Contribution des protéines issues du liquide synovial dans la protection et la survie des PMN humains : chimioprotection : étude comparative des mécanismes d’action impliqués par rapport au GM-CSF

Les polymorphonucléaires neutrophiles (PMNs) représentent une arme primordiale dans la défense contre divers agents pathogènes; notamment les bactéries, les champignons, les cellules tumorales de même que les cellules infectées par des virus. Cependant, certaines pathologies reliées à l’inflammation chronique soulèvent l’implication des neutrophiles notamment dans l’arthrite rhumatoïde. La réponse inflammatoire persistante générée par l’activation et la survie des neutrophiles engendre une destruction des tissus environnants suite à la sécrétion non contrôlée de leurs produits cytotoxiques. Même si l’activation chronique des neutrophiles est néfaste dans plusieurs pathologies, elle pourrait s’avérer un bon outil en cas de neutropénie, comme c’est souvent le cas les patients ayant reçu des traitements de chimiothérapie. Ce projet fait suite aux travaux doctoraux de Lagraoui (1999). Il vise à identifier le(s) facteur(s) du liquide synovial qui augmente la survie des neutrophiles ainsi que le mécanisme d’action impliqué dans ce processus. Similairement au facteur semi-pur isolés par Lagraoui (1999), le milieu conditionné concentré (MCC) augmente la survie des PMNs de 75% (39% ± 9.5 vs 68% ± 2.5, p<0.01). Suivant le séquençage du MCC parallèlement au facteur semi-pur actif, deux protéines ont été identifiées à la fois dans le MCC et dans le facteur semi-pur soient : l’albumine et la fétuine. Notre projet vise donc à comparer les effets de l’albumine et de la fétuine à ceux du GM-CSF dans l’optique d’une thérapie alternative au GM-CSF en tant qu’adjuvant de chimiothérapie. La présence d’albumine, de fétuine ou de GM-CSF chez les PMNs incubés 24 heures avec la Mutamycin® induit une diminution du nombre de cellules en apoptose par rapport à la Mutamycin® (Ctrl : 43% ± 10; A : 74% ± 3; F : (82% ± 6 et GM : 74% ± 7; p<0.01). L’effet de l’albumine dépend de la voie de la kinase PI3 mais également celle la kinase ERK, alors que celle de la fétuine dépend de la kinase PI3. Similairement l’EPO, l’albumine et la fétuine supporte la différentiation des HSCs en précurseurs érythrocytaires de type BFU-E. Dans un modèle murin de chiomioprotection, l’albumine augmente la concentration cellulaire rapport au groupe contrôle des leukocytes de la rate (66 ±8 x106c/ml vs 81 ±16 x106c/ml) et du sang (3.6 ±0.4 x106c/ml vs 5.7 ±2.3 x106c/ml). Donc, in vitro, l’albumine et la fétuine sont comparables au GM-CSF au niveau fonctionalité et mécansimes d’action. Cependant, vu leur manque de spécificité, l’application thérapeutique en tant qu’adjuvant de chiomiothérapie de l’albumine et la fétuine est peu prometteuse. Par contre, les maladies dégénératives et les évènements ischémiques pourraient s’avérer de bonnes cibles thérapeutiques, principalement pour l’albumine.

Effet d'un traitement intra-utérin de céphapirine sur les performances en reproduction des vaches laitières

La reproduction est un pilier majeur de la productivité des fermes laitières. Dans ce contexte, il est pertinent d’identifier à l’avance les animaux à risque d’avoir des performances en reproduction sous-optimales, surtout si un traitement efficace est disponible pour améliorer ces performances. Les endométrites clinique et subclinique sont des conditions définies selon leur impact sur les performances en reproduction subséquentes et donc, des outils très intéressants de surveillance de la santé utérine. Le premier objectif de cette étude était de déterminer simultanément des seuils diagnostiques pour les endométrites clinique (diagnostiquée par le Metricheck) et subclinique (diagnostiquée par la cytologie endométriale ou par l’estérase leucocytaire) selon leur impact sur les performances en reproduction à la première saillie. L’écoulement vaginal purulent a été identifié comme seuil pour l’endométrite clinique, alors que les seuils identifiés pour l’endométrite subclinique ont été un pourcentage de polymorphonucléaires de 6% à la cytologie et une « forte quantité de leucocytes » à l’estérase leucocytaire. Le second objectif de l’étude était d’évaluer l’effet d’un traitement intra-utérin de céphapirine sur les performances à la première saillie des animaux sains et atteints d’endométrite. Aucun effet du traitement n’a été observé chez les vaches saines ou atteintes d’endométrite clinique, alors qu’une tendance à l’amélioration des performances a été associée au traitement chez celles atteintes d’endométrite subclinique. L’anovulation post-partum prolongée pourrait altérer l’efficacité du traitement de céphapirine, surtout chez les vaches atteintes d’endométrite clinique.

