Gastric damage induced by different doses of indomethacin in rats is variably affected by inhibiting iNOS or leukocyte infiltration

Aim: To evaluate the effect of inhibiting inducible nitric oxide synthase (iNOS), by aminoguanidine, or leukocyte infiltration, by fucoidin, on gastropathy induced by two different doses of indomethacin in rats. Methods: Rats were treated with saline, aminoguanidine (50 or 100 mg.kg(-1), i. p.) or fucoidin (25 mg.kg(-1), i. v.). Indomethacin was then given at a dose of 5 or 20 mg.kg(-1). At the end of 3 h, macroscopic gastric damage and myeloperoxidase (MPO) activity were assessed. Results: Aminoguanidine reduced the gastric damage induced by indomethacin at 20 mg.kg(-1), but increased gastric MPO activity. However, aminoguanidine did not influence the gastric damage induced by indomethacin at 5 mg.kg(-1). Fucoidin prevented both the gastric damage and the increase in gastric MPO activity induced by indomethacin at 20 mg. kg(-1), but not at 5 mg.kg(-1). Conclusion: Indomethacin at a dose of 20 mg.kg(-1), but not at 5 mg.kg(-1), induced gastropathy dependent on neutrophil infiltration and iNOS-generated NO.

Sodium nitroprusside has leishmanicidal activity independent of iNOS

Abstract: INTRODUCTION: Leishmaniasis is a zoonotic disease caused by protozoa of the genus Leishmania . Cutaneous leishmaniasis is the most common form, with millions of new cases worldwide each year. Treatments are ineffective due to the toxicity of existing drugs and the resistance acquired by certain strains of the parasite. METHODS: We evaluated the activity of sodium nitroprusside in macrophages infected with Leishmania (Leishmania) amazonensis . Phagocytic and microbicidal activity were evaluated by phagocytosis assay and promastigote recovery, respectively, while cytokine production and nitrite levels were determined by ELISA and by the Griess method. Levels of iNOS and 3-nitrotyrosine were measured by immunocytochemistry. RESULTS: Sodium nitroprusside exhibited in vitro antileishmanial activity at both concentrations tested, reducing the number of amastigotes and recovered promastigotes in macrophages infected with L. amazonensis . At 1.5µg/mL, sodium nitroprusside stimulated levels of TNF-α and nitric oxide, but not IFN-γ. The compound also increased levels of 3-nitrotyrosine, but not expression of iNOS, suggesting that the drug acts as an exogenous source of nitric oxide. CONCLUSIONS: Sodium nitroprusside enhances microbicidal activity in Leishmania -infected macrophages by boosting nitric oxide and 3-nitrotyrosine.

Myosin V and iNOS expression is enhanced in J774 murine macrophages treated with IFN-gamma

Actin-based motor protein requirements and nitric oxide (NO) production are important features of macrophage activity during phagocytosis or microbicidal processes. Different classes of myosins contribute directly or indirectly to phagocytosis by providing mechanical force for phagosome closure or organelle movement. Recent data have shown the presence of myosins IC, II, V and IXb in phagosomes of bone marrow-derived murine macrophages. In our investigation we demonstrated the presence of different classes of myosins in J774 macrophages. We also analyzed the effect of gamma interferon (IFN-gamma), with or without calcium ionophore or cytochalasin B, on myosins as well as on inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression and NO production. Myosins IC, II, Va, VI and IXb were identified in J774 macrophages. There was an increase of myosin V expression in IFN-gamma-treated cells. iNOS expression was increased by IFN-gamma treatment, while calcium ionophore and cytochalasin B had a negative influence on both myosin and iNOS expression, which was decreased. The increases in NO synthesis were reflected by increased iNOS expression. Macrophages activated by IFN-gamma released significant amounts of NO when compared to control groups. In contrast, NO production by calcium ionophore- and cytochalasin B-treated cells was similar to that of control cells. These results suggest that IFN-gamma is involved in macrophage activation by stimulating protein production to permit both phagocytosis and microbicidal activity.

