A possible role for chemokine signalling through CXCR4 as a downstream effector of retinoic acid signalling in the regenerating tail and spinal cord of Notophthalmus viridescens

The newt, Notopthalmus viridescens is one of the few tet rapod vertebrates capable of extensive regeneration of the central nervous system, however, the factors involved in this process are still unknown. Chemokine signalling through the receptor CXCR4, has been found to be involved in the development of the central nervous system of mammals and more recently in epimorphic fin regeneration in zebrafish. We have hypothesized that the CXCR4 signalling pathway is involved in spinal cord and tail regeneration in the adul t newt , possibly as a downstream target of retinoic acid signalling. We found that CXCR4 mRNA expression was observed in the brain, spinal cord, heart, gut, liver and regenerating tail blastemas. CXCR4 expression increased over the f i rst 12 days of tail regeneration and returned to basal expression levels at day 21 of regeneration. Inhibition of CXCR4 wi th AMD3100, a specific receptor antagonist, led to a decrease in CXCR4 mRNA in the regenerating tail 14 days post amputation. Histological analysis suggests a delay in the early stages of tail and spinal cord regeneration. Spinal cord explants t reated wi th CXCL12, the ligand to CXCR4, displayed enhanced neurite outgrowth in vitro. Explants t reated wi th AMD3100 abolished any retinoic acid enhanced neurite outgrowth effects suggesting a link between these signalling pathways.

Optimisation de la domiciliation des cellules CD34+ de sang de cordon ombilical: élucider les mécanismes en cause dépendant du CXCR4.

Le sang provenant d’un cordon ombilical (SCO) représente une bonne source de cellules souches hématopoïétiques (CSH) pour des transplantations. Cependant, le nombre de cellules souches contenues dans ce sang est souvent insuffisant pour greffer un adulte. Le mécanisme intervenant dans la domiciliation de ces cellules au sein de la moelle osseuse (MO) est encore mal compris. On sait que l’interaction entre la chimiokine SDF-1 et le récepteur CXCR4, présent sur les cellules CD34+ de SCO, mène à la migration de ces cellules en direction de la MO. Nous pensons que l’augmentation de la proportion de cellules qui réussit à se greffer pourra pallier au problème du nombre. Les produits de dégradation, C3a et le C3desarg,, issus du système du complément, sont connus pour favoriser la réponse de cellules exprimant CXCR4 vers SDF-1. Nous avons analysé l’effet du C3adesarg, molécule non anaphylatoxique, sur la migration cellulaire vers SDF-1, de même que sur la prise de greffe des cellules CD34+ issues de SCO suite à une transplantation sur des souris NOD/SCIDyC-. Nos expériences ont démontré que le C3a ainsi que le C3adesarg augmentaient tous les deux la réponse des cellules CD34+ vers SDF-1. Toutefois, nous n’avons pas pu démontrer que ces molécules liaient directement le récepteur CXCR4. Par contre, le composé C3adesarg favorise la prise de greffe des cellules CD34+ de SCO. Il serait donc un bon candidat pour poursuivre une optimisation de ses propriétés. Nous avons également constaté que suite à une transplantation chez la souris, les cellules CD34+ de SCO subissent une hausse d’expression transitoire de leur CXCR4 environ quatre jours après la greffe. Cette hausse d’expression coïncide avec la multiplication des cellules CD34+ dans la MO. Nous avons également confirmé qu’une cellule CD34+ avec une forte expression de CXCR4 était dans un état prolifératif. Nos données suggèrent que l’interaction directe avec les cellules stromales soit responsable de cette hausse d’expression de CXCR4.

