanced inflammatory-oxidative status is well established in chronic kidney disease. OBJECTIVE: The objective of this study was to evaluate the oxidative- inflammatory status and iron indices in patients undergoing maintenance hemodialysis (HD) with serum ferritin lower than 500ng/mL, and to correlate them with nutritional status. METHOD: In a cross-sectional survey 35 HD patients (23 with normal nutritional status, 12 with Protein-Energy-Wasting syndrome, PEW), and healthy volunteers (n = 35) were studied. Serum concentration of iron, ferritin, transferrin saturation, malondialdehyde (MDA), protein carbonyl (PC), high-sensitive serum C -reactive protein (hs-CRP) and blood counts were determined. The nutritional status was determined by anthropometric and biochemical criteria. RESULTS: HD patients showed low values of hemoglobin and higher values of ferritin, MDA and PC when compared with healthy volunteers. HD subjects with PEW had higher values of PC and hs-PCR as compared to HD patients with normal nutritional status. A multiple logistic regression analysis showed that the independent variables PC (Wald Statistic 4.25, p = 0.039) and hs-CRP (Wald Statistic 4.83, p = 0.028) where related with the patients' nutritional condition. CONCLUSION: In HD patients with serum ferritin below 500 ng/mL was observed one association of the markers of oxidative stress and inflammation with poor nutritional status independently of serum ferritin, gender and age.

Rôles physiopathologiques du complément dans le syndrome coronarien aigu et implications thérapeutiques

Les efforts investis pour diminuer les risques de développer un infarctus du myocarde sont nombreux. Aujourd’hui les médecins prennent connaissance des divers facteurs de risque connus prédisposant aux syndromes coronariens aigus (SCA) dans le but de prendre en charge les patients «à risque» [1]. Bien que le suivi rigoureux et le contrôle de certains facteurs de risque modifiables aient permis une meilleure gestion des cas de SCA, les cas d’infarctus persistent de manière encore trop fréquente dans le monde. Puisque d’importantes études ont démontré que les SCA pouvaient survenir sans même la présence des facteurs de risque conventionnels [2, 3], les chercheurs se sont penchés sur un autre mécanisme potentiellement responsable de l’avènement des SCA : l’inflammation. L’inflammation joue un rôle prépondérant dans l’initiation, la progression et les complications de l’athérosclérose [4, 5] mais aussi dans les situations post-infarctus [6, 7]. Au cours des dernières années, le contrôle du processus inflammatoire est devenu une cible de choix dans la prévention et le traitement des SCA. Cependant, malgré les efforts investis, aucun de ces traitements ne s’est avéré pleinement efficace dans l’atteinte du but ultime visé par une diminution de l’inflammation : la diminution de la mortalité. Le complément est un système complexe reconnu principalement pour son rôle primordial dans l’immunité [2]. Cependant, lorsqu’il est activé de manière inappropriée ou excessive, il peut être à l’origine de nombreux dommages cellulaires caractéristiques de plusieurs pathologies inflammatoires dont font partie les complications de l’athérosclérose et des événements post-infarctus. Le travail effectué dans le cadre de mon doctorat vise à établir les rôles physiopathologiques du complément dans les interactions de l’axe thrombose-inflammation caractéristiques des SCA dans le but ultime d’identifier des cibles thérapeutiques permettant le développement de nouvelles approches pour la prévention et le traitement de ces pathologies. Les principaux résultats obtenus durant mon cursus suggèrent d’abord que la voie alterne du complément peut représenter une cible thérapeutique de choix dans les maladies coronariennes aiguës puisque l’activation terminale du complément semble y être principalement causée par l’activation du cette voie. De faibles niveaux sériques de MBL (mannan-binding lectin) et une activation terminale négligeable du complément caractérisent plutôt la maladie coronarienne stable. En comparant l’activité relative de chacune des voies du complément chez des cohortes de patients traités ou non par un anticorps spécifique à la protéine C5 du complément (pexelizumab), un second volet démontre quant à lui qu’une inhibition de l’activation du C5 n’a pas d’effet bénéfique majeur sur l’inhibition de la formation du complexe sC5b-9 ou sur les événements cliniques subséquents. Par conséquent, nous avons exploré, à l’aide d’un modèle in vitro, les raisons de l’inefficacité du traitement. Les résultats révèlent que le blocage du C5 avec le pexelizumab inhibe la production de l’anaphylatoxine pro-inflammatoire C5a et du complexe terminal du complément sans toutefois avoir d’effet sur l’apoptose des cellules endothéliales produites induite par le sérum des patients atteints de STEMI. Finalement, une autre section stipule que l’atorvastatine diminue l’activation du complément induite par les plaquettes sanguines chez des patients hypercholestérolémiques, mettant en évidence l’importance du rôle de cette statine dans la réduction des effets délétères de l’activation du système du complément médié par les plaquettes. Ensemble, l’étude du rôle spécifique des différentes voies d’activation du complément dans des contextes pathologiques variés, l’analyse des effets d’une inhibition spécifique de la protéine C5 du complément dans la progression des SCA et la mise en évidence des interactions entre l’activation du complément et les plaquettes activées ont contribué au développement d’une meilleure connaissance des rôles physiopathologiques du complément dans la progression de la maladie coronarienne.