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

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

Rôle de l’acétylation/déacétylation des histones dans la régulation de l’expression des gènes de la COX-2, iNOS et mPGES-1 dans les tissus articulaires.

L’arthrose ou ostéoarthrose (OA) est l’affection rhumatologique la plus fréquente au monde. Elle est caractérisée principalement par une perte du cartilage articulaire et l’inflammation de la membrane synoviale. L’interleukine (IL)-1ß, une cytokine pro-inflammatoire, joue un rôle très important dans la pathogenèse de l’OA. Elle exerce son action en induisant l’expression des enzymes cyclo-oxygénase 2 (COX-2), prostaglandine E synthétase microsomale 1 (mPGES-1) et l’oxyde nitrique synthétase inductible (iNOS) ainsi que la production de la prostaglandine E2 (PGE2) et de l’oxyde nitrique (NO). Ces derniers (PGE2 et NO) contribuent à la synovite et la destruction du cartilage articulaire par leurs effets pro-inflammatoires, pro-cataboliques, anti-anaboliques, pro-angiogéniques et pro-apoptotiques. Les modifications épigénétiques, telles que la méthylation de l’ADN, et l’acétylation et la méthylation des histones, jouent un rôle crucial dans la régulation de l’expression des gènes. Parmi ces modifications, l’acétylation des histones est la plus documentée. Ce processus est contrôlé par deux types d’enzymes : les histones acétyltransférases (HAT) qui favorisent la transcription et les histones déacétylases (HDAC) qui l’inhibent. L’objectif de ce travail est d’examiner le rôle des enzymes HDAC dans la régulation de l’expression de la COX-2, mPGES-1 et iNOS. Nous avons montré qu’au niveau des chondrocytes, les inhibiteurs des HDAC (iHDAC), trichostatine A (TSA) et butyrate de sodium (NaBu), suppriment l’expression de la COX-2 et iNOS au niveau de l’ARNm et protéique, ainsi que la production de la PGE2 et du NO, induites par l’IL-1ß. L’effet inhibiteur à lieu sans affecter l’activité de liaison à l’ADN du facteur de transcription NF-κB (nuclear factor κ B). La TSA et le NaBu inhibent également la dégradation induite par l’IL-1ß des protéoglycanes au niveau du cartilage. Nous avons également montré, qu’au niveau des fibroblastes synoviaux, les iHDAC, TSA, NaBu et acide valproïque (VA), suppriment l’expression de la mPGES-1 ainsi que la production de la PGE2 induites par l’IL-1ß. En utilisant diverses approches expérimentales, nous avons montré que HDAC4 est impliquée dans l’induction de l’expression de la mPGES-1 par l’IL-1ß. HDAC4 exerce son action, via son activité déacétylase, en augmentant l’activité transcriptionnelle de Egr-1 (early growth factor 1), facteur de transcription principal de l’expression de la mPGES-1. L’ensemble de ces résultats suggère que les inhibiteurs des HDAC pourraient être utilisés dans le traitement de l’OA.

L’impact de l’inhibition de la iNOS et de la kininase I dans les effets délétères du récepteur B1 des kinines dans le diabète de type 2