Évaluation de l'effet des antagonistes synthétiques du récepteur de chimiokine, CXCR4 sur CXCR7

Le récepteur de chimiokine CXCR7 a été récemment identifié comme liant la chimiokine SDF-1, anciennement considérée comme ligand exclusif du récepteur CXCR4. Ces deux récepteurs sont exprimés majoritairement dans les mêmes types cellulaires et, ainsi, la découverte de CXCR7 incite à réévaluer les effets respectifs de SDF-1 sur CXCR4. Étant donné son rôle dans le cancer, CXCR4 est une cible de choix pour le développement de molécules thérapeutiques. Également, CXCR7 semble être impliqué dans la croissance tumorale. AMD3100, un antagoniste «sélectif» pour CXCR4, est maintenant commercialisé. Cet antagoniste a été identifié comme liant lui aussi CXCR7. De plus, sur CXCR7, l’AMD3100 agit comme agoniste puisqu’il induit le recrutement de la β-arrestine, à l’opposé de son effet sur. En revanche, AMD3100 n’induit pas le recrutement de la β-arrestine à CXCR4. Basé sur ces résultats, il est nécessaire de revoir la sélectivité d’autres antagonistes synthétiques de CXCR4. À l’aide de la technique de BRET (Résonance d’un transfert d’énergie par bioluminescence), nos résultats montrent que le Tc14012, un autre antagoniste synthétique de CXCR4, et structurellement distinct de l’AMD3100, interagit avec CXCR7. Contrairement à CXCR4, les deux antagonistes de CXCR4 agissent comme agonistes sur CXCR7 en induisant le recrutement de la β-arrestine. Nos résultats suggèrent que l’organisation spatiale du corps du récepteur serait responsable de cet effet opposé. En conclusion, AMD3100 et Tc14012 ne sont pas sélectifs pour CXCR4, puisqu’ils interagissent avec CXCR7. Lors du développement de nouvelles molécules synthétiques ciblant CXCR4, il serait alors nécessaire d’en évaluer leur sélectivité, et leurs effets en les testant aussi sur CXCR7.

Régulation de l’activité transcriptionnelle des récepteurs des estrogènes (ER) par le récepteur à chimiokine CXCR4 et les récepteurs à activité tyrosine kinase ErbB2 et ErbB3

La régulation de la transcription des gènes par les récepteurs des estrogènes ERα et ERβ joue un rôle important dans la croissance cellulaire et dans le développement du cancer du sein. Une augmentation de l’expression de CXCR4 et de son ligand SDF-1/CXCL12 corrèle avec un phénotype plus agressif du cancer du sein. Ici, nous démontrons un mécanisme de boucle de régulation positive entre la signalisation de CXCR4/SDF-1 et l’activité transcriptionnelle des ERs dans des cellules cancéreuses mammaires. L’activité transcriptionnelle de ER et l’expression de gènes cibles de ER, dont SDF-1 lui-même, sont augmentées dans la lignée cancéreuse mammaire MCF-7 en réponse à SDF-1. Ces effets sont bloqués par l’anti-estrogène fulvestrant et par la délétion de CXCR4. Par ailleurs, l’expression des gènes et la prolifération des cellules cancéreuses mammaires MCF-7 en réponse à l’estrogène sont altérées par l’inhibition de CXCR4. La signalisation par les facteurs de croissance joue un rôle important dans le cancer du sein. La surexpression et la dérégulation de la signalisation par le récepteur à activité tyrosine kinase ErbB2 corrèlent avec un phénotype tumoral mammaire plus agressif et un moins bon pronostic. Cependant, comment la signalisation de ErbB2 et de CXCR4 sont fonctionnellement reliées dans la régulation de la réponse de ER dans les cellules cancéreuses mammaires n’est pas connue. Nous démontrons ici que CXCR4 régule négativement l’expression protéique de ErbB2 et de son partenaire d’interaction ErbB3 ainsi que la phosphorylation de ErbB2. CXCR4 altère l’activation de la voie PI3-K/Akt par le dimère ErbB2/ErbB3 en réponse à héréguline alors qu’en présence de SDF-1, les niveaux d’activation sont récupérés. Nous avons trouvé que héréguline-β promouvoit la phosphorylation de la sérine 339 de CXCR4, un site important pour l’internalisation et la signalisation du récepteur. De plus, le recrutement de ErbB2 à CXCR4 est favorisé par ErbB3 et héréguline-β. L’activité transcriptionnelle ainsi que l’expression des gènes cibles de ER en réponse à l’héréguline sont relevées avec l’expression de CXCR4 et partiellement récupérées avec l’addition de SDF-1. Ces résultats démontrent que le recrutement de CXCR4 à ErbB2 altère la signalisation médiée par ErbB2/ErbB3 ainsi que l’activité hormonale de ER dans des cellules cancéreuses mammaires. Nous travaux ont permis d’identifier et de caractériser l’impact de la signalisation médiée par des récepteurs membranaires sur la réponse transcriptionnelle de ER dans des cellules cancéreuses mammaires. La signalisation membranaire est un facteur pouvant contribuer à la résistance aux thérapies endocriniennes et donc cibler les récepteurs impliqués s’avèrerait utile pour améliorer les traitements existants et mettre au point de nouvelles approches.

