Cervical Lactobacillus and leukocyte infiltration in preterm premature rupture of membranes

Objectives: To evaluate the possible association between microorganisms present in the cervical secretions and amniotic fluid of pregnant women with preterm premature rupture of membranes (PPROM), and histologic chorioamnionitis. Methods: Thirty-seven pregnant women with PPROM and 21 healthy pregnant women were studied. Secretions from the cervical canal and amniotic fluid were collected to isolate microorganisms present in the genital tract. Cervical smears were Gram stained and evaluated microscopically. At delivery, chorioamniotic membranes were collected for histopathologic analysis. Results: Microscopic examination of the cervical secretion smears obtained from the PPROM group showed a low rate of Lactobacillus species, large numbers of leukocytes, and a wide diversity of microorganisms compared with the control group. The PPROM group presented an 80% rate of chorioamnionitis. Staphylococcus aureus isolation in cervical secretion was associated with intense inflammatory infiltrate in the membranes and might play a role in the pathogenesis of PPROM. Conclusions: the low colonization of cervical flora by Lactobacillus species associated with an intense leukocyte infiltrate detected in Gram-stained cervical smears can be considered a rapid method of detecting chorioamnionitis in pregnant women with PPROM. (C) 2003 International Federation of Gynecology and Obstetrics. Published by Elsevier B.V. Ireland Ltd. All rights reserved.

Systemic leukopenia, evaluation of laminar leukocyte infiltration and laminar lesions in horses with naturally occurring colic syndrome

The present study was aimed at identifying laminar lesions and leukocyte infiltration in hoof laminar tissue of horses with colic syndrome and its correlation with the total leukocyte count before death. Six healthy horses were used as control group (CG), and eighteen horses with lethal gastrointestinal disease were divided into two groups: leukopenic group (LG) with seven leukopenic horses, and non-leukopenic group (NLG) with 11 horses with total leukocyte count within reference range for the species. Leukocyte infiltration was examined by immunohistochemistry. Laminar lesions were observed in both LG and NLG, with no differences in severity between them. LG showed increase of the leukocyte infiltration in the hoof laminar tissue, when compared to CG and NLG. Horses with severe colic syndrome (LG and NLG) developed intense laminar lesions without clinical signs of laminitis, with increased leukocyte infiltration. However, the LG demonstrated an even higher increase of leukocyte infiltration compared to both CG and NLG.

CCR5 Mediates Pro-osteoclastic and Osteoclastogenic Leukocyte Chemoattraction

Periodontal disease (PD) progression involves the selective leukocyte infiltration into periodontium, supposedly mediated by the chemokine/chemokine receptor system. In this study, we investigated the role of chemokine receptor CCR5 in the immunoregulation of experimental PD in C57BL/6 (WT) and CCR5KO mice. Aggregatibacter actinomycetem comitans infection triggered the chemoattraction of distinct CCR5+ leukocyte subpopulations (determined by flow cytometry): CCR5+F4/80+ leukocytes, which co-express CD14, CCR2, TNF-alpha, and IL-1 beta, indicative of activated macrophages; and CCR5+CD4+ cells, which co-express CXCR3, IFN-gamma, and RANKL, indicative of Th1 lymphocytes, therefore comprising pro-osteoclastic and osteoclastogenic cell subsets, respectively. CCR5KO mice presented a lower PD severity (lower inflammation and alveolar bone loss) when compared with the WT strain, since the migration of F4/80+, TNF-alpha+, CD4+, and RANKL+ cells specifically decreased due to the lack of CCR5. Also, ELISA analysis demonstrated that the production of TNF-alpha, IL-1 beta, IL-6, IFN-gamma, and RANKL in periodontal tissues was significantly decreased in the CCR5KO strain. The periodontal bacterial load and antimicrobial patterns were unaltered in CCR5KO mice. Our results demonstrate that the chemokine receptor is involved in the migration of distinct leukocyte subpopulations throughout experimental PD, being a potential target for therapeutic intervention in PD.