Modalities of exercise training on liver fat accretion and inflammatory markers in ovariectomized rats

Les facteurs de risque des maladies cardiovasculaires, telle, que la détérioration du profil lipidique, deviennent plus prononcés après la ménopause, ce qui fait de la maladie coronarienne, l’une des principales causes de décès chez les femmes ménopausées. Une proportion importante de femmes prennent du poids après la ménopause en particulier dans la région abdominale entraînant par conséquent des perturbations métaboliques. Des données récentes suggèrent également que l’absence des œstrogènes observée à la ménopause favorise le développement de la stéatose hépatique. Cette dernière a été incriminée pour incriminée dans le développement de la résistance à l'insuline, et est de ce fait considérée comme une composante hépatique du syndrome métabolique. Il est impératif d'établir des stratégies visant à contrecarrer l'accumulation de graisse dans le foie et l’accroissement du tissu adipeux chez les femmes ménopausées, en tenant compte que l'utilisation de l'hormonothérapie substitutive est de nos jours moins soutenue. Les quatre études de la présente thèse ont été conduites pour tenter de fournir des informations sur le traitement et la prévention de l’augmentation de la masse graisseuse et de la stéatose hépatique qu’entraîne la suppression des œstrogènes, à travers les modifications du mode de vie (diète et exercice physique) chez la rate ovariectomizée (Ovx); un modèle animal de la ménopause. Dans les deux premières études nous nous sommes concentrés sur l’augmentation de la masse graisseuse et sa reprise suite à une perte de poids. Dans la première étude, nous avons montré que les rates Ovx qui ont suivi un programme de restriction alimentaire (FR) ont diminué significativement (P < 0.01) leur poids corporel, leur contenu en graisses intra-abdominales ainsi que leurs triacylglycérols (TAG) hépatiques, comparativement aux rates Ovx nourries à la diète normale. De plus, l’entraînement en résistance (RT) a prévenu la reprise de poids corporel ainsi que l’accroissement du tissu adipeux et l’accumulation de lipides dans le foie des rates Ovx, après l’arrêt du régime amaigrissant. Les résultats de la deuxième étude ont confirmé l'efficacité de la restriction alimentaire associée à l’entraînement en résistance (FR + RT) dans la réduction du poids corporel, des lipides dans le foie et le tissu adipeux chez les rates Ovx. Tenant compte des résultats de notre première étude, l’entraînement en résistance seulement a constitué un atout pour atténuer le poids corporel et la masse grasse reprise par les rates Ovx suite à un programme de perte de poids (FR + RT); bien que l'impact ait été moindre comparé au maintien seul de la restriction alimentaire. De la même manière que la supplémentation en œstrogènes, les résultats de la troisième étude indiquent que l'entraînement en endurance mené concurremment avec l’ovariectomie a significativement atténué l'accumulation de lipides dans le foie ainsi que dans le tissu adipeux. Toutefois, l’entraînement en endurance effectué avant l'ovariectomie n'a pas protégé contre l'accumulation des graisses qu’entraîne l'ovariectomie, si celui-ci est interrompu après l'ovariectomie. Enfin, pour compléter les résultats antérieurs, nous avons montré dans la quatrième étude que l’expression des gènes impliqués dans la synthèse de lipide; SREBP-1c, SCD-1, ChREBP, et ACC dans le foie a augmenté après le retrait des œstrogènes, tandis qu’une diminution (P < 0.01) des niveaux d'ARNm de PPAR-α a été observée. De plus, l'expression hépatique des gènes des cytokines pro-inflammatoires incluant IKKβ, IL-6 ainsi que le contenu protéinique de NF-кB étaient augmentés (P < 0.01) chez les rates Ovx par rapport aux rates ayant subi une Ovx simulée (Sham). Toutes ces perturbations ont été améliorées avec la supplémentation en œstrogènes seulement, ainsi qu'avec l'entraînement en endurance seulement. Dans l'ensemble, nos résultats indiquent que l'exercice physique (en résistance ou en endurance) a un impact significatif sur la réduction de l'accumulation des lipides dans le foie et dans le tissu adipeux des rates Ovx. De plus, chez les rates Ovx, l’entraînement en endurance mimerait les effets des œstrogènes sur l'expression des gènes impliqués dans l'accumulation de lipides et l’inflammation préclinique dans le foie.