Human endogenous RNAs: Implications for the immunomodulation of Toll-like receptor 3

Toll-like receptors (TLRs), a family of mammalian receptors, are able to recognize nucleic acids. TLR3 recognizes double-stranded (ds)RNA, a product of the replication of certain viruses. Polyinosinic-polycytidylic acid, referred to as poly(I:C), an analog of viral dsRNA, interacts with TLR3 thereby eliciting immunoinflammatory responses characteristic of viral infection or down-regulating the expression of chemokine receptor CXCR4. It is known that dsRNA also directly activates interferon (IFN)-induced enzymes, such as the RNA-dependent protein kinase (PKR). In the present study, the mRNA expression of TLR3, CXCR4, IFN gamma and PKR was investigated in a culture of peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) stimulated with poly(I:C) and endogenous RNA from human PBMCs. No cytotoxic effect on the cells or on the proliferation of CD3(+), CD4(+) and CD8(+) cells was observed. TLR3 expression in the PBMCs in the presence of poly(I:C) was up-regulated 9.5-fold, and TLR3 expression in the PBMCs treated with endogenous RNA was down-regulated 1.8-fold (p=0.002). The same trend was observed for IFN gamma where in the presence of poly(I:C) an 8.7-fold increase was noted and in the presence of endogenous RNA a 3.1-fold decrease was observed. In the culture activated with poly(1:C), mRNA expression of CXCR4 increased 8.0-fold and expression of PKR increased 33.0-fold. Expression of these genes decreased in the culture treated with endogenous RNA when compared to the culture without stimulus. Thus, high expression of mRNA for TLR3, IFN gamma, CXCR4 and PKR was observed in the presence of poly(I:C) and low expression was observed in the cells cultured with endogenous RNA. In conclusion, TLR3 may play major physiological roles that are not in the context of viral infection. It is possible that RNA released from cells could contain enough double-stranded structures to regulate cell activation. The involvement of endogenous RNA in endogenous gene expression and its implications in the regulation thereof, are still being studied, and will have significant implications in the future.

Changes in CXCL12/CXCR4-chemokine expression during onset of colorectal malignancies

Chemokines have been proposed to contribute to tumour growth and metastatic spread of several cancer entities. Here, we examined the relative levels of CXCL12/CXCR4 in resection specimens from patients with different malignant and non-malignant colorectal diseases as well as colorectal liver metastases (CRLM). CXCL12/CXCR4 mRNA and protein expression profiles were assessed by quantitative real-time PCR, Western blot analysis, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and immunohistochemistry in resection specimens from patients with ulcerative colitis (UC; n = 15), colorectal adenoma (CRA; n = 15), colorectal adenocarcinoma (CRC; n = 47) and CRLM (n = 16). Corresponding non-affected tissues served as control. In contrast to UC tissues, CXCL12 showed a distinct down-regulation in CRA, CRC and CRLM specimens, whereas the corresponding receptor CXCR4 demonstrated a significant up-regulation in CRC and CRLM related to corresponding non-affected tissues (p < 0.05, respectively). Our results strongly suggest an association between CXCL12/CXCR4 expression and the induction of CRA, CRC and the development of CRLM. Therefore, CXCR4 may be a potential target for specific therapeutic interventions.

