Cissampelos sympodialis Eichl (Menispermaceae) leaf extract induces interleukin-10-dependent inhibition of Trypanosoma cruzi killing by macrophages

The aqueous fraction of the ethanolic extract (AFL) of Cissampelos sympodialis Eichl (Menispermaceae), popularly known as milona, has been shown to have both immunosuppressive and anti-inflammatory effects. In the present study we investigated the modulation of macrophage antimicrobicidal activity by in vitro treatment with the extract from C. sympodialis. Normal and thioglycolate-elicited mouse peritoneal macrophages were infected in vitro with the protozoan Trypanosoma cruzi DM28c clone. We observed that the AFL (used at doses ranging from 13 to 100 µg/ml) increased T. cruzi growth and induced a 75% reduction in nitric oxide production. This inhibition could be mediated by the stimulation of macrophage interleukin-10 (IL-10) secretion since the in vitro treatment with the AFL stimulated IL-10 production by T. cruzi-infected macrophages. These results suggest that the anti-inflammatory effect of the AFL from C. sympodialis could be, at least in part, mediated by the inhibition of macrophage functions and that the inhibition of macrophage microbicidal activity induced by the C. sympodialis extract may be mediated by the decrease in macrophage function mediated by interleukin-10 production.

Cytotoxicity of chlorhexidine digluconate to murine macrophages and its effect on hydrogen peroxide and nitric oxide induction

Chlorhexidine, even at low concentrations, is toxic for a variety of eukaryotic cells; however, its effects on host immune cells are not well known. We evaluated in vitro chlorhexidine-induced cytotoxicity and its effects on reactive oxygen/nitrogen intermediate induction by murine peritoneal macrophages. Thioglycollate-induced cells were obtained from Swiss mice by peritoneal lavage with 5 ml of 10 mM phosphate-buffered saline, washed twice and resuspended (10(6) cells/ml) in appropriate medium for each test. Cell preparations contained more than 95% macrophages. The cytotoxicity was determined by the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide assay and the presence of hydrogen peroxide (H2O2) and nitric oxide (NO) by the horseradish peroxidase-dependent oxidation of phenol red and Griess reaction, respectively. The midpoint cytotoxicity values for 1- and 24-h exposures were 61.12 ± 2.46 and 21.22 ± 2.44 µg/ml, respectively. Chlorhexidine did not induce synthesis or liberation of reactive oxygen/nitrogen intermediates. When macrophages were treated with various sub-toxic doses for 1 h (1, 5, 10, and 20 µg/ml) and 24 h (0.5, 1, and 5 µg/ml) and stimulated with 200 nM phorbol myristate acetate (PMA) solution, the H2O2 production was not altered; however, the NO production induced by 10 µg/ml lipopolysaccharide (LPS) solution varied from 14.47 ± 1.46 to 22.35 ± 1.94 µmol/l and 13.50 ± 1.42 to 20.44 ± 1.40 µmol/l (N = 5). The results showed that chlorhexidine has no immunostimulating activity and sub-toxic concentrations did not affect the response of macrophages to the soluble stimulus PMA but can interfere with the receptor-dependent stimulus LPS.

Experimental murine mycobacteriosis: evaluation of the functional activity of alveolar macrophages in thalidomide- treated mice

Thalidomide is a selective inhibitor of tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), a cytokine involved in mycobacterial death mechanisms. We investigated the role of this drug in the functional activity of alveolar macrophages in the presence of infection induced by intranasal inoculation of Mycobacterium avium in thalidomide-treated and untreated adult Swiss mice. Sixty animals were inoculated with 5 x 10(6) M. avium by the respiratory route. Thirty animals received daily thalidomide (30 mg/kg mouse) and 30 received water by gavage up to sacrifice. Ten non-inoculated mice were used as a control group. Lots of animals from each group were evaluated until 6 weeks after inoculation. Infection resulted in an increased total number of inflammatory cells as well as increased activity of pulmonary macrophages. Histologically, intranasal inoculation of bacilli resulted in small mononuclear infiltrates located at the periphery of the organ. Culture of lung fragments revealed the presence of bacilli only at the beginning and at the end of the experimental period. Thalidomide administration did not affect the microbiological or histological features of the infection. Thalidomide-treated and untreated animals showed the same amount of M. avium colonies 3 weeks after infection. Although it did not affect bacillary clearance, thalidomide administration resulted in a decreased percent of spread cells and release of hydrogen peroxide, suggesting that factors other than TNF-alpha play a role in the killing of mycobacteria by alveolar macrophages. Thalidomide administration also reduced the number of spread cells among resident macrophages, suggesting a direct effect of the drug on this phenomenon.

