Approaches to enhancing the retroviral transduction of human synoviocytes

This report concerns a clinical trial for rheumatoid arthritis (RA), approved by the US National Institutes of Health and the Food and Drug Administration. An amphotropic retrovirus (MFG-IRAP) was used ex vivo to transfer a cDNA encoding human interleukin-1 receptor antagonist (IL-1Ra) to synovium. The protocol required the transduced cells to secrete at least 30 ng IL-1Ra/106 cells per 48 h before reimplantation. Here we have evaluated various protocols for their efficiency in transducing cultures of human rheumatoid synoviocytes. The most reliably efficient methods used high titer retrovirus (approximately 108 infectious particles/ml). Transduction efficiency was increased further by exposing the cells to virus under flow-through conditions. The use of dioctadecylamidoglycylspermine (DOGS) as a polycation instead of Polybrene (hexadimethrine bromide) provided an additional small increment in efficiency. Under normal conditions of static transduction, standard titer, clinical grade retrovirus (approximately 5 × 105 infectious particles/ml) failed to achieve the expression levels required by the clinical trial. However, the shortfall could be remedied by increasing the time of transduction under static conditions, transducing under flow-through conditions, or transducing during centrifugation.

Modulation of interleukin-6 and matrix metalloproteinase 2 expression in human fibroblast-like synoviocytes by functional ionotropic glutamate receptors

Objective. Patients with rheumatoid arthritis (RA) have increased concentrations of the amino acid glutamate in synovial fluid. This study was undertaken to determine whether glutamate receptors are expressed in the synovial joint, and to determine whether activation of glutamate receptors on human synoviocytes contributes to RA disease pathology. Methods. Glutamate receptor expression was examined in tissue samples from rat knee joints and in human fibroblast-like synoviocytes (FLS). FLS from 5 RA patients and 1 normal control were used to determine whether a range of glutamate receptor antagonists influenced expression of the proinflammatory cytokine interleukin-6 (IL-6), enzymes involved in matrix degradation and cytokine processing (matrix metalloproteinase 2 [MMP-2] and MMP-9), and the inhibitors of these enzymes (tissue inhibitor of metalloproteinases 1 [TIMP-1] and TIMP-2). IL-6 concentrations were determined by enzyme-linked immunosorbent assay, MMP activity was measured by gelatin zymography, and TIMP activity was determined by reverse zymography. Fluorescence imaging of intracellular calcium concentrations in live RA FLS stimulated with specific antagonists was used to reveal functional activation of glutamate receptors that modulated IL-6 or MMP-2. Results. Ionotropic and metabotropic glutamate receptor subunit mRNA were expressed in the patella, fat pad, and meniscus of the rat knee and in human articular cartilage. Inhibition of N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors in RA FLS increased proMMP-2 release, whereas non-NMDA ionotropic glutamate receptor antagonists reduced IL-6 production by these cells. Stimulation with glutamate, NMDA, or kainate (KA) increased intracellular calcium concentrations in RA FLS, demonstrating functional activation of specific ionotropic glutamate receptors. Conclusion. Our findings indicate that activation of NMDA and KA glutamate receptors on human synoviocytes may contribute to joint destruction by increasing IL-6 expression. © 2007, American College of Rheumatology.

Mécanismes moléculaires et impacts pathophysiologiques de la régulation de l'expression de la cyclooxygénase-2 par les cytokines proinflammatoires interleukine-1[bêta] et interleukine-17 dans les synoviocytes et les chondrocytes humains

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Effet de la 15-deoxy-[symbole¹², ¹⁴- prostaglandine J₂ sur l'expression de la Cyclooxygénase-2 dans les synoviocytes humains

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mécanismes moléculaires et impacts pathophysiologiques de la régulation de l'expression de la cyclooxygénase-2 par les cytokines proinflammatoires interleukine-1[bêta] et interleukine-17 dans les synoviocytes et les chondrocytes humains

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Effet de la 15-deoxy-[symbole¹², ¹⁴- prostaglandine J₂ sur l'expression de la Cyclooxygénase-2 dans les synoviocytes humains