Receptor tyrosine kinase HER2-mediated signaling pathways in metastasis and angiogenesis

Metastasis, the major cause of morbidity and mortality in most cancers, is a highly organized and organ-selective process. The receptor tyrosine kinase HER2 enhances tumor metastasis, however, its role in homing to metastatic organs is poorly understood. The chemokine receptor CXCR4 has recently been shown to mediate the malignant cancer cells to specific organs. Here we show that HER2 enhances the expression of CXCR4 by increasing CXCR4 protein synthesis and inhibiting its degradation. We also observed significant correlation between HER2 and CXCR4 expression in human breast tumor tissues, and an association between CXCR4 expression and a poor overall survival rate in patients with breast cancer. Furthermore, we found that CXCR4 is required for HER2-induced invasion, migration, and adhesion activities in vitro . Finally we established stable transfectants using retroviral RNA interference to inhibit CXCR4 expression and showed that the CXCR4 is required for HER2-mediated lung metastasis in vivo. These results provide a plausible mechanism for HER2-mediated breast tumor metastasis and homing to metastatic organs, and establish a functional link between the receptor tyrosine kinase HER2 and the chemokine receptor CXCR4 signaling pathways. ^ The HER2 overexpression activates PI-3K/Akt pathways and plays an important role in mediating cell survival and tumor development. Hypoxia inducible factors (HIF) are the key regulator for angiogenesis and energy metabolism, and thereby enhance tumor growth and metastasis. HIF activation occurs in the majority of human cancers, including the HER2 overexpressing cancer cells. Previous reports suggested that increased PI-3K/Akt may activate HIF pathway in various tumors, but the detail mechanism is still not completely understood. Here we found that HER2/PI-3K/Akt pathway induces HIF-1α activation, which is independent of hypoxia, but relatively weaker than hypoxic stimulation. This phenomenon was further observed in Akt knock out mouse embryonic fibroblast cells. The PI-3K/Akt pathway does not affect HIF-1α binding with its E3 ligase VHL, but enhances the binding affinity between HIF-1α and β unit. Furthermore, we found Akt phosphorylates HIF-1β at serine 271 and further regulated HIF transcriptional activity. Our findings provided one mechanism that HER2 induce HIF activation via Akt to promote angiogenesis, and this process is independent on hypoxia, which may have implications in the oncogenic activity of HER2 and PI-3K/Akt pathway. ^

Binding of the HIV-1 gp120 -V3 to cellular glycosphingolipids is necessary for CXCR4 recruitment and infection

Infection by human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) is a multi-step process, and detailed analyses of the various events critical for productive infection are necessary to clearly understanding the infection process and identifying novel targets for therapeutic interventions. Evidence from this study reveals binding of the viral envelope protein to host cell glycosphingolipids (GSLs) as a novel event necessary for the orderly progression of the host cell-entry and productive infection by HIV-1. Data obtained from co-immunoprecipitation analyses and confocal microscopy showed that the ability of viral envelope to interact with the co-receptor CXCR4 and productive infection of HIV-1 were inhibited in cells rendered GSL-deficient, while both these activities were restored after reconstitution of the cells with specific GSLs like GM3. Furthermore, evidence was obtained using peptide-inhibitors of HIV-1 infection to show that binding of a specific region within the V3-loop of the envelope protein gp120 to the host cell GSLs is the trigger necessary for the CD4-bound gp120 to recruit the CXCR4 co-receptor. Infection-inhibitory activity of the V3 peptides was compromised in GSL-deficient cells, but could be restored by reconstitution of GSLs. Based on these findings, a revised model for HIV-1 infection is proposed that accounts for the established interactions between the viral envelope and host cell receptors while enumerating the importance of the new findings that fill the gap in the current knowledge of the sequential events for the HIV-1 entry. According to this model, post-CD4 binding of the HIV-1 envelope surface protein gp120 to host cell GSLs, mediated by the gp120-V3 region, enables formation of the gp120-CD4-GSL-CXCR4 immune-complex and productive infection. The identification of cellular GSLs as an additional class of co-factors necessary for HIV-1 infection is important for enhancing the basic knowledge of the HIV-1 entry that can be exploited for developing novel antiviral therapeutic strategies. ^

CXCR4/SDF1 interaction inhibits the primordial to primary follicle transition in the neonatal mouse ovary