The inflammatory role of angiogenic growth factors : a neutrophil perspective

De par sa présence dans tous les vaisseaux sanguins, l'endothélium joue un rôle clef dans le processus d’hémostase, tant par sa libération de facteurs anticoagulants que par ses changements protéiques qui permettent à l’organisme de déclencher la réparation tissulaire. La fonction anticoagulante de l’endothélium peut être mise en défaut en cas d’atteinte de son intégrité, entrainant la formation de thrombus, le rejet précoce de greffes ou encore l’induction de l’athérosclérose. L’intégrité de l’endothélium est donc capitale pour la prévention de nombreuses maladies cardiovasculaires. Chez l’adulte, les cellules endothéliales (CE), normalement quiescentes, sont rapidement activées en cas d’hypoxie ou d’inflammation, leur permettant ainsi d’amorcer le processus angiogénique comme suit: Tout d’abord, l’induction de l’hyperperméabilité vasculaire permet l’extravasation des protéines plasmatiques. Ensuite, la dégradation de la lame basale par des métalloprotéases permet aux CE de se détacher, de proliférer, de migrer et de s’organiser pour former l’ébauche du futur vaisseau. La dernière étape consiste en la maturation du vaisseau, c’est-à-dire son recouvrement par des cellules murales, telles que les cellules musculaires lisses et les péricytes. Ces processus sont régulés par de nombreux facteurs angiogéniques tels que les membres de la famille Notch, du vascular endothelial growth factor (VEGF), du fibroblast growth factor (FGF), des angiopoïétines, et des matrix metalloproteases (MMP). L’angiogenèse pathologique, soit une insuffisance ou un excès de vascularisation, est impliquée dans les blessures chroniques, les accidents cardiovasculaires, les pathologies coronariennes artérielles, les pathologies tumorales, l’arthrite rhumatoïde, la rétinopathie diabétique, l’athérosclérose, le psoriasis et l’asthme. Ces pathologies sont souvent issues d’une dérégulation de l’activité endothéliale, fréquemment observée conjointement à l’expression continue de molécules d’adhésion leucocytaires, à l’augmentation de la perméabilité vasculaire, et aux anomalies de la vasoréactivité. L’activation non-contrôlée de l’endothélium entraîne ainsi une inflammation chronique et la formation de structures vasculaires anarchiques. Les premiers leucocytes à répondre à l’appel inflammatoire sont les neutrophiles. Equippées d’une panoplie de produits antibactériens puissants mais aussi nocifs pour les tissus qui les entourent, ces cellules polylobées participent à chaque étape du processus inflammatoire, depuis l’induction de l’hyperperméabilité vasculaire jusqu’à la résolution. En effet, grâce à leurs récepteurs, les neutrophiles détectent et interprètent les signaux biochimiques présents dans la circulation et à la surface de l’endothélium, et libèrent aussi leurs propres médiateurs tels le VEGF, les MMP, et l’interleukine-8 (IL-8), dont les effets sont à la fois paracrines et autocrines. Existent-ils d’autres modulateurs typiques de la fonction endothéliale capables d’influencer le comportement des neutrophiles? En effet, notre laboratoire a démontré que chez l’humain, une stimulation directe aux angiopoïétines incitait les neutrophiles à adhérer aux CE, à migrer, à synthétiser et à relâcher l’IL-8, voire même à vivre plus longtemps. La présence du récepteur des angiopoïétines, Tie2, à la surface des neutrophiles laisse présager que la famille possèderait d’autres fonctions leucocytaires encore non-identifiées. Par ailleurs, dans un modèle classique de l’angiogenèse in vivo (matrigel), nous avons observé que sous l’effet du FGF1 et 2, les ébauches des nouveaux vaisseaux étaient parfois accompagnées d’une infiltration de cellules granulocytaires. Ainsi, en partant de ces observations, l’objectif de nos études (présentées ci-après) était d’approfondir nos connaissances sur la relation entre neutrophiles et facteurs angiogéniques, notamment les FGF et les angiopoïétines. Par tests in vitro, nous avons confirmé que les neutrophiles humains exprimaient plusieurs récepteurs du FGF (FGFR1-4) d’une façon hétérogène, et qu’ils migraient vers un gradient des ligands FGF1 et 2. Par ailleurs, nous nous sommes intéressés aux voies de signalisation inflammatoires activées par les ligands FGF1, FGF2, Ang1 et Ang2. Grâce à une stratégie génique ciblant 84 gènes inflammatoires, nous avons identifié plusieurs cibles d’intérêt touchées par Ang1, dont certains membres de la famille de l’IL-1, alors qu’aucun des gènes testés n’avait changé de façon significative sous l’effet des FGF ou d’Ang2. Suite à des cinétiques approfondies, nous avons démontré qu’Ang1 stimulait la transcription de l’ARN messager de l’IL-1β, et augmentait simultanément la quantité de protéine immature (pro-IL-1β; inactive) et clivée (IL-1β « mature »; active). En parallèle, Ang1 augmentait la sécrétion de l’antagoniste naturel de l’IL-1β, l’IL-1RA, sans pour autant stimuler la relâche de l’IL-1β. A l’instar des endotoxines bactériennes dont les effets liés à l’IL-1 dépendaient de la kinase p38, ceux d’Ang1 découlaient presque entièrement des voies de signalisation du p42/44.