Thalidomide and pentoxifylline block the renal effects of supernatants of macrophages activated with Crotalus durissus cascavella venom

Because thalidomide and pentoxifylline inhibit the synthesis and release of tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), we determined the effect of these drugs on the renal damage induced by supernatants of macrophages activated with Crotalus durissus cascavella venom in order to identify the role of TNF-alpha in the process. Rat peritoneal macrophages were collected with RPMI medium and stimulated in vitro with C.d. cascavella venom (10 µg/ml) in the absence and presence of thalidomide (15 µM) or pentoxifylline (500 µM) for 1 h and washed and kept in culture for 2 h. Supernatant (1 ml) was tested on an isolated perfused rat kidney (N = 6 for each group). The first 30 min of each experiment were used as control. The supernatant was added to the perfusion system. All experiments lasted 120 min. The toxic effect of the preparation of venom-stimulated macrophages on renal parameters was determined. At 120 min, thalidomide (Thalid) and pentoxifylline (Ptx) inhibited (P < 0.05) the increase in perfusion pressure caused by the venom (control = 114.0 ± 1.3; venom = 137.1 ± 1.5; Thalid = 121.0 ± 2.5; Ptx = 121.4 ± 4.0 mmHg), renal vascular resistance (control = 4.5 ± 0.2; venom = 7.3 ± 0.6; Thalid = 4.5 ± 0.9; Ptx = 4.8 ± 0.6 mmHg/ml g-1 min-1), urinary flow (control = 0.23 ± 0.001; venom = 0.44 ± 0.01; Thalid = 0.22 ± 0.007; Ptx = 0.21 ± 0.009 ml g-1 min-1), glomerular filtration rate (control = 0.72 ± 0.06; venom = 1.91 ± 0.11; Thalid = 0.75 ± 0.04; Ptx = 0.77 ± 0.05 ml g-1 min-1) and the decrease in percent tubular sodium transport (control = 77.0 ± 0.9; venom = 73.9 ± 0.66; Thalid = 76.6 ± 1.1; Ptx = 81.8 ± 2.0%), percent tubular chloride transport (control = 77.1 ± 1.2; venom = 71.4 ± 1.1; Thalid = 77.6 ± 1.7; Ptx = 76.8 ± 1.2%), and percent tubular potassium transport (control = 72.7 ± 1.1; venom = 63.0 ± 1.1; Thalid = 72.6 ± 1.0; Ptx = 74.8 ± 1.0%), 30 min before and during the stimulation of macrophages with C.d. cascavella venom. These data suggest the participation of TNF-alpha in the renal effects induced by supernatant of macrophages activated with C.d. cascavella venom.