The molecular mechanisms behind the entry of the primordial follicle into the growing follicle pool remain poorly understood. To investigate this process further, a microarray-based comparison was undertaken between 2-day postpartum mouse ovaries consisting of primordial follicles/naked oocytes only and those with both primordial follicles and newly activated follicles (7-day postpartum). Gene candidates identified included the chemoattractive cytokine stromal derived factor-1 (SDF1) and its receptor CXCR4. SDF1 and CXCR4 have been implicated in a variety of physiological processes including the migration of embryonic germ cells to the gonads. SDF1-alpha expression increased with the developmental stage of the follicle. Embryonic expression was found to be dichotomous post-genii cell migration, with low expression in the female. Immunohistochemical studies nonetheless indicate that the autocrine pattern of expression ligand and receptor begins during embryonic life. Addition of recombinant SDF1-alpha to neonatal mouse ovaries in vitro resulted in significantly higher follicle densities than for control ovaries. TUNEL analysis indicated no detectable difference in populations of apoptotic cells of treated or control ovaries. Treated ovaries also contained a significantly lower percentage of activated follicles as determined by measurement of oocyte diameter and morphological analysis. Treatment of cultured ovaries with an inhibitor of SDF1-alpha, AMD3100, ablated the effect of SDF1-alpha. By retaining follicles in an unactivated state, SDF1/CXCR4 signaling may play an important role in maintaining the size and longevity of the primordial follicle pool. (c) 2006 Elsevier Inc. All rights reserved.

L’implication du Stromal Cell-derived Factor-1 alpha dans le remodelage cardiaque une semaine après un infarctus du myocarde

L’injection de cellules souches provenant de la moelle osseuse est reconnue pour améliorer la fonction ventriculaire ainsi que le remodelage cicatriciel après un infarctus du myocarde (IM). Le Stromal Cell-derived factor-1 alpha (SDF-1 alpha), une chimiokine induite par l’ischémie cardiaque, représente une grande importance en raison de son rôle dans le recrutement de cellules inflammatoires et de cellules souches de la moelle osseuse vers les sites endommagés. Quoique les recherches sur le rôle de la chimiokine SDF-1 alpha dans le remodelage ventriculaire se multiplient, son implication dans la phase aiguë du remodelage reste inexplorée. Le but de la présente étude est de déterminer l’effet du SDF-1 alpha sur la taille de la cicatrice, l’hypertrophie cardiaque ainsi que la fonction ventriculaire chez des rats et des souris une semaine après un IM. La stratégie utilisée implique l’administration de l’AMD3100 (1 mg/kg, 24 heures après l’IM, pendant 6 jours), l’antagoniste sélectif du récepteur du SDF-1 alpha, le CXCR4. Ce récepteur est couplé à une protéine G alpha i et induit la migration et la prolifération cellulaire. Chez les rats du groupe IM, l’expression de la chimiokine a été détectée surtout dans les cellules musculaires lisses et les cellules endothéliales des vaisseaux cicatriciels. Le profil d’expression de la chimiokine dans le cœur infarci indique un gradient de concentration vers la cicatrice. Une semaine après l’IM, le traitement avec l’AMD3100 a diminué la taille de la cicatrice, résultant en une amélioration de la fonction ventriculaire et une diminution de l’élévation de l’expression de l’ARNm de l’ANP dans le ventricule gauche non infarci (VGNI). Chez les souris, le traitement avec l’AMD3100 a engendré les mêmes effets, soit une diminution de la taille de la cicatrice ainsi qu’une amélioration de la fonction ventriculaire. La réduction de la taille de la région infarcie chez les souris traitées avec l’AMD3100 est associée avec une atténuation de l’infiltration des neutrophiles dans la région ischémique. Ces résultats suggèrent que le blocage pharmacologique de l’axe SDF-1 alpha/CXCR4 lors de la phase aiguë du remodelage ventriculaire après un IM diminue la taille de la cicatrice et améliore la fonction ventriculaire, en partie, par la diminution de la réaction inflammatoire.