Bifunctional role for VEGF-induced heme oxygenase-1 in vivo:induction of angiogenesis and inhibition of leukocytic infiltration

Heme-oxygenases (HOs) catalyze the conversion of heme into carbon monoxide and biliverdin. HO-1 is induced during hypoxia, ischemia/reperfusion, and inflammation, providing cytoprotection and inhibiting leukocyte migration to inflammatory sites. Although in vitro studies have suggested an additional role for HO-1 in angiogenesis, the relevance of this in vivo remains unknown. We investigated the involvement of HO-1 in angiogenesis in vitro and in vivo. Vascular endothelial growth factor (VEGF) induced prolonged HO-1 expression and activity in human endothelial cells and HO-1 inhibition abrogated VEGF-driven angiogenesis. Two murine models of angiogenesis were used: (1) angiogenesis initiated by addition of VEGF to Matrigel and (2) a lipopolysaccharide (LPS)-induced model of inflammatory angiogenesis in which angiogenesis is secondary to leukocyte invasion. Pharmacologic inhibition of HO-1 induced marked leukocytic infiltration that enhanced VEGF-induced angiogenesis. However, in the presence of an anti-CD18 monoclonal antibody (mAb) to block leukocyte migration, VEGF-induced angiogenesis was significantly inhibited by HO-1 antagonists. Furthermore, in the LPS-induced model of inflammatory angiogenesis, induction of HO-1 with cobalt protoporphyrin significantly inhibited leukocyte invasion into LPS-conditioned Matrigel and thus prevented the subsequent angiogenesis. We therefore propose that during chronic inflammation HO-1 has 2 roles: first, an anti-inflammatory action inhibiting leukocyte infiltration; and second, promotion of VEGF-driven noninflammatory angiogenesis that facilitates tissue repair.

Modulation of LPS-induced chorioamnionitis by ureaplasma parvum in sheep chorioamnionitis in sheep

ABSTRACT Objective: Ureaplasma parvum colonization in the setting of polymicrobial flora is common in women with chorioamnionitis, and is a risk factor for preterm delivery and neonatal morbidity. We hypothesized that ureaplasma colonization of amniotic fluid will modulate chorioamnionitis induced by E.coli lipopolysaccharide (LPS). Methods: Sheep received intra-amniotic (IA) injections of media (control) or live ureaplasma either 7 or 70d before delivery. Another group received IA LPS 2d before delivery. To test for interactions, U.parvum exposed animals were challenged with IA LPS, and delivered 2d later. All animals were delivered preterm at 125±1 day gestation. Results: Both IA ureaplasmas and LPS induced leukocyte infiltration of chorioamnion. LPS greatly increased the expression of pro-inflammatory cytokines and myeloperoxidase in leukocytes, while ureaplasmas alone caused modest responses. Interestingly, 7d but not 70d ureaplasma exposure significantly downregulated LPS induced pro-inflammatory cytokines and myeloperoxidase expression in the chorioamnion. Conclusion: U.parvum can suppress LPS induced experimental chorioamnionitis.

Characterization of inflammatory responses to eccentric exercise in humans

Eccentric exercise commonly results in muscle damage. The primary sequence of events leading to exercise-induced muscle damage is believed to involve initial mechanical disruption of sarcomeres, followed by impaired excitation-contraction coupling and calcium signaling, and finally, activation of calcium-sensitive degradation pathways. Muscle damage is characterized by ultrastructural changes to muscle architecture, increased muscle proteins and enzymes in the bloodstream, loss of muscular strength and range of motion and muscle soreness. The inflammatory response to exercise-induced muscle damage is characterized by leukocyte infiltration and production of pro-inflammatory cytokines within damaged muscle tissue, systemic release of leukocytes and cytokines, in addition to alterations in leukocyte receptor expression and functional activity. Current evidence suggests that inflammatory responses to muscle damage are dependent on the type of eccentric exercise, previous eccentric loading (repeated bouts), age and gender. Circulating neutrophil counts and systemic cytokine responses are greater after eccentric exercise using a large muscle mass (e.g. downhill running, eccentric cycling) than after other types of eccentric exercise involving a smaller muscle mass. After an initial bout of eccentric exercise, circulating leukocyte counts and cell surface receptor expression are attenuated. Leukocyte and cytokine responses to eccentric exercise are impaired in elderly individuals, while cellular infiltration into skeletal muscle is greater in human females than males after eccentric exercise. Whether alterations in intracellular calcium homeostasis influence inflammatory responses to muscle damage is uncertain. Furthermore, the effects of antioxidant supplements are variable, and the limited data available indicates that anti-inflammatory drugs largely have no influence on inflammatory responses to eccentric exercise. In this review, we compare local versus systemic inflammatory responses, and discuss some of the possible mechanisms regulating the inflammatory responses to exercise-induced muscle damage in humans.