Gene expression in IFN-gamma-activated murine macrophages

Macrophages are critical for natural immunity and play a central role in specific acquired immunity. The IFN-gamma activation of macrophages derived from A/J or BALB/c mice yielded two different patterns of antiviral state in murine hepatitis virus 3 infection, which were related to a down-regulation of the main virus receptor. Using cDNA hybridization to evaluate mRNA accumulation in the cells, we were able to identify several genes that are differently up- or down-regulated by IFN-gamma in A/J (267 and 266 genes, respectively, up- and down-regulated) or BALB/c (297 and 58 genes, respectively, up- and down-regulated) mouse macrophages. Macrophages from mice with different genetic backgrounds behave differently at the molecular level and comparison of the patterns of non-activated and IFN-gamma-activated A/J or BALB/c mouse macrophages revealed, for instance, an up-regulation and a down-regulation of genes coding for biological functions such as enzymatic reactions, nucleic acid synthesis and transport, protein synthesis, transport and metabolism, cytoskeleton arrangement and extracellular matrix, phagocytosis, resistance and susceptibility to infection and tumors, inflammation, and cell differentiation or activation. The present data are reported in order to facilitate future correlation of proteomic/transcriptomic findings as well as of results obtained from a classical approach for the understanding of biological phenomena. The possible implication of the role of some of the gene products relevant to macrophage biology can now be further scrutinized. In this respect, a down-regulation of the main murine hepatitis virus 3 receptor gene was detected only in IFN-gamma-activated macrophages of resistant mice.

Aging alters the production of iNOS, arginase and cytokines in murine macrophages

The limited amount of information on the primary age-related deficiencies in the innate immune system led us to study the production of inducible nitric oxide synthase (iNOS), arginase, and cytokines in macrophages of young (8 weeks old) and old (72 weeks old) female BALB/c mice. We first evaluated iNOS and arginase inducers on peritoneal (PMΦ) and bone marrow-derived (BMMΦ) macrophages of young BALB/c and C57BL/6 mice, and then investigated their effects on macrophages of old mice. Upon stimulation with lipopolysaccharide (LPS), resident and thioglycolate-elicited PMΦ from young mice presented higher iNOS activity than those from old mice (54.4%). However, LPS-stimulated BMMΦ from old mice showed the highest NO levels (50.1%). Identical NO levels were produced by PMΦ and BMMΦ of both young and old mice stimulated with interferon-γ. Arginase activity was higher in resident and elicited PMΦ of young mice stimulated with LPS (48.8 and 32.7%, respectively) and in resident PMΦ stimulated with interleukin (IL)-4 (64%). BMMΦ of old mice, however, showed higher arginase activity after treatment with IL-4 (46.5%). In response to LPS, PMΦ from old mice showed the highest levels of IL-1α (772.3 ± 51.9 pg/mL), whereas, those from young mice produced the highest amounts of tumor necrosis factor (TNF)-α (937.2 ± 132.1 pg/mL). Only TNF-α was expressed in LPS-treated BMMΦ, and cells from old mice showed the highest levels of this cytokine (994.1 ± 49.42 pg/mL). Overall, these results suggest that macrophages from young and old mice respond differently to inflammatory stimuli, depending on the source and maturity of the cell donors.

Effects of propofol on lipopolysaccharide-induced expression and release of HMGB1 in macrophages

This study aimed to determine the effects of different concentrations of propofol (2,6-diisopropylphenol) on lipopolysaccharide (LPS)-induced expression and release of high-mobility group box 1 protein (HMGB1) in mouse macrophages. Mouse macrophage cell line RAW264.7 cells were randomly divided into 5 treatment groups. Expression levels of HMGB1 mRNA were detected using RT-PCR, and cell culture supernatant HMGB1 protein levels were detected using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Translocation of HMGB1 from the nucleus to the cytoplasm in macrophages was observed by Western blotting and activity of nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB) in the nucleus was detected using ELISA. HMGB1 mRNA expression levels increased significantly in the cell culture supernatant and in cells after 24 h of stimulating RAW264.7 cells with LPS (500 ng/mL). However, HMGB1 mRNA expression levels in the P2 and P3 groups, which received 500 ng/mL LPS with 25 or 50 μmol/mL propofol, respectively, were significantly lower than those in the group receiving LPS stimulation (P<0.05). After stimulation by LPS, HMGB1 protein levels were reduced significantly in the nucleus but were increased in the cytoplasm (P<0.05). Simultaneously, the activity of NF-κB was enhanced significantly (P<0.05). After propofol intervention, HMGB1 translocation from the nucleus to the cytoplasm and NF-κB activity were inhibited significantly (each P<0.05). Thus, propofol can inhibit the LPS-induced expression and release of HMGB1 by inhibiting HMGB1 translocation and NF-κB activity in RAW264.7 cells, suggesting propofol may be protective in patients with sepsis.