Investigation of the effect of macrophages and other leukocytes on hair cell regeneration in the avian inner ear

This paper investigates the relationship between hair cell proliferation and immunosuppression in chicks.

Effects of lipid emulsions on lipid body formation and eicosanoid production by human peripheral blood mononuclear and polymorphonuclear cells

Background & aims: This study investigated the influence of four commercial lipid emulsions, Ivelip, ClinOleic, Omegaven and SMOFlipid (R), on lipid body formation, fatty acid composition and eicosanoid production by cultured human peripheral blood polymorphonuclear cells (PMN) and mononuclear cells (PBMC). Methods: PMN and PBMC were exposed to emulsions at concentrations ranging from 0.01 to 0.04%. Lipid body formation was assessed by microscopy, fatty acid composition by gas chromatography and eicosanoids by ELISA. Results: Stimulation of inflammatory cells and exposure to lipid emulsions promoted the formation of lipid bodies, but there did not appear to be differential effects of the emulsions tested. In contrast, there were differential effects of lipid emulsions on eicosanoid formation, particularly with regards to LTB4 production by PMN. Omegaven dramatically increased production of eicosanoids compared with the other emulsions in a dose-dependent manner. This effect was associated with a significantly higher level of lipid peroxides in the supernatants of cells exposed to Omegaven. Conclusions: Stimulation of inflammatory cells and exposure to lipid emulsions promotes lipid body formation and eicosanoid production, although the differential effects of different emulsions appear to be largely due to lipid peroxidation of unsaturated fatty acids in some emulsions in this in vitro system. (C) 2009 Elsevier Ltd and European Society for Clinical Nutrition and Metabolism. All rights reserved.