Inhibition of Thrombin in Cardiac Surgery : experiments in a porcine model

Cardiac surgery involving cardiopulmonary bypass (CPB) induces activation of inflammation and coagulation systems and is associated with ischemia-reperfusion injury (I/R injury)in various organs including the myocardium, lungs, and intestine. I/R injury is manifested as organ dysfunction. Thrombin, the key enzyme of coagulation , plays a cenral role also in inflammation and contributes to regulation of apoptosis as well. The general aim of this thesis was to evaluate the potential of thrombin inhibition in reducing the adverse effects of I/R injury in myocardium, lungs, and intestine associated with the use of CPB and cardiac surgery. Forty five pigs were used for the studies. Two randomized blinded studies were performed. Animals underwent 75 min of normothermic CPB, 60 min of aortic clamping, and 120 min of reperfusion period. Twenty animals received iv. recombinant hirudin, a selective and effective inbitor of thrombin, or placebo. In a similar setting, twenty animals received an iv-bolus (250 IU/kg) of antithrombin (AT) or placebo. An additional group of 5 animals received 500 IU/kg in an open label setting to test dose response. Generation of thrombin (TAT), coagulation status (ACT), and hemodynamics were measured. Intramucosal pH and pCO2 were measured from the luminal surface of ileum using tonometry simultaneusly with arterial gas analysis. In addition, myocardial, lung, and intestinal biopsies were taken to quantitate leukocyte infiltration (MPO), for histological evaluation, and detection of apoptosis (TUNEL, caspase 3). In conclusion, our data suggest that r-hirudin may be an effective inhibitor of reperfusion induced thrombin generation in addition to being a direct inhibitor of preformed thrombin. Overall, the results suggest that inhibition of thrombin, beyond what is needed for efficient anticoagulation by heparin, has beneficial effects on myocardial I/R injury and hemodynamics during cardiac surgery and CPB. We showed that infusion of the thrombin inhibitor r-hirudin during reperfusion was associated with attenuated post ischemia left ventricular dysfunction and decreased systemic vascular resistance. Consequently microvascular flow was improved during ischemia-reperfusion injury. Improved recovery of myocardium during the post-ischemic reperfusion period was associated with significantly less cardiomyocyte apoptosis and with a trend in anti-inflammatory effects. Thus, inhibition of reperfusion induced thrombin may offer beneficial effects by mechanisms other than direct anticoagulant effects. AT, in doses with a significant anticoagulant effect, did not alleviate myocardial I/R injury in terms of myocardial recovery, histological inflammatory changes or post-ischemic troponin T release. Instead, AT attenuated reperfusion induced increase in pulmonary pressure after CPB. Taken the clinical significance of postoperative pulmonary hemodynamics in patients undergoing cardiopulmonary bypass, the potential positive regulatory role of AT and clinical implications needs to be studied further. Inflammatory response in the gut wall proved to be poorly associated with perturbed mucosal perfusion and the animals with the least neutrophil tissue sequestration and I/R related histological alterations tended to have the most progressive mucosal hypoperfusion. Thus, mechanisms of low-flow reperfusion injury during CPB can differ from the mechanisms seen in total ischemia reperfusion injury.