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

The Wnt signaling pathway and rheumatoid arthritis

The Wnt signaling pathways play a key role in cell renewal, and there are two such pathways. In patients with rheumatoid arthritis (RA), the synovial membrane expresses genes such as Wnt and Fz at higher levels than those observed in patients without RA. The Wnt proteins are glycoproteins that bind to receptors of the Fz family on the cell surface. The Wnt/Fz complex controls tissue formation during embryogenesis, as well as throughout the process of limb development and joint formation. Recent studies have suggested that this signaling pathway plays a role in the pathophysiology of RA. Greater knowledge of the role of the Writ signaling pathway in RA could improve understanding of the differences in RA clinical presentation and prognosis. Further studies should also focus on Wnt family members as molecular targets in the treatment of RA. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved

Characterization of a human synovial cell antigen: VCAM-1 and inflammatory arthritis

The contribution of synovial cells to the pathogenesis of rheumatoid arthritis (RA) is only partly understood. Monoclonal antibody (mAb) 1D5 is one of very few mAb ever raised against RA synovial cells in order to study the biology of these cells. Studies on the expression pattern and structural features of the 1D5 Ag suggest that 1D5 recognizes human vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1), which is an intercellular adhesion molecule. Vascular cell adhesion molecule-1 may be involved in a number of crucial intercellular interactions in RA.

Surface-active phospholipid in total hip arthroplasty

This is the first report of surface-active phospholipid as the boundary lubricant in total hip arthroplasty. Aspirate and rinsings from the bearing surfaces of 25 revision operations and one primary surgery were analyzed from 3 weeks to 26 years postoperatively. All samples contained substantial amounts of surface-active phospholipids ranging from 14 to 4186 μg. These findings indicate that synoviocytes continue producing the lubricant in significant quantities after arthroplasty surgery independent of the type of joint replacement and its fixation. Surface-active phospholipid was found on all bearing surfaces analyzed including polyethylene, stainless steel, chrome cobalt, alumina, zirconia, and titanium.

Inflammation And Autoimmune Responses Are Independent Of Peripheral Mhc Class Ii Expression Driven By Ciita Piv In Collagen Induced Arthritis

Background In rheumatoid arthritis (RA), non-professional antigen presenting cells (APCs) such as fi broblast-like synoviocytes (FLS) can express MHC class II (MHCII) molecules and function as non-professional APCs in vitro.Objective To examine the regulation of MHCII expression in FLS and to investigate the role of FLS as non-professional APCs in collagen-induced arthritis (CIA). Methods Expression of MHCII, CIITA and Ciita isoforms pI, pIII and pIV was examined by RT-qPCR, immunohistochemistry and fl ow cytometry in human synovial tissues, arthritic mouse joints and human as well as mouse FLS. CIA was induced in mice knockout for the isoform IV of Ciita (pIV-/-), in pIV-/- mice transgenic for CIITA in the thymus (pIV-/- K14 CIITA) and in control littermates in the DBA/1 background by immunising with bovine collagen type II (CII) in complete Freund's adjuvant.Results HLA-DRA, total CIITA and CIITA pIII mRNA levels were signifi cantly increased in the synovial tissues from RA compared to osteoarthritis patients. Human FLS expressed surface MHCII via CIITA pIII and pIV, while MHCII expression in murine FLS was entirely mediated by pIV. pIV-/- mice lacked both inducible MHCII expression on non-professional APCs including FLS, and in the thymic cortex. The thymic defect in pIV-/- mice impaired CD4+ positive selection, thus protecting pIV-/- mice from CIA by preventing CD4+ T cells immune responses against CII and blocking the release of IFN-γ and IL-17 in ex vivo stimulated lymph node cells. The production of T dependent, arthritogenic anti-CII antibodies was also impaired in pIV-/- mice. A normal thymic expression of MHCII and CD4+ T cell repertoire was obtained in pIV-/- K14 CIITA Tg mice. Immune responses against CII were restored in pIV-/- K14 CIITA Tg mice, as well as the arthritis incidence and clinical severity despite the lack of MHCII expression by mouse FLS. At histology, infl ammation andneutrophils infi ltration scores were not reduced in pIV-/- K14 CIITA Tg mice, while the bone erosion score was signifi cantly lower than in controls.Conclusion Over expression of MHCII is tightly correlated with CIITA pIII in the arthritic human synovium. MHCII is induced via CIITA pIII and pIV in human FLS. In the mouse, MHCII expression in the thymic cortex and in FLS is strictly dependent upon Ciita pIV. The lack of Ciita pIV in the periphery of pIV-/- K14 CIITA Tg mice lowered the bone erosion score but did not signifi cantly protect from infl ammation and autoimmune responses in CIA.