Mécanismes de défense immunitaire innée impliqués dans l’hépatite aiguë induite par le virus de l’hépatite murine de type 3

Le virus de l’hépatite murine de type 3 (MHV3) est un excellent modèle animal pour l’étude des différents désordres immunologiques lors d’infections virales. L’hépatite aiguë fulminante induite par ce virus chez la souris susceptible C57BL/6 se caractérise par la présence de plusieurs foyers nécrotiques et inflammatoires dans le foie associée à une immunodéficience en lymphocytes B et T, tuant les souris entre 3 et 5 jours post-infection. L’évolution rapide de cette maladie virale suggère un débalancement dans les mécanismes de l’immunité naturelle sous le contrôle des cellules NK et NK-T et un bris de l’équilibre entre la tolérance hépatique et la réponse inflammatoire. Afin d’élucider les rôles respectifs des différents mécanismes de la défense innée impliqués dans le développement de l’hépatite aiguë, des infections in vivo ont été réalisées chez des souris C57BL/6 avec la souche pathogène L2-MHV3 ou avec des variants du virus MHV3. Ces derniers possèdent des tropismes différents pour les cellules endothéliales sinusoïdales hépatiques et les cellules de Kupffer, tels que les virus faiblement atténué 51.6-MHV3, fortement atténué CL12-MHV3 et non pathogène YAC-MHV3. Ces études in vivo ont montré une diminution des cellules NK spléniques et myéloïdes suite à une infection avec le virus MHV3. Cette chute en cellules NK spléniques reflète un recrutement de ces cellules au niveau du foie. Par contre, les cellules NK se sont avérées permissives à la réplication virale entraînant un processus d’apoptose suite à la formation de syncétia induits par le virus. Les niveaux de recrutement et d’apoptose des cellules NK et NK-T dans le foie reflètent la pathogénicité des variants MHV3 durant les trois premiers jours de l’infection virale bien que les cellules NK recrutées au niveau du foie maintiennent leur activité cytotoxique. L’ajout des IL-12 et IL-18, qui sont normalement diminués lors de l’hépatite aiguë, provoque une production synergique d’IFN-g par les cellules NK, résultant d’une interaction entre l’activation de la voie p38 MAPK et la réplication virale. Par ailleurs, le récepteur viral CEACAM1a (carcinoembryonic antigen cell adhesion molecule 1a) serait essentiel à cette synergie, mais exercerait aussi une action inhibitrice dans la production de l’IFN-g. D’autre part, les niveaux de production des cytokines immunosuppressives IL-10, TGF-b et PGE2, impliquées dans la tolérance hépatique et particulièrement produites par les cellules de Kupffer et les cellules endothéliales sinusoïdales, sont en relation inverse avec le degré de pathogénicité des variants du virus MHV3. Finalement, le virus pathogène L2-MHV3 déclenche la production de cytokines inflammatoires par les macrophages, tels que l’IL-6 et le TNF-a. L’induction de ces cytokines par les macrophages serait indépendante de la présence de la molécule CEACAM1a. Cette stimulation est plutôt reliée à la fixation des particules virales sur des récepteurs TLR2, en association avec les régions riches en héparanes sulfates. Tous ces résultats mettent en évidence de nouveaux mécanismes par lesquels le virus MHV3 peut diminuer l’efficacité des mécanismes de l’immunité naturelle sous le contrôle des cellules NK et NK-T intrahépatiques, suite à une stimulation de l’inflammation résultant du bris de la tolérance hépatique.