Keratinocyte Growth-Factor Promotes Epithelial Survival and Resolution in a Human Model of Lung Injury

Rationale: Increasing epithelial repair and regeneration may hasten resolution of lung injury in patients with the Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS). In animal models of ARDS, Keratinocyte Growth Factor (KGF) reduces injury and increases epithelial proliferation and repair. The effect of KGF in the human alveolus is unknown.

Objectives: To test whether KGF can attenuate alveolar injury in a human model of ARDS.

Methods: Volunteers were randomized to intravenous KGF (60 μg/kg) or placebo for 3 days, before inhaling 50μg lipopolysaccharide. Six hours later, subjects underwent bronchoalveolar lavage (BAL) to quantify markers of alveolar inflammation and cell-specific injury.

Measurements and Main Results: KGF did not alter leukocyte infiltration or markers of permeability in response to LPS. KGF increased BAL concentrations of Surfactant Protein D (SP-D), MMP-9, IL-1Ra, GM-CSF and CRP. In vitro, BAL fluid from KGF-treated subjects (KGF BAL) inhibited pulmonary fibroblast proliferation, but increased alveolar epithelial proliferation. Active MMP-9 increased alveolar epithelial wound repair. Finally, BAL from the KGF pre-treated group enhanced macrophage phagocytic uptake of apoptotic epithelial cells and bacteria compared with BAL from the placebo-treated group. This effect was blocked by inhibiting activation of the GM-CSF receptor.

Conclusions: KGF treatment increases BAL SP-D, a marker of type II alveolar epithelial cell proliferation in a human model of ALI. Additionally KGF increases alveolar concentrations of the anti-inflammatory cytokine IL-1Ra, and mediators that drive epithelial repair (MMP-9) and enhance macrophage clearance of dead cells and bacteria (GM-CSF).

The common vaginal commensal bacterium Ureaplasma parvum is associated with chorioamnionitis in extreme preterm labour

OBJECTIVE: To assess the association of vaginal commensal and low grade pathogenic bacteria including Ureaplasma parvum, Ureaplasma urealyticum, Mycoplasma hominis, Mycoplasma genitalium, Group B Streptococcus (GBS), and Gardnerella vaginalis, in women who delivered preterm at less than 37 weeks gestation in the presence or absence of inflammation of the chorioamnionitic membranes.

METHODS: A case control study involving women who delivered before 37 weeks gestation with and without inflammation of chorioamnionitic membranes. A total of 57 placental samples were histologically examined for polymorphonuclear leukocyte infiltration of placental tissue for evidence of chorioamnionitis, and by type-specific nucleic acid amplification for evidence of infection with one or more of the target bacteria. Demographic data was collected for each mother.

RESULTS: Amongst the 57 placental samples, 42.1% had chorioamnionitis and 24.6% delivered in the second trimester of pregnancy; U. parvum, U. urealyticum, G. vaginalis and GBS were all detected in the study with respective prevalence of 19.3%, 3.5%, 17.5% and 15.8%; M.genitalium and M. hominis were not detected. U. parvum was significantly associated with chorioamnionitis (p value = 0.02; OR 5.0; (95% CI 1.2-21.5) and was more common in women who delivered in the second (35.7%) compared to the third trimester of pregnancy (13.9%). None of the other bacteria were associated with chorioamnionitis or earlier delivery and all G.vaginalis positive women delivered in the third trimester of pregnancy (p value 0.04).

CONCLUSIONS: The detection of U. parvum in placental tissue was significantly associated with acute chorioamnionitis in women presenting in extreme preterm labour.