Role of the inflammasome in murine experimental models of arthritis

Summary : The purpose of this study was to investigate the role of the inflammasome in human and experimental murine models (such as ΑΙΑ and K/BxN) of rheumatoid arthritis (RA)RA, affecting 1% of the population is the most frequent inflammatory disease characterized by synovial hyperplasia and cartilage and bone erosion, leading to joint destruction. In general, women are 3 times more affected by RA suggesting a role of estrogen in this disease. The inflammasome is a multiproteic complex triggering the activation of caspase-1 leading to the activation of IL-1 β, an important pro-inflammatory cytokine implicated in arthritis. The inflammasome has been implicated in several inflammatory diseases and particularly in gout. To highlight a possible role of the inflammasome in murine arthritis, we obtained ASC, caspase-1 and NALP3 +/+ and -/- littermate mice to perform ΑΙΑ and K/BxN arthritis. NALP3 -/- and caspase-1 -/- mice were as arthritic as wild type littermate mice in both ΑΙΑ and K/BxN models implicating that the NALP3 inflammasome is not involved in experimental arthritis. By contrast, ΑΙΑ severity was significantly diminished in ASC- deficient male and female mice, and in the K/BxN model, in ASC-deficient female mice. These results were supported by histological scoring and acute phase protein serum amyloid A (SAA) levels that were equivalent between NALP+/+ and NALP3-/- mice and diminished in ASC -/- mice. In ΑΙΑ and K/BxN murine experimental models, we observed a sexdependent phenotype. We studied the role of estradiol in both the ALA and the K/BxN models. Castrated female or male ASC -/- mice that received estradiol had a decreased arthritis severity. This implies a protective role of estrogen in the absence of ASC. In the ΑΙΑ model, proliferation assay were performed using splenocytes from mBSA- immunized ASC +/+ and -/- mice. The mBSA-induced proliferation was significantly lower in ASC-/- splenocytes. Moreover the CD3-specific proliferation of purified splenic Τ cells was significantly lower in ASC-/- cells. Finally, Τ cells from ASC-/- mice produced significantly decreased levels of IFN-gamma associated with increased levels of IL-10. These results imply a possible role of ASC in the TCR-signaling pathway and Τ cell cytokine production. In parallel the expression of the different inflammasome components were analyzed in biopsies from rheumatoid arthritis (RA) and osteoarthritis (OA) patiens. The expression of the 14 different NALPs, their effector protein ASC, and caspase-1 and -5 was readily measurable by RT-PCR in a similar proportion in RA and OA synovial samples, with the exception of NALP-5 and NALP-13, which weren't found in samples from either disease. The corresponding NALP1, -3, -12 and ASC proteins were expressed at similar levels in both OA and RA biopsies, as determined by immunohistochemistry and Western-blot analysis. By contrast, caspase-1 levels were significantly enhanced in RA synovial tissues compared to those from OA patients. NALP-1, -2, -3, -10, -12 and -14, as well as ASC, caspase-1, and -5 were detected in RNA from unstimulated and stimulated RA synoviocytes. In FLS, only ASC and caspase-1 were expressed at the protein level. NALP1, 3 and 12 were not detected. However, upon stimulation, no secreted IL-Ιβ was detectable in either RA or in OA synoviocytes culture medium. Résumé : Le but de ce projet était d'étudier le