Rôle des macrophages contre Candida albicans chez la souris transgénique exprimant le génome du VIH-1

La candidose oropharyngée (COP) constitue l’infection fongique opportuniste la plus fréquente chez les patients infectés au VIH-1. Malgré la profonde immunosuppression causée par le VIH-1, l’infection à Candida albicans demeure confinée au niveau de la muqueuse buccale sans dissémination aux organes profonds. La souris transgénique (Tg) CD4C/HIVMut exprimant le génome tronqué du VIH-1 présente, suite à l’inoculation orale de C. albicans, une COP chronique reproduisant fidèlement l’infection chez les patients séropositifs. Cette souris Tg a donc été utilisée afin de déterminer si les macrophages contribuent au confinement de C. albicans à la muqueuse buccale. Cette étude a permis de démontrer que i) les macrophages sont recrutés aux muqueuses buccale et gastrique en réponse au champignon malgré l’expression du transgène, ii) les macrophages de ces souris Tg présentent une polarisation vers un phénotype d’activation alternative et iii) la production de monoxyde d’azote par les macrophages des souris Tg n’est pas requise pour limiter la prolifération de Candida à la muqueuse buccale et pour restreindre sa dissémination aux organes profonds. Les macrophages ne semblent donc pas directement responsables de l’établissement de l’infection chronique à Candida chez la souris Tg CD4C/HIVMut.

L’effet de HOXB4 sur l’expansion et la différenciation des progéniteurs myéloïdes

La surexpression rétrovirale du facteur de transcription HOXB4 résulte en une expansion sélective des cellules souches hématopoïétiques (CSH) in vitro et in vivo et ce, sans induire de leucémie. Par contre, la demi-vie intracellulaire de la protéine est de seulement une heure et le fait que la protéine disparaît du milieu de culture après environ 4 heures représente un obstacle majeur à l’utilisation clinique de la protéine HOXB4. Trois mutants HOXB4 ayant une substitution d`un seul acides aminés (AA) parmi les 31 premiers AA ont démontré une augmentation de la stabilité de la protéine. Nous avons donc évalué l’effet de HOXB4 et de ses trois mutants sur la production de cellules progénitrices myéloïdes. L’expression ectopique de HOXB4 sauvage (s-HOXB4) et HOXB4 mutant (m-HOXB4) a un effet comparable sur la fréquence des cellules progénitrices myéloïdes en essai clonogénique. Par contre, la capacité de prolifération des cellules progénitrices myéloïdes qui surexpriment s-HOXB4 et 1423 m-HOXB4 a été supérieure à celle des cellules contrôles (GFP seul) et des deux autres mutants. De plus, malgré le fait que toutes les variantes de HOXB4 confèrent une capacité d’autorenouvellement similaire aux cellules progénitrices multipotents (GEMM), la production des progéniteurs granulocytaires (CFU-G) est compromise lorsque les cellules surexpriment 1426 et 1427 m-HOXB4. D’autre part, la densité cellulaire des colonies myéloïdes qui surexpriment ces deux mutants est diminuée, ce qui suggère que ces mutations ont non seulement augmenté sa stabilité, mais potentiellement affecté certaines fonctions biologiques de s-HOXB4. Enfin, 1423 m-HOXB4 semble n’avoir perdu aucune fonction de s-HOXB4 dans nos évaluations clonogéniques in vitro, ce qui fait de ce mutant une molécule intéressante pour des applications cliniques d’expansion des cellules progénitrices hématopoïétiques.

La régulation de l’hepcidine à travers les récepteurs Toll-like dans les macrophages