Étude de la relation entre les conformations et la signalisation des 7TMRs

L’interaction d’un ligand avec un récepteur à sept domaines transmembranaires (7TMR) couplé aux protéines G, mène à l’adoption de différentes conformations par le récepteur. Ces diverses conformations pourraient expliquer l’activation différentielle des voies de signalisation. Or, le lien entre la conformation et l’activité du récepteur n’est pas tout à fait claire. Selon les modèles classiques pharmacologiques, comme le modèle du complexe ternaire, il n’existe qu’un nombre limité de conformations qu’un récepteur peut adopter. Afin d’établir un lien entre la structure et la fonction des récepteurs, nous avons choisi dans un premier temps, le récepteur de chimiokine CXCR4 comme récepteur modèle. Ce dernier, est une cible thérapeutique prometteuse, impliqué dans l’entrée du VIH-1 dans les cellules cibles et dans la dissémination de métastases cancéreuses. Grâce au transfert d’énergie par résonance de bioluminescence (BRET) nous pouvons détecter les changements conformationnels des homodimères constitutifs de CXCR4 dans les cellules vivantes. En conséquence, nous avons mesuré les conformations de mutants de CXCR4 dont les mutations affecteraient sa fonction. Nous montrons que la capacité des mutants à activer la protéine Galphai est altérée suite au traitement avec l’agoniste SDF-1. Notamment, ces mutations altèrent la conformation du récepteur à l’état basal ainsi que la réponse conformationnelle induite suite au traitement avec l’agoniste SDF-1, l’agoniste partiel AMD3100 ou l’agoniste inverse TC14012. Ainsi, différentes conformations de CXCR4 peuvent donner lieu à une activation similaire de la protéine G, ce qui implique une flexibilité des récepteurs actifs qui ne peut pas être expliquée par le modèle du complexe ternaire (Berchiche et al. 2007). Également, nous nous sommes intéressés au récepteur de chimiokine CCR2, exprimé à la surface des cellules immunitaires. Il joue un rôle important dans l’inflammation et dans des pathologies inflammatoires telles que l’asthme. CCR2 forme des homodimères constitutifs et possède différents ligands naturels dont la redondance fonctionnelle a été suggérée. Nous avons étudié le lien entre les conformations et les activations d’effecteurs (fonctions) de CCR2. Notre hypothèse est que les différents ligands naturels induisent différentes conformations du récepteur menant à différentes fonctions. Nous montrons que les réponses de CCR2 aux différents ligands ne sont pas redondantes au niveau pharmacologique et que les chimiokines CCL8, CCL7 et CCL13 (MCP-2 à MCP-4) sont des agonistes partiels de CCR2, du moins dans les systèmes que nous avons étudiés. Ainsi, l’absence de redondance fonctionnelle parmi les chimiokines liant le même récepteur, ne résulterait pas de mécanismes complexes de régulation in vivo, mais ferait partie de leurs propriétés pharmacologiques intrinsèques (Berchiche et al. 2011). Enfin, nous nous sommes intéressés au récepteur de chimiokine CXCR7. Récemment identifié, CXCR7 est le deuxième récepteur cible de la chimiokine SDF-1. Cette chimiokine a été considérée comme étant capable d’interagir uniquement avec le récepteur CXCR4. Notamment, CXCR4 et CXCR7 possèdent un patron d’expression semblable dans les tissus. Nous avons évalué l’effet de l’AMD3100, ligand synthétique de CXCR4, sur la conformation et la signalisation de CXCR7. Nos résultats montrent qu’AMD3100, tout comme SDF-1, lie CXCR7 et augmente la liaison de SDF-1 à CXCR7. Grâce au BRET, nous montrons aussi qu’AMD3100 seul est un agoniste de CXCR7 et qu’il est un modulateur allostérique positif de la liaison de SDF-1 à CXCR7. Aussi, nous montrons pour la première fois le recrutement de la beta-arrestine 2 à CXCR7 en réponse à un agoniste. L’AMD3100 est un ligand de CXCR4 et de CXCR7 avec des effets opposés, ce qui appelle à la prudence lors de l’utilisation de cette molécule pour l’étude des voies de signalisation impliquant SDF-1 (Kalatskaya et al. 2009). En conclusion, nos travaux amènent des évidences qu’il existe plusieurs conformations actives des récepteurs et appuient les modèles de structure-activité des récepteurs qui prennent en considération leur flexibilité conformationnelle.