Les kinines sont des peptides vasoactifs et des neuromédiateurs centraux impliqués dans un bon nombre de processus biologiques et inflammatoires. Elles agissent sur deux types de récepteurs (R) couplés aux protéines G, le RB2 constitutif et le RB1 qui est induit par le stress oxydatif et les cytokines pro-inflammatoires via le facteur de transcription nucléaire, le NF-kB. Le RB1 est un puissant activateur de la iNOS et il augmente son expression chez le rat insulino-résistant. Dans ce modèle de rats soumis à une diète riche en D-glucose, un traitement d’une semaine avec un antagoniste non peptidique du RB1, le SSR240612, renverse la plupart des complications diabétiques. Ces travaux nous mènent à émettre l’hypothèse que la iNOS contribue aux effets délétères du RB1 chez le rat insulino-résistant. Nous avons donc évalué les effets d’un traitement prolongé d’une semaine soit avec le 1400W (1 mg/kg x 2 fois/jour), un inhibiteur sélectif de la iNOS, ou avec le Mergetpa (1mg/kg x 2 fois/jour), un inhibiteur non sélectif de la carboxypeptidase M (CPM) qui supprime la formation d’agonistes du RB1. Ces deux traitements devraient reproduire les effets bénéfiques de l’antagoniste du RB1 (SSR240612). En effet, le 1400W et le Mergetpa corrigent l’hyperglycémie, la résistance à l’insuline (l’indice HOMA), l’allodynie au froid et l’expression de plusieurs marqueurs de l’inflammation (Cox-2, iNOS, RB1, IL-1, anion superoxyde). Ces résultats confirment la contribution de la iNOS dans les effets délétères du RB1 chez le rat insulino-résistant. Dans un autre volet, ce mémoire vise à mieux comprendre l’impact de l’inhibition du RB1 par le SSR240612 (10 μg/g/jour) combiné ou pas avec le Pioglitazone (1.6 mg/g/jour) (un anti-diabétique de la famille des thiazolidinediones, le TZD) dans un modèle de diabète de type 2 associé à l’obésité chez la souris C57BL/6J soumise à une diète riche vi en gras pendant vingt semaines. Un traitement pendant deux semaines avec le TZD corrige l’intolérance au glucose et réduit les taux plasmatiques d’insuline alors que le SSR n’a pas d’effet. Les traitements combinés du TZD avec le SSR corrigent davantage la perte de la sensibilité à l’insuline et réduisent les taux plasmatiques de leptine. Les résultats obtenus suggèrent que le SSR n’apporte pas l’effet bénéfique souhaité, dans ce modèle avancé de diabète de type 2, contrairement au modèle des rats insulino-résistants (pré-diabétiques).

Role of histone methylation in the regulation of COX-2, iNOS, and mPGES-1 gene expression in human chondrocytes: Implication for Osteoarthritis

L'arthrose (OA) est une maladie articulaire dégénérative, classée comme la forme la plus fréquente au monde. Elle est caractérisée par la dégénérescence du cartilage articulaire, l’inflammation de la membrane synoviale, et le remodelage de l’os sous-chondral. Ces changements structurels et fonctionnels sont dues à de nombreux facteurs. Les cytokines, les prostaglandines (PG), et les espèces réactives de l'oxygène sont les principaux médiateurs impliqués dans la pathophysiologie de l'OA. L'interleukine-1β (IL-1β) est une cytokine pro-inflammatoire majeure qui joue un rôle crucial dans l'OA. L'IL-1β induit l'expression de la cyclooxygénase-2 (COX-2), la microsomale prostaglandine E synthase-1 (mPGES-1), la synthase inductible de l'oxyde nitrique (iNOS), ainsi que leurs produits la prostaglandine E2 (PGE2) et l'oxyde nitrique (NO). Ce sont des médiateurs essentiels de la réponse inflammatoire au cours de l'OA qui contribuent aux mécanismes des douleurs, de gonflement, et de destruction des tissus articulaires. Les modifications épigénétiques jouent un rôle très important dans la régulation de l’expression de ces gènes pro-inflammatoires. Parmi ces modifications, la méthylation/ déméthylation des histones joue un rôle critique dans la régulation des gènes. La méthylation/ déméthylation des histones est médiée par deux types d'enzymes: les histones méthyltransférases (HMT) et les histones déméthylases (HDM) qui favorisent l’activation et/ou la répression de la transcription. Il est donc nécessaire de comprendre les mécanismes moléculaires qui contrôlent l’expression des gènes de la COX-2, la mPGES-1, et l’iNOS. L'objectif de cette étude est de déterminer si la méthylation/déméthylation des histones contribute à la régulation de l’expression des gènes COX-2, mPGES-1, et iNOS dans des chondrocytes OA humains induits par l'IL-1β. Nous avons montré que la méthylation de la lysine K4 de l'histone H3 (H3K4) par SET-1A contribue à l’activation des gènes COX-2 et iNOS dans les chondrocytes humains OA induite par l'IL-1β. Nous avons également montré que la lysine K9 de l’histone H3 (H3K9) est déméthylée par LSD1, et que cette déméthylation contribue à l’expression de la mPGES-1 induite par IL-1β dans les chondrocytes humains OA. Nous avons aussi trouvé que les niveaux d'expression des enzymes SET-1A et LSD1 sont élevés au niveau du cartilage OA. Nos résultats montrent, pour la première fois, l'implication de la méthylation/ déméthylation des histones dans la régulation de l’expression des gènes COX-2, mPGES-1, et iNOS. Ces données suggèrent que ces mécanismes pourraient être une cible potentielle pour une intervention pharmacologique dans le traitement de la physiopathologie de l'OA.