rôle de l'inflammasome dans des modèles expérimentaux d'arthrite tels que les modèles ΑΙΑ et K/BxN ainsi que dans la polyarthrite humaine (RA). La polyarthrite est une maladie inflammatoire très fréquente avec 1 % de la population affectée et touche 3 fois plus les femmes que les hommes, suggérant un rôle des hormones sexuelles dans cette pathologie. L'inflammasome est un complexe multiprotéique qui permet l'activation de la caspase-1, une cystéine protéase qui va ensuite cliver et activer rinterleukine-ΐβ (IL-Ιβ). L'inflammasome a été impliqué ces dernières années dans de nombreuses maladies inflammatoires notamment dans la goutte. Pour mettre en évidence un éventuel rôle de l'inflammasome dans l'arthrite expérimentale nous avons obtenu des souris déficientes pour certains des composants de l'inflammasome tels que ASC, NALP3 et caspase-1. Les souris NALP3 déficientes et caspase-1 déficientes sont aussi arthritiques que les souris wild type correspondantes que ce soit dans le modèle ΑΙΑ ou K/BxN. Par contre les souris mâles et femelles ASC-déficientes sont moins arthritiques que les souris +/+ correspondantes dans le modèle ΑΙΑ. Dans le modèle KRN, le même phénotype (diminution de la sévérité de l'arthrite) est observé uniquement chez les femelles ASC-/- Ce phénotype est corrélé avec l'histologie ainsi qu'avec le dosage du serum amyloid A (SAA) qui reflète l'inflammation systémique et qui est diminué chez les souris ASC-déficientes. Nous avons ensuite étudié le rôle de Γ estradiol (une des formes active des estrogènes) dans les modèles K/BxN et ΑΙΑ. Les souris castrées maies ou femelles déficientes pour ASC ayant reçu de l'estradiol ont une arthrite moins sévère ce qui implique que les estradiol ont un effet protecteur en l'absence de ASC. Dans le modèle ΑΙΑ, nous nous sommes aussi intéressés à la réponse immune. Des tests de prolifération ont été effectués sur des splénocytes en présence de mBSA (qui est l'antigène utilisé dans le modèle ΑΙΑ). Les splénocytes ASC -/- ont une proliferation qui est diminuée en présence de l'antigène. De plus la proliferation de cellules Τ spléniques purifiées en présence d'anti-CD3 est diminuée chez les cellules Τ ASC-/-. Ces résultats nous indiquent une éventuelle implication de ASC dans la signalisation par le récépteur des cellules T. En parallèle l'expression des différents composants de l'inflammasome a été analysée dans des biopsies de patients atteints de polyarthrite rhumatoide (RA) et d'arthrose (OA). L'expression des 14 différents NALPs, de l'adaptateur ASC, ainsi que des caspase-1 et -5 était similaires dans les échantillons RA et OA, à l'exception de NALP5 et 13 qui n'étaient pas détéctables. L'expression protéique de NALP1, 3, 12 et ASC effectuée par Western blot et immunohistochimie était similaire dans les biopsies RA et OA. Par contre la quantité de la caspase-1 mesurée par ELISA était augmentée de façon significative dans les extraits protéiques de biopsies RA. NALP-1, -2. -3, -10, -12, and -14 ainsi que ASC, caspase-1 et -5 étaient exprimés de façon similaire par les synoviocytes RA non stimulés et stimulés. Dans les synoviocytes seuls ASC et caspase-1 étaient détéctable au niveau protéique. NALP-1, -3 et -12 n'était pas détéctables. Cependant après stimulation il n'y avait d'IL-Ιβ sécrété que ce soit dans les surnageants de cultures de synoviocytes RA ou OA.

Thrombin-sensitive photodynamic agents: a novel strategy for selective synovectomy in rheumatoid arthritis.