L'interaction entre le système immunitaire et le métabolisme du fer est bien illustrée par l'anémie des maladies chroniques (ACD), qui est fréquemment rencontrée dans les infections chroniques, l'inflammation et le cancer. La majorité des modifications dans les paramètres du fer observées dans l’ACD tient compte des modifications de l’homéostasie du fer, avec la délocalisation du métal de la circulation et les sites de l'érythropoïèse au compartiment de stockage dans les macrophages. Les mécanismes de la réponse hyposidérémique impliquent des cytokines, notamment TNF-alpha et IL-6, qui régulent les niveaux de plusieurs gènes du métabolisme du fer, y compris les transporteurs de fer et de l'hepcidine, un régulateur négatif de l’absorption du fer, ce qui entraîne l'inhibition de l'exportation du fer à travers la ferroportine 1 (FPN1) au niveau de l'intestin et les macrophages. Des études antérieures ont montré que l'IL-6 induit l’expression d’hepcidine dans les hépatocytes, mais il y a très peu de données concernant la façon par laquelle l'hepcidine et la FPN1 sont régulées dans les macrophages. Récemment, nous avons constaté que l'induction de l'hepcidine dans le foie par le lipopolysaccharide (LPS) dépend de la voie de signalisation médiée par le récepteur Toll-like 4 (TLR4). Le but de ce travail est d’identifier les ligands des TLRs capables d'induire l'hepcidine dans les macrophages et de déterminer l’exigence des TLRs dans l’induction de l’hepcidine et le développement d’hyposidérémie. En plus, nous voulons étudier l’effet de l’inflammation causée par les ligands des TLRs sur le taux de fer sérique, la production des cytokines et l'expression de l’hepcidine et de la ferroportine. D’autre part nous voulons étudier l’effet du taux du fer sur la production d’IL-6 macrophagique en réponse à la stimulation par le TLR4. D'abord, pour identifier les ligands des TLRs capables d'induire l'hepcidine dans les macrophages, nous avons traité les macrophages RAW 264.7 et les macrophages péritonéaux de souris (MPMs) avec différents ligands TLRs et on a mesuré l’expression de l'hepcidine par qRT-PCR. Nous avons observé que Pam3CSK4 (Pam), un ligand de TLR2/1; LPS, un ligand de TLR-4 et FSL1 un ligand de TLR2/6 induisent l’expression de l'hepcidine dans les cellules RAW 264.7 et les MPMs, contrairement au polyinosinic: polycytidylic acid (Poly I: C), un ligand de TLR3. De plus, LPS était capable de réprimer l’expression de la ferroportine dans les cellules RAW 264.7. Afin de mieux définir la nécessité des TLRs pour assurer cette expression, nous avons utilisé les souris TLR-2 knock-out et on a établi que l'expression de l'hepcidine dans les macrophages par LPS, Pam ou FSL1 est dépendante du TLR2. En accord avec les expériences in vitro, les études effectuées in vivo ont montré que LPS réprime l’expression de la ferroportine, ainsi que PolyI:C n’est pas capable de stimuler l'expression d'hepcidine hépatique, par contre il était efficace pour déclencher une hyposidérémie. Ensuite, on voulait déterminer la voie de signalisation utilisée dans l’induction de l’hepcidine dans les macrophages. Comme il y deux voies majeures connues pour la signalisation des TLRs : une dépendante et l’autre indépendante de la protéine MyD88, on a étudié l’expression de l’hepcidine dans les MPMs isolés des souris MyD88-/- et nous avons constaté que l'absence de signalisation MyD88 abolit l'induction de l'hepcidine déclenchée par Pam, LPS et FSL1. D’autre part, la stimulation avec du LPS induisait in vivo la production d’IL-6 et de TNF-alpha, et la stimulation d’IL-6 était renforcée in vitro par la présence du fer. Ces observations indiquent que l’expression de HAMP (Hepcidin Antimicrobial Peptide) dans les macrophages peut être régulée par différents TLRs, ce qui suggère que la production d'hepcidine macrophagique fait partie d'une réponse immunitaire activées par les TLRs.

Ninjurin-1 est une molécule d'adhérence de la barrière hémato-encéphalique impliquée dans le recrutement de monocytes au sein du système nerveux central