Insulin suppresses LPS-induced iNOS and COX-2 expression and NF-kappa B activation in alveolar macrophages

The development of septic shock is a common and frequently lethal consequence of gram-negative infection. Mediators released by lung macrophages activated by bacterial products such as lipopolysaccharide (LPS) contribute to shock symptoms. We have shown that insulin downregulates LPS-induced TNF production by alveolar macrophages (AMs). In the present study, we investigated the effect of insulin on the LPS-induced production of nitric oxide (NO) and prostaglandin (PG)-E(2), on the expression of inducible nitric oxide synthase ( iNOS) and cyclooxygenase (COX)-2, and on nuclear factor kappa B (NF-kappa B) activation in AMs. Resident AMs from male Wistar rats were stimulated with LPS (100 ng/mL) for 30 minutes. Insulin (1 mU/mL) was added 10 min before LPS. Enzymes expression, NF-kappa B p65 activation and inhibitor of kappa B (I-kappa B) a phosphorylation were assessed by immunobloting; NO by Griess reaction and PGE(2) by enzyme immunoassay (EIA). LPS induced in AMs the expression of iNOS and COX-2 proteins and production of NO and PGE(2), and, in parallel, NF-kappa B p65 activation and cytoplasmic I-kappa B alpha phosphorylation. Administration of insulin before LPS suppressed the expression of iNOS and COX-2, of NO and PGE(2) production and Nuclear NF-kappa B p65 activation. Insulin also prevented cytoplasmic I-kappa Ba phosphorylation. These results show that in AMs stimulated by LPS, insulin prevents nuclear translocation of NF-kappa B, possibly by blocking I-kappa Ba degradation, and supresses the production of NO and PGE(2), two molecules that contribute to septic shock. Copyright (C) 2008 S. Karger AG, Basel.

iNOS-derived Nitric Oxide Modulates Infection-stimulated Bone Loss

Nitric oxide (NO) derived from inducible nitric oxide synthase (iNOS) plays an important role in host defense, as well as in inflammation-induced tissue lesions. Here we evaluated the role of NO in bone loss in bacterial infection-induced apical periodontitis by using iNOS-deficient mice (iNOS(-/-)). The iNOS(-/-) mice developed greater inflammatory cell recruitment and osteolytic lesions than WT mice. Moreover, tartrate-resistant acid-phosphatase-positive (TRAP(+)) osteoclasts were significantly more numerous in iNOS-/- mice. Furthermore, the increased bone resorption in iNOS(-/-) mice also correlated with the increased expression of receptor activator NF-kappaB (RANK), stromal-cell-derived factor-1 alpha (SDF-1 alpha/CXCL12), and reduced expression of osteoprotegerin (OPG). These results show that NO deficiency was associated with an imbalance of bone-resorption-modulating factors, leading to severe infection-stimulated bone loss.

iNOS-Derived Nitric Oxide Stimulates Osteoclast Activity and Alveolar Bone Loss in Ligature-Induced Periodontitis in Rats

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

High expression of human monocyte iNOS mRNA induced by Paracoccidioides brasiliensis is not associated with increase in NO production

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

Efeito do L-Name na expressão de iNOS, MPO e na perda óssea alveolar em ratos diabéticos com periodontite experimental

Pós-graduação em Odontologia - FOAR

Analysis of Toll-Like Receptors, iNOS and Cytokine Profiles in Patients with Pulmonary Tuberculosis during Anti-Tuberculosis Treatment

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