Protease-sensitive macromolecular prodrugs have attracted interest for bio-responsive drug delivery to sites with up-regulated proteolytic activities such as inflammatory or cancerous lesions. Here we report the development of a novel polymeric photosensitizer prodrug (T-PS) to target thrombin, a protease up-regulated in synovial tissues of rheumatoid arthritis (RA) patients, for minimally invasive photodynamic synovectomy. In T-PS, multiple photosensitizer units are tethered to a polymeric backbone via short, thrombin-cleavable peptide linkers. Photoactivity of the prodrug is efficiently impaired due to energy transfer between neighbouring photosensitizer units. T-PS activation by exogenous and endogenous thrombin induced an increase in fluorescence emission by a factor of 16 after in vitro digestion and a selective fluorescence enhancement in arthritic lesions in vivo, in a collagen-induced arthritis mouse model. In vitro studies on primary human synoviocytes showed a phototoxic effect only after enzymatic digestion of the prodrug and light irradiation, thus demonstrating the functionality of T-PS induced PDT. The developed photosensitizer prodrugs combine the passive targeting capacity of macromolecular drug delivery systems with site-selective photosensitizer release and activation. They illuminate lesions with pathologically enhanced proteolytic activity and induce cell death, subsequent to irradiation.

Rôle du récepteur REG/EXTL3 dans l’inflammation et son implication possible dans l’ostéoarthrose (OA)

L’ostéoarthrose (OA) est une maladie articulaire dont l’incidence augmente avec le vieillissement de la population. Elle se caractérise par une détérioration progressive du cartilage articulaire accompagnée du remodelage de l’os sous-chondral et du changement des tissus mous de l’articulation. La douleur et le dysfonctionnement de l’articulation affectée sont généralement attribués à l’inflammation et l’épanchement de la synovie. Plusieurs évidences indiquent que l’inflammation de la membrane synoviale contribue grandement à la pathogenèse de l’OA. En effet, la synthèse et l’expression des enzymes protéolytiques qui dégradent la matrice cartilagineuse sont régulées par de nombreuses cytokines retrouvées au sein de ce foyer inflammatoire. Deux d’entre elles, l’interleukine-1 beta (IL-1β) et le «tumor necrosis factor » alpha (TNF-α), jouent un rôle majeur dans le déclenchement de l’inflammation associée à l’OA. Ces cytokines pro-inflammatoires agissent notamment sur les synoviocytes et les chondrocytes en activant NF-κB qui, à son tour, active les gènes de cytokines. Cette boucle de régulation positive amplifie et perpétue la réponse inflammatoire. Récemment, il a été rapporté que l’activation de NF-κB par TNF-α peut être potentialisée par EXTL3, un récepteur transmembranaire ; mais le mécanisme sous-jacent de cet effet demeure inconnu. Toutefois, les niveaux important d’EXTL3 et de son ligand Reg1B chez les patients arthrosiques, laissent croire que ces protéines jouent un rôle dans le développement de l’OA. Notre objectif était d’étudier le mécanisme par lequel EXTL3 amplifie l’activation de NF-κB par TNF-α et d’examiner si ce phénomène se produit aussi avec l’IL-1β. Nous avons utilisé les cellules C28/I2, une lignée cellulaire de chondrocytes, comme modèle d’étude. Les transfections transitoires avec un vecteur d’expression, les techniques d’immunofluorescence (IF), d’immunoprécipitation (IP) et d’immunobuvardage de type Western (IB); ont été utilisées dans le cadre de diverses approches expérimentales. Les résultats obtenus par transfection ont révélé que la protéine EXTL3 potentialisait l’activation de NF-κB aussi bien par IL-1β que par TNF-α. Ce résultat signifie que la potentialisation de l’activité NF-κB par EXTL3 n’est pas spécifique à TNF-α. D’autre part, l’IP avec TNFRI et TRAF2 a révélé la présence d’EXTL3 dans le complexe TNF-α/TNFRI/TRAF2 qui se forme au niveau de la membrane plasmique. De plus, ceci a été confirmé in vivo par microscopie confocale montrant la co-localisation de TNFRI-TRAF2-EXTL3 dans la membrane nucléaire, suggérant ainsi la formation d’un complexe identique au niveau des membranes plasmique et nucléaires. Toutefois, la présence du ligand Reg1B et/ou de la glucosamine inhibait la formation de ce complexe au niveau de la membrane plasmique, tout comme ils abolissaient la potentialisation de l’activité NF-κB par EXTL3. Ces résultats suggèrent non seulement que le recrutement d’EXTL3 libre dans le complexe TNF-α/TNFR1 est requis pour amplifier l’activation de NF-κB par TNF-α, mais aussi la capacité du ligand Reg1B et de la glucosamine à moduler cette activation à travers la baisse ou l’inhibition de l’interaction EXTL3-TNFR1. Les données de cette étude constituent une avancée majeure dans la compréhension des événements moléculaires qui contrôlent l’activation de NF-κB par les cytokines pro-inflammatoires. Ces résultats pourraient conduire au développement de nouvelles approches thérapeutiques pour le traitement de l’inflammation associée à l’OA et impliquant une activation incessante de NF-κB.