A peptide inhibitor of C-jun N-terminal kinase modulates hepatic damage and the inflammatory response after hemorrhagic shock and resuscitation

Hemorrhage and resuscitation (H/R) leads to phosphorylation of mitogen-activated stress kinases, an event that is associated with organ damage. Recently, a specific, cell-penetrating, protease-resistant inhibitory peptide of the mitogen-activated protein kinase c-JUN N-terminal kinase (JNK) was developed (D-JNKI-1). Here, using this peptide, we tested if inhibition of JNK protects against organ damage after H/R. Male Sprague-Dawley rats were treated with D-JNKI-1 (11 mg/kg, i.p.) or vehicle. Thirty minutes later, rats were hemorrhaged for 1 h to a MAP of 30 to 35 mmHg and then resuscitated with 60% of the shed blood and twice the shed blood volume as Ringer lactate. Tissues were harvested 2 h later. ANOVA with Tukey post hoc analysis or Kruskal-Wallis ANOVA on ranks, P < 0.05, was considered significant. c-JUN N-terminal kinase inhibition decreased serum alanine aminotransferase activity as a marker of liver injury by 70%, serum creatine kinase activity by 67%, and serum lactate dehydrogenase activity by 60% as compared with vehicle treatment. The histological tissue damage observed was blunted after D-JNKI-1 pretreatment both for necrotic and apoptotic cell death. Hepatic leukocyte infiltration and serum IL-6 levels were largely diminished after D-JNKI-1 pretreatment. The extent of oxidative stress as evaluated by immunohistochemical detection of 4-hydroxynonenal was largely abrogated after JNK inhibition. After JNK inhibition, activation of cJUN after H/R was also reduced. Hemorrhage and resuscitation induces a systemic inflammatory response and leads to end-organ damage. These changes are mediated, at least in part, by JNK. Therefore, JNK inhibition deserves further evaluation as a potential treatment option in patients after resuscitated blood loss.

Rôle de l'axe CD40/CD40L dans la régulation de la fonction paquettaire

Le CD40 ligand (CD40L) est une molécule inflammatoire appartenant à la famille du Facteur de Nécrose Tumorale ("Tumor Necrosis Factor", TNF), originalement identifié au niveau des cellules immunitaires. L’interaction du CD40L avec son récepteur de haute affinité présent sur les cellules B, le CD40, est d’une importance cruciale à la production d’immunoglobulines lors de la réponse immunitaire. Aujourd’hui, nous savons que ces deux molécules qui constituent l’axe CD40/CD40L sont aussi exprimées au niveau des cellules du système vasculaire et occupent une place importante dans une variété de réactions inflammatoires, de sorte que le CD40L est présentement reconnu comme une molécule thrombo-inflammatoire prédictive des évènements cardiovasculaires. Les plaquettes sont la principale source du CD40L soluble ("soluble CD40L", sCD40L) plasmatique et il fut démontré être impliqué dans l’activation plaquettaire, malgré que son impact exact sur la fonction plaquettaire et les mécanismes sous-jacents demeurent inconnus. Ainsi, le but de ce projet était de déterminer l’impact du sCD40L sur la fonction plaquettaire et d’élucider les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents. Les objectifs spécifiques étaient : 1) d’évaluer l’impact du sCD40L sur l’activation et l’agrégation plaquettaire in vitro; 2) de déterminer le récepteur cible (CD40 ou autre) impliqué dans ces effets; 3) de décortiquer les voies signalétiques intracellulaires et moléculaires induites par le sCD40L, impliquant la participation potentielle de la famille du facteur associé du récepteur du TNF ("Tumor Necrosis Factor Receptor Associated Factor", TRAF) et 4) d’analyser l’effet du sCD40L sur la formation du thrombus in vivo. Le sCD40L augmente fortement l’activation et l’agrégation plaquettaire induite par de faibles doses d’agonistes. Les plaquettes humaines traitées avec une forme mutante du sCD40L qui n’interagit pas avec le CD40 et les plaquettes de souris CD40 déficientes (CD40-/-) ne furent pas en mesure d’induire ces effets. De plus, nous démontrons la présence de plusieurs membres de la famille des TRAFs dans les plaquettes, parmi lesquels seulement TRAF-2 interagit avec le CD40 suite à la stimulation par le sCD40L. Le sCD40L agit sur les plaquettes au repos par l’entremise de la protéine Rac1 et de sa cible en aval, soit la protéine kinase activatrice du mitogène p38 ("Mitogen Activating Protein Kinase", MAPK). Ceci mène ultimement au changement de forme plaquettaire et à la polymérisation de l’actine. Par ailleurs, il est intéressant de noter que les souris CD40-/- démontrent un défaut significatif de l’agrégation plaquettaire en réponse au collagène, ce qui souligne l’importance du CD40 dans les interactions plaquettes-plaquettes. Dans un deuxième temps, le sCD40L amplifie l’agrégation plaquettaire en sang complet, accélère les temps de thrombose in vitro mesurés à l’aide du système PFA-100 et augmente l’adhésion plaquettaire au collagène sous condition de flux, le tout par l’entremise du CD40. Finalement, dans un modèle de thrombose artérielle murin, l’infusion du sCD40L exacerbe la formation du thrombus chez les souris du type sauvage ("Wild Type", WT), mais non chez les souris CD40-/-. Ceci fut en plus associé à une augmentation significative du nombre de leucocytes au sein du thrombus des souris WT traitées à l’aide du sCD40L, tel que démontré par marquage immuno-histologique anti-CD45 et par quantification des coupes artérielles par microscopie optique. En résumé, ce projet identifie une nouvelle voie signalétique, TRAF-2/Rac1/p38 MAPK, en réponse au sCD40L et démontre ses effets sur l’activation et l’agrégation plaquettaire. De manière encore plus importante, nous démontrons pour la première fois la présence d’une corrélation positive entre les niveaux circulants du sCD40L et la thrombose artérielle, tout en soulignant l’importance du CD40 dans ce processus. Ainsi, le sCD40L constitue un activateur important des plaquettes, les prédisposant à une thrombose exacerbée en réponse au dommage vasculaire. Ces résultats peuvent expliquer le lien étroit qui existe entre les niveaux circulants du sCD40L et l’incidence des maladies cardiovasculaires.