Up-regulation of NADPH oxidase components and increased production of interferon-gamma by leukocytes from sickle cell disease patients

We have previously demonstrated that mononuclear leukocytes from patients with sickle cell disease (SCD) release higher amounts of superoxide compared with normal controls. The aim of this study was to further study the NADPH oxidase system in these patients by investigating gene expression of NADPH oxidase components, phosphorylation of p47(phox) component, and the release of cytokines related to NADPH oxidase activation in mononuclear leukocytes from patients with SCD. gp91(phox) gene expression was significantly higher in monocytes from SCD patients compared with normal controls (P = 0.036). Monocytes from SCD patients showed higher levels of p47 phox phosphorylation compared with normal controls. INF-gamma release by lymphocytes from SCD patients was significantly higher compared with normal controls, after 48 h culture with phytohemagglutinin (P = 0.02). The release of TNF-alpha by monocytes from SCD patients and normal controls was similar after 24 and 48 h culture with lipopolysaccharide (P > 0.05). We conclude that monocytes from SCD patients show higher levels of gp91(phox) gene expression and p47(phox) phosphorylation, along with increased IFN-gamma release by SCD lymphocytes. These findings help to explain our previous observation showing the increased respiratory burst activity of mononuclear leukocytes from SCD patients and may contribute to inflammation and tissue damage in these patients.

TLR2 Is a Negative Regulator of Th17 Cells and Tissue Pathology in a Pulmonary Model of Fungal Infection

To study the role of TLR2 in a experimental model of chronic pulmonary infection, TLR2-deficient and wild-type mice were intratracheally infected with Paracoccidioides brasiliensis, a primary fungal pathogen. Compared with control, TLR2(-/-) mice developed a less severe pulmonary infection and decreased NO synthesis. Equivalent results were detected with in vitro-infected macrophages. Unexpectedly, despite the differences in fungal loads both mouse strains showed equivalent survival times and severe pulmonary inflammatory reactions. Studies on lung-infiltrating leukocytes of TLR2(-/-) mice demonstrated an increased presence of polymorphonuclear neutrophils that control fungal loads but were associated with diminished numbers of activated CD4(+) and CD8(+) T lymphocytes. TLR2 deficiency leads to minor differences in the levels of pulmonary type 1 and type 2 cytokines, but results in increased production of KC, a CXC chemokine involved in neutrophils chemotaxis, as well as TGF-beta, IL-6, IL-23, and IL-17 skewing T cell immunity to a Th17 pattern. In addition, the preferential Th17 immunity of TLR2(-/-) mice was associated with impaired expansion of regulatory CD4(+)CD25(+)FoxP3(+) T cells. This is the first study to show that TLR2 activation controls innate and adaptive immunity to P. brasiliensis infection. TLR2 deficiency results in increased Th17 immunity associated with diminished expansion of regulatory T cells and increased lung pathology due to unrestrained inflammatory reactions. The Journal of Immunology, 2009, 183: 1279-1290.

Anti-inflammatory effect of parenteral fish oil lipid emulsion on human activated mononuclear leukocytes

Background & aim: To compare the effect of fish oil-based (FO) lipid emulsions (LE) for parenteral administration with standard LE and a new FO containing LE composed of four different oils on the antigen presentation and inflammatory variables. Methods: Phytohemagglutinin (PHA) activated human mononuclear leukocytes were cultured with different LE - Control: without LE; SO: soybean oil; SO/FO: soybean and FO (4:1); MCT/SO: medium chain triglycerides and SO (1:1); MCT/SO/FO: MCT/SO and FO (4:1) and SMOF: a new LE containing FO. Cytokine production was evaluated by ELISA, the expression of antigen-presenting and co-stimulatory surface molecules were analyzed by flow cytometry and lymphocyte proliferation was assessed by H(3)-Thymidine incorporation, after tetanus toxoid-induced activation. Results: All LE decreased the HLA-DR and increased CD28 and CD152 expression on monocytes/macrophages and lymphocytes surface (p < 0.05). SO/FO and MCT/SO/FO decreased lymphocyte proliferation (p<0.05). All LE decreased IL-2 product ion, but this effect was enhanced with MCT/SO/FO and SMOF (p < 0.05). MCT/SOTO decreased IL-6 and increased IL-10, whereas SO had the opposite effect (p < 0.05). Conclusion: FO LE inhibited lymphocyte proliferation and had an anti-inflammatory effect. These effects seem to be enhanced when FO is mixed with MCT/SO. SMOF had a neutral impact on lymphocyte proliferation and IL-6 and IL-10 production.