Prevalencia de obesidad y factores de riesgo cardiovascular en estudiantes de ciencias de la salud - universidad del Quindío - 2013

ANTECEDENTES: En Colombia, reportes del año 2010 de la Encuesta Nacional de la Situación en Nutrición ENSIN 2010(2), muestran uno de cada dos colombianos, presentan un índice de masa corporal mayor al esperado (3) METODO: El presente estudio de corte transversal, determino la prevalencia de obesidad y otros factores de riesgo cardiovascular en una población de estudiantes de Ciencias de la Salud de una Universidad regional en el primer periodo académico del año 2013. El tamaño de muestra fue n=113 sujetos que corresponden 60,5% a la carrera de medicina y 39,95% a enfermería. Con el fin de conocer su comportamiento con respecto a hábitos y estilos de vida específicos como el consumo de alcohol, el consumo de tabaco y el sedentarismo, así como su asociación a eventos inflamatorios relacionados con la fisiopatología de los procesos de salud asociados al peso, por medio de instrumentos de medición clínica, antropométrica y sérica, determino un modelo estadístico propicio para entender el comportamiento de la obesidad y la enfermedad Cardiovascular RESULTADOS: La prevalencia estimada de sobrepeso y obesidad por Índice de Masa Corporal (IMC), fue del 27,7% (IC 95%: 19.9%,37.2%); por el perímetro abdominal (OBPABD) se encontró una prevalencia estimada del 27,4% (IC 95%: 19,9% – 36,4%), y la prevalencia con el Índice Cintura Cadera (OBICC) fue de 3,5% (IC 95%:1,3% – 9,3%). CONCLUSIONES: La presencia de hábitos no saludables y la presencia de sobrepeso y obesidad se considera que es necesario en primera instancia una valoración general de estado nutricional de los universitarios de las diferentes facultados y plantear estrategias preventivas ya que la literatura documenta los efectos de los hábitos no saludables sino además documenta los efectos de la prevención de la misma ya que en si se ha encontrado asociación para enfermedades cardiovasculares. Se propone que para obtener mayor información del comportamiento de los factores de riesgo cardiovasculares se deberían realizar estudios retrospectivos en el que intervengan las demás carreras de la universidad y poder evaluar la totalidad de población universitaria

Qualitative study of young, adult, and aged wistar rats temporomandibular synovial membrane employing light, scanning, and transmission electron microscopy

The aim of this study was to analyze the rat temporomandibular joint (TMJ) synovial membrane at different ages using light, scanning, and transmission electron microscopy. Under light microscopic analysis, the TMJ structures were observed such as condyle, capsule, disk, the synovial membrane collagen type, and cells distribution. In the scanning electron microscopy, the synovial membrane surface exhibited a smooth aspect in young animals and there was an increase with ageing in the number of folds. The transmission electron microscopic analysis showed more synoviocytes in the synovial layer in the young group and still a great number of vesicles and cisterns dilation of rough endoplasmic reticulum in the aged group. In the three groups, a dense layer of collagen fibers in the synovial layer and cytoplasmic extensions were clearly seen. It was possible to conclude that synovial membrane structures in aged group showed alterations contributing to the decrease in joint lubrication and in the sliding between disk and joint surfaces. These characteristic will reflect in biomechanics of chewing, and may cause the TMJ disorders, currently observed in clinical processes. Microsc. Res. Tech. (c) 2012 Wiley Periodicals, Inc.