Studies on the exaggerated inflammatory response caused by streptococcus suis at systemic and central nervous system levels

Streptococcus suis de type 2 est un microorganisme pathogène d’importance chez le porc. Il est la cause de différentes pathologies ayant comme caractéristique commune la méningite. C’est également un agent émergeant de zoonose : des cas cliniques humains ont récemment été rapportés en Asie. Cependant, la pathogénèse de S. suis n’est pas encore complètement élucidée. Jusqu’à présent, la réponse pro-inflammatoire initiée par S. suis n’a été étudiée qu’in vitro. L’étude du choc septique et de la méningite requiert toujours des modèles expérimentaux appropriés. Au cours de cette étude, nous avons développé un modèle in vivo d’infection chez la souris qui utilise la voie d’inoculation intra-péritonéale. Ce modèle a servi à l’étude de la réponse pro-inflammatoire associée à ce pathogène, tant au niveau systémique qu’au niveau du système nerveux central (SNC). Il nous a également permis de déterminer si la sensibilité aux infections à S. suis pouvait être influencée par des prédispositions génétiques de l’hôte. Le modèle d’infection par S. suis a été mis au point sur des souris de lignée CD1. Les résultats ont démontré une bactériémie élevée pendant les trois jours suivant l’infection. Celle-ci était accompagnée d’une libération rapide et importante de différentes cytokines pro-inflammatoires (TNF-α, IL-6, IL-12p40/p70, IFN-ɣ) et de chémokines (KC, MCP-1 and RANTES), qui ont entraîné un choc septique et la mort de 20 % des animaux. Ensuite, pour confirmer le rôle de l’inflammation sur la mortalité et pour déterminer si les caractéristiques génétiques de l’hôte pouvaient influencer la réponse inflammatoire et l’issue de la maladie, le modèle d’infection a été étendu à deux lignées murines consanguines différentes considérées comme résistante : la lignée C57BL/6 (B6), et sensible : la lignée A/J. Les résultats ont démontré une importante différence de sensibilité entre les souris A/J et les souris B6, avec un taux de mortalité atteignant 100 % à 20 h post-infection (p.i.) pour la première lignée et de seulement 16 % à 36 h p.i. pour la seconde. La quantité de bactéries dans le sang et dans les organes internes était similaire pour les deux lignées. Donc, tout comme dans la lignée CD1, la bactériémie ne semblait pas être liée à la mort des souris. La différence entre les taux de mortalité a été attribuée à un choc septique non contrôlé chez les souris A/J infectées par S. suis. Les souris A/J présentaient des taux exceptionnellement élevés de TNF-α, IL-12p40/p70, IL-1β and IFN- γ, significativement supérieurs à ceux retrouvés dans la lignée B6. Par contre, les niveaux de chémokines étaient similaires entre les lignées, ce qui suggère que leur influence est limitée dans le développement du choc septique dû à S. suis. Les souris B6 avaient une production plus élevée d’IL-10, une cytokine anti-inflammatoire, ce qui suppose que la cascade cytokinaire pro-inflammatoire était mieux contrôlée, entraînant un meilleur taux de survie. Le rôle bénéfique potentiel de l’IL-10 chez les souris infectées par S. suis a été confirmé par deux approches : d’une part en bloquant chez les souris B6 le récepteur cellulaire à l’IL-10 (IL-10R) par un anticorps monoclonal anti-IL-10R de souris et d’autre part en complémentant les souris A/J avec de l’IL-10 de souris recombinante. Les souris B6 ayant reçu le anticorps monoclonal anti-IL-10R avant d’être infectées par S. suis ont développé des signes cliniques aigus similaires à ceux observés chez les souris A/J, avec une mortalité rapide et élevée et des taux de TNF-α plus élevés que les souris infectées non traitées. Chez les souris A/J infectées par S. suis, le traitement avec l’IL-10 de souris recombinante a significativement retardé l’apparition du choc septique. Ces résultats montrent que la survie au choc septique dû à S. suis implique un contrôle très précis des mécanismes pro- et anti-inflammatoires