La sclérose en plaques (SEP) est caractérisée par des infiltrations périvasculaires de cellules immunitaires et par de la démyélinisation au sein du système nerveux central (SNC). Ces deux paramètres de la maladie sont associés à la fragilisation de la barrière hémato-encéphalique (BHE). En ce sens, le recrutement des cellules présentatrices d’antigène (CPA) myéloïdes, telles que les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques, dans le SNC à travers la BHE, est une étape cruciale dans l’initiation et la persistance de l’inflammation cérébrale. Nerve injury-induced protein (Ninjurin)-1 est une nouvelle molécule d’adhérence qui médie une interaction de type homophilique et dont l’expression sur l’endothélium vasculaire de la BHE humaine fut identifiée grâce à une analyse protéomique des protéines associées à la BHE. Les résultats présentés dans ce mémoire montrent que l’expression de Ninjurin-1 augmente dans un contexte inflammatoire dans les cultures primaires de cellules endothéliales de la BHE (CE-BHE) et sur les CPA myéloïdes humaines ex vivo et générées in vitro. De plus, les CPA infiltrantes retrouvées dans les lésions cérébrales de patients atteints de SEP et dans le SNC des souris atteintes d’encéphalomyélite autoimmune expérimentale (EAE), le modèle murin de la SEP, expriment de hauts niveaux de Ninjurin-1. À l’aide du modèle in vitro de la BHE, la neutralisation de Ninjurin-1 restreint spécifiquement la migration des monocytes à travers les CE-BHE sans affecter le recrutement des lymphocytes, ni la perméabilité des CE-BHE. Enfin, les souris atteintes d’EAE et traitées avec un peptide bloquant dirigé contre Ninjurin-1 présentent une maladie moins sévère ainsi qu’une diminution des CPA infiltrant le SNC et ce comparé au groupe contrôle. Ces résultats suggèrent que Ninjurin-1 est une molécule d’adhérence de la BHE impliquée dans le recrutement de CPA myéloïdes au sein du SNC et qu’elle peut être considérée comme une cible thérapeutique potentielle en SEP.

Développement d'une méthode d'isolation des noyaux adaptée aux macrophages pour une caractérisation protéomique d'une nouvelle structure autophagique induite par le virus HSV-1

L’autophagie est un processus cellulaire catabolique qui a été conservé durant l’évolution de la levure à l’homme. Cet important mécanisme consiste en une dégradation des composants cytoplasmiques dans une structure lytique, le lysosome. Il existe trois types de l’autophagie : la microautophagie, l’autophagie médiée par les chaperones et la macroautophagie nommée « autophagie ». Il a été démontré que lors de l’autophagie, le matériel cytoplasmique (protéines cytosoliques et organites) est séquestré dans l’autophagosome qui finit par fusionner avec le lysosome, formant ainsi l’autophagolysosome. Le matériel séquestré et la membrane interne de l’autophagosome seront dégradés par les hydrolases lysosomales. Plusieurs études se sont focalisées sur la détermination de la machinerie moléculaire et les mécanismes de l’autophagie. Il a été démontré l’implication de 31 molécules Atg essentielles dans le processus de l’autophagie. L’identification de ces protéines a permis de déceler le rôle de l’autophagie non seulement dans le maintien de l’homéostasie cellulaire mais aussi dans la défense contre les agents pathogènes. En effet, l’autophagie joue un rôle important dans l’immunité innée conduisant à contrôler l’évasion des pathogènes dont les bactéries et les virus. Également, l’autophagie est impliquée dans l’immunité adaptative en favorisant la présentation des antigènes viraux par le CMH de classe II aux cellules T CD4+. De plus, une étude récente suggère que l’autophagie contribue à la présentation antigénique par le CMH de classe I aux cellules T CD8+ durant une infection virale par le virus HSV-1 (Herpes simplex type 1). Toutefois, certains virus y compris HSV-1 ont pu développer des mécanismes pour contourner et inhiber en partie le rôle protecteur de l’autophagie. Récemment, une étude dans notre laboratoire a mis en évidence, lors d’une infection virale par HSV-1 des cellules macrophages BMA, la présence d’une nouvelle structure autophagique dans une phase tardive de l’infection. Cette nouvelle structure est différente des autophagosomes classiques à double membrane et est caractérisée morphologiquement par quatre membranes dérivées de l’enveloppe nucléaire interne et externe. Peu de choses ont été rapportées sur cette nouvelle voie autophagique qui peut être un mécanisme de défense cellulaire quand l’autophagie classique dans le cytosol est inhibée par HSV-1. Il devient donc intéressant de caractériser les molécules impliquées dans la formation de ces autophagosomes issus du noyau par spectrométrie de masse. Pour ce faire, il était impératif d’établir un outil d’isolation des noyaux à partir de macrophages infectés par HSV-1 dans lesquels les autophagosomes issus des noyaux seront formés. La validation de cette méthode d’isolation a été effectuée en déterminant la pureté et l’intégrité des noyaux isolés à partir des cellules non infectées (contrôle) et infectées par HSV-1. La pureté des préparations de noyaux isolés a été caractérisée par l’absence de contaminants cellulaires et un enrichissement en noyaux. Également, il a fallu déterminer la cinétique de formation des autophagosomes issus des noyaux pour les deux lignées cellulaires de macrophages utilisées dans ce projet. Dans une perspective future, l’analyse protéomique à partir des échantillons purs des noyaux isolés (non infectés et infectés) mènera à identifier les protéines impliquées dans la formation des autophagosomes dérivés des noyaux, ce qui permettra ultérieurement d’effectuer des études sur les mécanismes moléculaires et les fonctions de cette nouvelle voie autophagique.