Essential role of nuclear factor-kappa B for NADPH oxidase activity in normal and anhildrotic ectodermal dysplasia leukocytes

This work investigated the functional role of nuclear factor-kappa B (NF-kappa B) in respiratory burst activity and in expression of the human phagocyte nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase genes CYBB, CYBA, NCF1, and NCF2. U937 cells with a stably transfected repressor of NF-kappa B (IKB alpha-S32A/S36A) demonstrated significantly lower superoxide release and lower CYBB and NCF1 gene expression compared with control U937 cells. We further tested Epstein-Barr virus (EBV)-transformed B cells from patients with anhidrotic ectodermal dysplasia with immunodeficiency (EDA-ID), an inherited disorderof NF-kappa B function. Superoxide release and CYBB gene expression by EDA-ID cells were significantly decreased compared with healthy cells and similar to cells from patients with X-linked chronic granulomatous disease (X91 degrees CGD). NCF1 gene expression in EDA-ID S321 cells was decreased compared with healthy control cells and similar to that in autosomal recessive (A47 degrees) CGD cells. Gel shift assays demonstrated loss of recombinant human p50 binding to a NF-kappa B site 5` to the CYBB gene in U937 cells treated with NF-kappa B inhibitors, repressor-transfected U937 cells, and EDA-ID patients cells. Zymosan phagocytosis was not affected by transfection of U937 cells with the NF-kappa B repressor. These studies show that NF-kappa B is necessary for CYBB and NCF1 gene expression and activation of the phagocyte NADPH oxidase in this model system.

Influence of laparoscopy and laparotomy on gasometry, leukocytes and cytokines in a rat abdominal sepsis model

Laparoscopic surgery is associated with reduced surgical trauma, and less acute phase response, as compared with open surgery. Cytokines are important regulators of the biological response to surgical and anesthetic stress. The aim of this study was to determine if CO2 pneumoperitoneum would change cytokine expression, gas parameters and leukocyte count in septic rats. Methods: Wistar rats were randomly assigned to five groups: control (anesthesia only), laparotomy, CO2 pneumoperitoneum, cecum ligation and puncture by laparotomy, and laparoscopic cecum ligation and puncture. After 30 min of the procedures, arterial blood samples were obtained to determine leukocytes subpopulations by hemocytometer. TNFα, IL-1β, IL-6 were determined in intraperitoneal fluid (by ELISA). Gas parameters were measured on arterial blood, intraperitoneal and subperitoneal exsudates. Results: Peritoneal TNFα, IL-1β and IL-6 concentrations were lower in pneumoperitoneum rats than in all other groups (p<0.05). TNFα, IL-1β and IL-6 expression was lower in the laparoscopic than in laparotomic sepsis (p<0.05). Rats from laparoscopic cecum ligation and puncture group developed significant hypercarbic acidosis in blood and subperitoneal fluid when compared to open procedure group. Total white blood cells and lymphocytes were significantly lower in laparoscopic cecum ligation and puncture rats than in the laparotomic (p<0.01). Nevertheless, the laparotomic cecum ligation rats had a significant increase in blood neutrophils and eosinophils when compared with controls (p<0.05). Conclusions: This study demonstrates that the CO2 pneumoperitoneum reduced the inflammatory response in an animal model of peritonitis with respect to intraperitoneal cytokines, white blood cell count and clinical correlates of sepsis. The pneumoperitoneum produced hypercarbic acidosis in septic animals

Leukocytes respiratory burst and lysozyme level in pacu (Piaractus mesopotamicus Holmberg, 1887)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Effect of Aloe vera extract on the improvement of the respiratory activity of leukocytes of matrinxã during the transport stress