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.

CD40 signalling in platelet function

Le CD40 est un membre de la famille des récepteurs du facteur de nécrose tumorale ("Tumour necrosis factor", TNF), initialement identifié sur des cellules de carcinome de la vessie. L'interaction du CD40 avec son ligand (CD40L) est d'une importance cruciale pour le développement des cellules B et de la commutation d'isotype au cours de la réponse immunitaire acquise. L'expression du complexe CD40/CD40L était initialement cru d'être limiter aux cellules du système immunitaire, mais aujourd'hui il est bien connu que ce complexe est également exprimé sur les cellules du système circulatoire et vasculaire, et est impliqué dans diverses réactions inflammatoires; de sorte que le CD40L est maintenant considéré comme une molécule thrombo-inflammatoire prédictive des événements cardiovasculaires. Les plaquettes expriment constitutivement le CD40, alors que le CD40L n'est exprimé que suite à leur l'activation. Il est ensuite clivé en sa forme soluble (sCD40L) qui représente la majorité du sCD40L en circulation. Il fut démontré que le sCD40L influence l'activation plaquettaire mais son effet exact sur la fonction plaquettaire, ainsi que les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents à son action demeurent inconnus. Ainsi, ce projet a été entrepris dans le but d’adresser les objectifs spécifiques suivants: 1) évaluer les effets in vitro du sCD40L sur l'activation et l'agrégation plaquettaire; 2) identifier les récepteurs plaquettaires impliqués dans l’action du sCD40L; 3) élucider les voies signalétiques intracellulaires induits par le sCD40L; 4) évaluer les effets du sCD40L sur la formation de thrombus in vivo. Nous avons trouvé que le sCD40L augmente fortement l'activation et l'agrégation des plaquettes en réponse à de faibles concentrations d'agonistes. Les plaquettes humaines traitées avec une forme mutante du sCD40L qui n'interagit pas avec le CD40, et les plaquettes de souris déficientes en CD40 ne furent pas en mesure d'induire de telles réponses, indiquant que le récepteur principal du sCD40L au niveau des plaquettes est le CD40. En plus, nous avons identifié la présence de plusieurs membres de la famille du facteur associé du récepteur du TNF ("TNF receptor-associated factor", TRAF) dans les plaquettes et nous avons montré que seulement le TRAF2 s'associe avec le CD40 suite à la stimulation par le sCD40L. Nos résultats indiquent aussi que le sCD40L agisse sur les plaquettes au repos par l'entremise de deux voies signalétiques distinctes. La première voie implique l'activation de la petite GTPase Rac1 et de sa cible en aval, soit la protéine kinase p38 activée par le mitogène ("p38 mitogen-activated protein kinase", p38 MAPK ), menant au changement de forme plaquettaire et à la polymérisation de l'actine; alors que la deuxième voie implique l'activation de la cascade signalétique du NF-kB. Par ailleurs, à la suite d'une lésion artérielle induite par le chlorure de fer, le sCD40L exacerbe la formation de thrombus et l'infiltration leucocytaire au sein du thrombus dans les souris du type sauvage, mais pas chez les souris déficientes en CD40. En conclusion, ce projet a permis d'identifier pour la première fois deux voies signalétiques distinctes en aval du CD40 plaquettaire et a permis d'établir leur implication dans l'activation et l'agrégation plaquettaire en réponse au sCD40L. De manière plus importante, ce projet nous a permis d'établir un lien direct entre les niveaux élevés du sCD40L circulant et la formation de thrombus in vivo, tout en soulignant l'importance du CD40 dans ce processus. Par conséquent, l'axe CD40/CD40L joue un rôle important dans l'activation des plaquettes, les prédisposant à une thrombose accrue en réponse à une lésion vasculaire. Ces résultats peuvent expliquer en partie la corrélation entre les taux circulants élevés du sCD40L et l'incidence des maladies cardiovasculaires.