Identification des résidus essentiels à l’interaction du récepteur CXCR7 avec ses ligands SDF-1 et ITAC

Les chimiokines sont des petites protéines secrétées dont la fonction principale est la stimulation de la migration de cellules immunitaires vers différents organes et tissus. Elles sont souvent impliquées lors des maladies inflammatoires, auto-immunes et des cancers. Ainsi, les chimiokines et leurs récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) sont la cible pharmacologique de plusieurs molécules, actuellement testées en essais cliniques. Nous avons pris comme modèle, lors de notre étude, le récepteur atypique CXCR7. Ce récepteur est dit atypique, car il ne signalise pas via la voie classique des protéines G, mais plutôt via la voie de la β-arrestine. CXCR7 est impliqué dans de nombreux cancers, favorise la progression métastatique et est un co-récepteur pour le virus de l’immunodéficience humaine (VIH). Cependant, aucune donnée sur son mode de liaison avec ses ligands CXCL11/ITAC et CXCL12/SDF-1 n’existe à date. Nous pensons que cette information est essentielle pour le développement efficace d’agonistes et d’antagonistes, et nous nous sommes intéressés à identifier les résidus essentiels à la liaison des deux ligands de CXCR7 et à son activation par ces derniers. Pour cela, nous avons créé une série de mutants par substitution ou délétion d’acides aminés de la partie N-terminale, des boucles extracellulaires et des domaines transmembranaires du récepteur. Nous avons testé leur marquage en surface cellulaire par cytométrie en flux, leur liaison des deux ligands par expériences de radio-liaison, et leur capacité à recruter la β-arrestine en réponse aux ligands par essais BRET. Les résultats obtenus ont permis d’identifier des résidus importants à l’interaction des systèmes CXCR7/SDF-1 et CXCR7-ITAC et suggèrent des modes de liaison à CXCR7 différents entre ITAC et SDF-1. Tout comme la liaison d’ITAC à son autre récepteur CXCR3, sa liaison à CXCR7 suivrait le mode conventionnel de liaison en deux étapes des récepteurs de chimiokines. Cependant, la liaison de SDF-1 à CXCR7 suivrait un autre mode de liaison, contrairement à sa liaison à son autre récepteur, CXCR4.

The CXC chemokine stromal cell-derived factor 1 is not responsible for CD8+ T cell suppression of syncytia-inducing strains of HIV-1

Primary CD8+ T cells from HIV+ asymptomatics can suppress virus production from CD4+ T cells acutely infected with either non-syncytia-inducing (NSI) or syncytia-inducing (SI) HIV-1 isolates. NSI strains of HIV-1 predominantly use the CCR5 chemokine receptor as a fusion cofactor, whereas fusion of T cell line-adapted SI isolates is mediated by another chemokine receptor, CXCR4. The CCR5 ligands RANTES (regulated on activation, normal T cell expressed and secreted), macrophage inflammatory protein 1α (MIP-1α), and MIP-1β are HIV-1 suppressive factors secreted by CD8+ cells that inhibit NSI viruses. Recently, the CXC chemokine stromal cell-derived factor 1 (SDF-1) was identified as a ligand for CXCR4 and shown to inhibit SI strains. We speculated that SDF-1 might be an effector molecule for CD8+ suppression of SI isolates and assessed several SDF-1 preparations for inhibition of HIV-1LAI-mediated cell–cell fusion, and examined levels of SDF-1 transcripts in CD8+ T cells. SDF-1 fusion inhibitory activity correlated with the N terminus, and the α and β forms of SDF-1 exhibited equivalent fusion blocking activity. SDF-1 preparations having the N terminus described by Bleul et al. (Bleul, C.C., Fuhlbrigge, R.C., Casasnovas, J.M., Aiuti, A. & Springer, T.A. (1996) J. Exp. Med. 184, 1101–1109) readily blocked HIV-1LAI-mediated fusion, whereas forms containing two or three additional N-terminal amino acids lacked this activity despite their ability to bind and/or signal through CXCR4. Though SDF-1 is constitutively expressed in most tissues, CD8 T cells contained extremely low levels of SDF-1 mRNA transcripts (<1 transcript/5,000 cells), and these levels did not correlate with virus suppressive activity. We conclude that suppression of SI strains of HIV-1 by CD8+ T cells is unlikely to involve SDF-1.