This study evaluated the effect of extract of Aloe vera in the transport water of matrinxã (Brycon amazonicus) fish on stress response and leukocyte respiratory activity. Fish was transported for 4 h in water containing Aloe at levels 0; 0.02; 0.2 and 2 mg/L, and sampled before transport 2, 4, 24 and 96 h after for determination of plasma glucose and respiratory activity of leukocytes. An additional in vitro assay was conducted with another fish species, pacu (Piaractus mesopotamicus), to test the respiratory burst of leukocytes exposed to Aloe extract (0.0, phosphate-buffered saline (PBS) only) at 0.1, 0.2, 0.5 and 1 mg/L). Plasma glucose increased after 2 and 4 h of transport and returned to control levels within 24 h, but the addition of Aloe in the transport water did not affect the level of blood glucose. However, at 2 h of transport, Aloe enhanced the respiratory activity of leukocytes in a dose-dependent way. The highest value of respiratory burst activity of leukocytes was observed in the fish transported in water containing Aloe at 2 mg/L. The enhancing effect of the plant extract on the production of oxygen radicals was confirmed in vitro in leukocytes of pacu incubated in Aloe at concentrations 0.1 and 0.2 mg/L. The results suggest that Aloe vera is a modulator of the immune system in fish improving the innate immune response tested.

Zidovudine-Loaded PLA and PLA-PEG Blend Nanoparticles: Influence of Polymer Type on Phagocytic Uptake by Polymorphonuclear Cells

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Oxidation of melatonin and its catabolites, N-1-acetyl-N (2)-formyl-5-methoxykynuramine and N-1-acetyl-5-methoxykynuramine, by activated leukocytes

N-1-acetyl-N-2-formyl-5-methoxykynuramine (AFMK) and N-1-acetyl-5-methoxykynuramine (AMK), two melatonin catabolites, have been described as potent antioxidants. We aimed to follow the kinetics of AFMK and AMK formation when melatonin is oxidized by phorbol myristate acetate (PMA) and lipopolysaccharide (LPS)-activated leukocytes. An HPLC-based method was used for AFMK and AMK determination in neutrophil and peripheral blood mononuclear cell cultures supernatants. Samples were separated isocratically on a C18 reverse-phase column using acetonitrile/H2O (25:75) as the mobile phase. AFMK was detected by fluorescence (excitation 340 nm and emission 460 nm) and AMK by UV-VIS absorbance (254 nm). Activation of neutrophils and mononuclear cells with PMA produces larger amounts of AFMK than activation with LPS, probably due to the lower levels of reactive oxygen species formation and myeloperoxidase (MPO) degranulation that occurs when cells are stimulated with LPS. The concentration of AMK found in the supernatant was about 5-10% (from 18-hr cultures) compared with AFMK. This result may reflect its reactivity. Indeed AMK, but not AFMK, is easily oxidized by activated neutrophils in a MPO and hydrogen peroxide-dependent reaction. In conclusion, we defined a simple procedure for the determination of AFMK and AMK in biological samples and demonstrated the capacity of leukocytes to oxidize melatonin and AMK.

Evaluation of level of DNA damage in blood leukocytes of non-diabetic and diabetic rat exposed to cigarette smoke

The objective of the present study was to use the comet assay to evaluate the steady-state level of DNA damage in peripheral blood leukocytes from diabetic and non-diabetic female Wistar rats exposed to air or to cigarette smoke. A total of 20 rats were distributed into four experimental groups (n= 5 rats/group): non-diabetic (control) and diabetic exposed to filtered air; non-diabetic and diabetic exposed to cigarette smoke. A pancreatic beta (beta)-cytotoxic agent, streptozotocin (40 mg/kg b.w.) was used to induce experimental diabetes in rats. Rats placed into whole-body exposure chambers were exposed for 30 min to filtered air (control) or to tobacco smoke generated from 10 cigarettes, twice a day, for 2 months. At the end of the 2-month exposure period, each rat was anesthetized and humanely killed to obtain blood samples for genotoxicity analysis using the alkaline comet assay. Blood wleukocytes sampled from diabetic rats presented higher DNA damage values (tail moment =0.57 +/- 0.05; tail length =19.92 +/- 0.41, p < 0.05) compared to control rats (tail moment =0.34 +/- 0.02; tail length= 17.42 +/- 0.33). Non-diabetic (tail moment =0.43 +/- 0.04, p > 0.05) and diabetic rats (tail moment= 0.41 +/- 0.03, p > 0.05) exposed to cigarette smoke presented non-significant increases in DNA damage levels compared to control group. In conclusion, our data show that the exposure of diabetic rats to cigarette smoke produced no additional genotoxicity in peripheral blood cells of female Wistar rats. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.