et que la réponse anti-inflammatoire doit être activée simultanément ou très rapidement après le début de la réponse pro-inflammatoire. Grâce à ces expériences, nous avons donc fait un premier pas dans l’identification de gènes associés à la résistance envers S. suis chez l’hôte. Une des réussites les plus importantes du modèle d’infection de la souris décrit dans ce projet est le fait que les souris CD1 ayant survécu à la septicémie présentaient dès 4 jours p.i. des signes cliniques neurologiques clairs et un syndrome vestibulaire relativement similaires à ceux observés lors de méningite à S. suis chez le porc et chez l’homme. L’analyse par hybridation in situ combinée à de l’immunohistochimie des cerveaux des souris CD1 infectées a montré que la réponse inflammatoire du SNC débutait avec une augmentation significative de la transcription du Toll-like receptor (TLR)2 et du CD14 dans les microvaisseaux cérébraux et dans les plexus choroïdes, ce qui suggère que S. suis pourrait se servir de ces structures comme portes d’entrée vers le cerveau. Aussi, le NF-κB (suivi par le système rapporteur de l’activation transcriptionnelle de IκBα), le TNF-α, l’IL-1β et le MCP-1 ont été activés, principalement dans des cellules identifiées comme de la microglie et dans une moindre mesure comme des astrocytes. Cette activation a également été observée dans différentes structures du cerveau, principalement le cortex cérébral, le corps calleux, l’hippocampe, les plexus choroïdes, le thalamus, l’hypothalamus et les méninges. Partout, cette réaction pro-inflammatoire était accompagnée de zones extensives d’inflammation et de nécrose, de démyélinisation sévère et de la présence d’antigènes de S. suis dans la microglie. Nous avons mené ensuite des études in vitro pour mieux comprendre l’interaction entre S. suis et la microglie. Pour cela, nous avons infecté des cellules microgliales de souris avec la souche sauvage virulente (WT) de S. suis, ainsi qu’avec deux mutants isogéniques, un pour la capsule (CPS) et un autre pour la production d’hémolysine (suilysine). Nos résultats ont montré que la capsule était un important mécanisme de résistance à la phagocytose pour S. suis et qu’elle modulait la réponse inflammatoire, en dissimulant les composants pro-inflammatoires de la paroi bactérienne. Par contre, l’absence d’hémolysine, qui est un facteur cytotoxique potentiel, n’a pas eu d’impact majeur sur l’interaction de S. suis avec la microglie. Ces études sur les cellules microgliales ont permis de confirmer les résultats obtenus précédemment in vivo. La souche WT a induit une régulation à la hausse du TLR2 ainsi que la production de plusieurs médiateurs pro-inflammatoires, dont le TNF-α et le MCP-1. S. suis a induit la translocation du NF-kB. Cet effet était plus rapide dans les cellules stimulées par le mutant déficient en CPS, ce qui suggère que les composants de la paroi cellulaire représentent de puissants inducteurs du NF-kB. De plus, la souche S. suis WT a stimulé l’expression de la phosphotyrosine, de la PKC et de différentes cascades liées à l’enzyme mitogen-activated protein kinase (MAPK). Cependant, les cellules microgliales infectées par le mutant déficient en CPS ont montré des profils de phosphorylation plus forts et plus soutenus que celles infectées par le WT. Finalement, la capsule a aussi modulé l’expression de l’oxyde nitrique synthétase inductible (iNOS) induite par S. suis et par la production subséquente d’oxyde nitrique par la microglie. Ceci pourrait être lié in vivo à la neurotoxicité et à la vasodilatation. Nous pensons que ces résultats contribueront à une meilleure compréhension des mécanismes sous-tendant l’induction de l’inflammation par S. suis, ce qui devrait permettre, d’établir éventuellement des stratégies plus efficaces de lutte contre la septicémie et la méningite. Enfin, nous pensons que ce modèle expérimental d’infection chez la souris pourra être utilisé dans l’étude de la pathogénèse d’autres bactéries ayant le SNC pour cible.

Syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) : étude de mécanismes impliqués dans la phase exsudative

Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) se développe suite à une atteinte pulmonaire lésionnelle, induisant un œdème et une inflammation excessive, généralement suivis d’une réparation atypique menant à la fibrose. Malgré de signifiants progrès dans les traitements, la mortalité reste élevée : ~ 40 %. Mon hypothèse de travail est que l’atténuation de l’œdème ou de la réponse inflammatoire pourrait freiner le développement ou la sévérité de la phase exsudative. Nous avons évalué cette hypothèse à l’aide d’un modèle de phase exsudative du SDRA, i.e. instillation intra-trachéale de bléomycine, chez les souris.  La modulation des fluides alvéolaires est étudiée avec des souris transgénique (Tg) pour le canal ENaC, qui sont sensibles à la formation d’un œdème. Cependant, ces souris Tg ne sont pas plus sensibles au développement de la phase exsudative en condition lésionnelle (bléomycine). Nous avons déterminé par une étude électrophysiologique des cellules épithéliales alvéolaires de type II (AT II) que ce n’est pas lié à une inhibition par la bléomycine de la fonction du canal ENaC.  Le traitement de la réponse inflammatoire associée au SDRA par des glucocorticoïdes est une thérapie potentielle mais controversée. Les glucocorticoïdes dans notre modèle murin ne réduisent pas la sévérité des lésions. Nous avons pu déterminé lors d’expériences in vitro que ce serait dû à une réduction de la capacité de réparation des AT II. En résumé :  La modulation du canal ENaC ne modifie pas le développement de la phase exsudative, suggérant que la régulation de l’œdème n’est pas suffisante pour modifier l’évolution du SDRA.  La modulation de l’inflammation par les glucocorticoïdes est ineffective, possiblement à cause d’une altération de la réparation. Mon étude suggère que le traitement de la phase exsudative du SDRA est complexe. En effet, la régulation de l’œdème ou de l’inflammation de façon isolée ne peut pas modifier l’évolution du SDRA. L'hétérogénéité des sources du SDRA et la redondance des mécanismes cellulaires impliqués dans l’évolution des lésions pulmonaires suggèrent que le traitement nécessitera une approche visant plusieurs cibles mécanistiques afin d’en accélérer la résolution.

Lipoprotein-associated phospholipase A2 (Lp-PLA2) in acute coronary syndrome

La phospholipase A2 liée aux lipoprotéines (Lp-PLA2) est une biomarqueur de plusieurs maladies inflammatoires et une niveau sérique élevé est associé à l’instabilité de la plaque artérioscléreuse. Comme son nom l’indique, la Lp-PLA2 est liée aux lipoprotéines plasmatiques (LDL et HDL) et son rôle est de prévenir l’accumulation de phospholipides oxidés a la surface des lipoprotéines. Toutefois, les produits de dégradation des phospholipides oxidés par la Lp-PLA2 - le lysophosphatidyl choline par les acides gras oxidés peuvent aussi promouvoir l’inflammation. Mieux comprendre le métabolisme de la Lp-PLA2 pourrait nous permettre de mieux apprécier son rôle dans la formation d’une plaque artérioscléreuse instable, car des études antérieures ont démontré une forte expression de la Lp-PLA2 dans la plaque. De plus, il existe une forte corrélation entre les niveaux et l’activité plasmatiques de la Lp-PLA2 et la maladie coronarienne, les accidents cérébraux-vasculaires et la mortalité cardiaque. L’inhibition de la Lp-PLA2 avec une petite molécule, le darapladib, n’a pas démontré de bénéfice sur les évènements cardiovasculaires dans deux études cliniques. Cette thèse présentera d’abord une revue de la littérature sur la Lp-PLA2 et les maladies cardiovasculaires et les deuxième et troisième chapitres, une étude clinique réalisée sur des patients avec un syndrome coronarien aigu.

In vitro effect of deoxynivalenol (DON) mycotoxin on porcine reproductive and respiratory syndrome virus replication.

Deoxynivalenol (DON) is a mycotoxin produced by Fusarium spp. Among monogastric farm animals, swine are the most susceptible to DON as it markedly reduces feed intake and decreases weight gain. DON has also been shown to increase susceptibility to viral infections; therefore the objective of this study was to investigate in vitro impact of DON on porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV). Permissive cells were infected or not with PRRSV and were treated with increasing concentrations of DON. Cell survival and mortality were evaluated by determining the number of viable cells with a tetrazolium compound and by measuring lactate dehydrogenase (LDH) release, respectively. Virus titration and antiviral cytokines mRNA expression were evaluated by quantitative PCR. DON significantly affected the survival of noninfected cells in a dose dependent manner. However, DON concentrations between 140 and 280 significantly increased the survival of cells infected with PRRSV. These concentrations significantly decreased PRRSV replication by inducing a pro-inflammatory cytokines environment and an early activation of apoptosis, which in turn seem to interrupt viral replication. For the first time, this study showed that DON had significant effects on the survival of PRRSV infected cells and on virus replication, in a dose dependent manner.