Stable exposure of the coreceptor-binding site in a CD4-independent HIV-1 envelope protein

We recently derived a CD4-independent virus from HIV-1/IIIB, termed IIIBx, which interacts directly with the chemokine receptor CXCR4 to infect cells. To address the underlying mechanism, a cloned Env from the IIIBx swarm (8x) was used to produce soluble gp120. 8x gp120 bound directly to cells expressing only CXCR4, whereas binding of IIIB gp120 required soluble CD4. Using an optical biosensor, we found that CD4-induced (CD4i) epitopes recognized by mAbs 17b and 48d were more exposed on 8x than on IIIB gp120. The ability of 8x gp120 to bind directly to CXCR4 and to react with mAbs 17b and 48d in the absence of CD4 indicated that this gp120 exists in a partially triggered but stable state in which the conserved coreceptor-binding site in gp120, which overlaps with the 17b epitope, is exposed. Substitution of the 8x V3 loop with that from the R5 virus strain BaL resulted in an Env (8x-V3BaL) that mediated CD4-independent CCR5-dependent virus infection and a gp120 that bound to CCR5 in the absence of CD4. Thus, in a partially triggered Env protein, the V3 loop can change the specificity of coreceptor use but does not alter CD4 independence, indicating that these properties are dissociable. Finally, IIIBx was more sensitive to neutralization by HIV-positive human sera, a variety of anti-IIIB gp120 rabbit sera, and CD4i mAbs than was IIIB. The sensitivity of this virus to neutralization and the stable exposure of a highly conserved region of gp120 suggest new strategies for the development of antibodies and small molecule inhibitors to this functionally important domain.

Atividade antiangiogênica da forma recombinante da proteína 21 de Trypanosoma cruzi

Chagas disease, caused by the parasite Trypanosoma cruzi, is the cause of Chronic chagasic cardiomyopathy (CCC). The prospection of innovative therapeutic agents against CCC is a major task. The recombinant form of 21 (rP21), a secreted T. cruzi protein involved in host cell invasion and on progression of chronic inflammatory processes have been studied as a potential novel therapeutic target. Our present work aimed to verify and investigate the impact of rP21 in the formation of blood vessels in vitro and in vivo. First, tEnd cells were treated with different concentrations of rP21 or bacterial extract and viability and cellular adhesion were evaluated by MTT and angiogenesis inhibition by Matrigel tube formation assay and murine model. To verify the proteolytic activity of rP21 on extracellular matrix (ECM) components, fibrinogen, matrigel and fibronectin was incubated with rP21 or not. In addition, we performed proliferation assays and cell cycle analysis. Furthermore, the accumulation and distribution of F-actin was determined by Phalloidin staining using ImageJ software. Finally, tEnd cells were incubated with rP21 and the mRNA levels were analyzed by real-time PCR. Our results showed that rP21 did not alter cell viability and adhesion, but strongly inhibited vessel formation in vitro and in vivo. Tube formation assay showed that angiogenesis inhibition was dependent of the CXCR4-rP21 binding. In addition to these results, we observed that the rP21 was able to inhibit cell proliferation and promoted a significant reduction in the number of 4n cells (G2/M phase). Moreover, we found that rP21 significantly increased F-actin levels and this protein was able to modulate expression of genes related to angiogenesis and actin cytoskeleton. However, rP21 showed no significant activity on the matrix components. In this sense, we conclude that the rP21-endothelial cells (ECs) interaction via CXCR4 promotes inhibition of vessel formation through a cascade of intracellular events, such as inhibition of ECs proliferation and modulation of the expression of molecules associated with angiogenic processes and actin cytoskeleton.