Caractérisation neuro-immunitaire d'un modèle d'encéphalomyélite auto-immune expérimentale spontanée

La sclérose en plaques est une maladie neuroinflammatoire idiopathique caractérisée par la formation de lésions focales de démyélinisation, qui apparaissent suite à l’infiltration périvasculaire de cellules immunitaires et à l’augmentation de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique. L’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE) est le modèle animal de cette maladie. Cependant, ce modèle présente des différences importantes avec la sclérose en plaques. L’objectif de ce projet de maîtrise était d’approfondir la caractérisation d’un nouveau modèle transgénique d’encéphalomyélite auto-immune expérimentale spontanée, le modèle TCR1640, afin de valider celui-ci pour l’étude des phénomènes physiopathologiques qui surviennent à différents stades de la sclérose en plaques, ainsi que pour le développement de nouveaux traitements de la maladie. La souris TCR1640 porte un récepteur des cellules T (TCR) transgénique autoréactif, qui reconnaît un peptide de la myéline et déclenche une réaction auto-immune contre la myéline endogène au sein du système nerveux central (SNC). Des observations faites in situ et in vitro ont permis d’identifier des changements qui surviennent de façon très précoce dans l’unité neurovasculaire chez les animaux TCR1640 présymptomatiques, et qui sont liés à la présence d’un profil immunitaire périphérique proinflammatoire. Lors des phases actives de l’EAE spontanée, les animaux TCR1640 au stade chronique présentent une inflammation accrue du système nerveux central associée à une infiltration leucocytaire massive, par rapport aux animaux au stade aigu de la maladie. Une étude in vivo a également permis de moduler la maladie développée par des animaux ayant subi une immunisation passive avec des cellules T auxiliaires en provenance de souris TCR1640. Enfin, l’implication de nouvelles molécules d’adhésion cellulaire dans le développement et le maintien de l’EAE spontanée a été suggérée par des observations in vitro. L’ensemble de ces résultats suggère que le modèle TCR1640 présente plusieurs avantages pour l’étude de la physiopathologie de maladies neuroinflammatoires telles que la sclérose en plaques, et servira d’outil afin de valider de nouvelles stratégies thérapeutiques.

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.