Inhibition de la réception des signaux de danger via les TLR TRIF-dépendants dans les cellules dendritiques myéloïdes infectées avec le virus de l'hépatice C in vivo : mécanisme d'évasion de l'immunité innée dans l'infection chronique

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Modulation de la réponse immunitaire dans le cerveau par la barrière hémato-encéphalique : implication en sclérose en plaques

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie inflammatoire du système nerveux central (SNC) caractérisée par une infiltration périvasculaire de cellules mononucléaires, telles que les lymphocytes T CD4+ et CD8+, les lymphocytes B ainsi que les cellules myéloïdes qui comprend les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques (DCs). Ce phénomène d’infiltration est dû à une fragilisation de la barrière hémato-encéphalique (BHE). L’entrée des cellules immunitaires au SNC va mener à la destruction de la gaine de myéline et donc à l’apparition de plaques de démyélinisation. Ainsi, nous avons émis l’hypothèse que la migration des divers sous-types de cellules immunitaires du sang périphérique à travers la BHE est contrôlée par des mécanismes moléculaires distincts et spécifiques à chaque type cellulaire. Afin de répondre à cette hypothèse, quatre différentes études ont été mises sur pieds. En premier lieu, nous démontrons un effet bénéfique des statines sur la BHE en SEP, en diminuant la migration des lymphocytes T et des monocytes, et en diminuant la diffusion de marqueurs moléculaire soluble. Ce phénomène s’opère via la suppression du processus d’isoprenylation, et en empêchant probablement la contraction des cellules endothéliales de la BHE. De plus, nous démontrons que les monocytes qui migrent au SNC en condition inflammé sont en mesures de se différencier en DCs et d’induire une réponse inflammatoire de la part des lymphocytes T CD4+. La migration des monocytes à travers la BHE est contrôlée par une nouvelle molécule d’adhérence nommée Ninjurin-1. Le blocage de Ninjurin-1 conduit à une inhibition spécifique de la migration des monocytes in vitro, ainsi qu’à une amélioration des signes cliniques du modèle animal de la SEP, soit l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE). Finalement, nous démontrons que la migration des lymphocytes T CD8+ au SNC s’effectue via l’intégrine alpha-4. De plus, la majorité des lymphocytes T CD8+ que l’on retrouve dans le liquide céphalo-rachidien de patients SEP, dans le SNC de souris EAE ainsi que dans le SNC de souris infectée au virus de l’hépatite murine portent un phénotype effecteur mémoire. Ces données pourraient expliquer l’émergence de leucoencéphalopathie multifocale progressive observée chez certains patients SEP traités au natalizumab, un anticorps dirigé contre l’intégrine alpha-4. En conclusion, notre étude a permis de démontrer l’importance des monocytes provenant de la périphérie dans le processus inflammatoire prenant part au SNC en SEP. L’inhibition d’entrée de ces cellules pourrait s’avérer bénéfique en SEP tout en permettant l’immuno-surveillance du cerveau, ce que l’anti-alpha-4 intégrine ne permet pas. Les statines pourraient s’avérer une autre option intéressante puisqu’elles agissent sur les processus inflammatoires impliqués dans la SEP.