A ulceração aftosa recorrente (UAR) é considerada a doença ulcerativa mais frequente da cavidade bucal. Sua etiopatogenia ainda não está plenamente esclarecida, embora inúmeros fatores locais e sistêmicos já tenham sido a ela associados. Recentemente, a resposta imune anormal do tipo celular tem sido considerada a responsável pela lesão bucal na UAR, favorecendo uma resposta imunológica pró-inflamatória do tipo Th1, em conjunto com alterações em linfócitos T regulatórios. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi realizar análise da expressão gênica da FOXP3, MIP-3? e Interleucinas 2, 10 e 35 em pacientes com ulceração aftosa recorrente, por meio de estudo caso-controle. Os pacientes do grupo caso apresentavam quadros frequentes de UAR com pelo menos um ano de manifestação de surtos ulcerativos e história negativa de condições sistêmicas ou locais interferentes com a expressão das UAR. Estes foram submetidos a biópsia de lesão ulcerativa recente para a análise molecular. Os pacientes do grupo controle apresentavam história negativa de UAR, mucosa clinicamente saudável, e doaram voluntariamente fragmento de mucosa saudável para análise molecular, quando submetidos a procedimentos cirúrgicos como exodontia de terceiros molares ou biópsias ósseas. Todos os pacientes foram incluídos no grupo de pesquisa apenas após anuência com termo de consentimento livre e esclarecido. Submeteram-se a exame clínico, realizaram exames complementares para controle da saúde geral e suporte diagnóstico. Onze pacientes UAR e três controles voluntários compuseram a casuística estudada, sendo submetidos a biópsia de lesões de UAR ou de mucosa de revestimento sadia. As amostras de tecido bucal foram submetidas aos procedimentos laboratoriais de extração do RNA e análise da expressão gênica da FOXP3, MIP-3? e Interleucinas 2, 10 e 35 por meio da técnica de RT-PCR em tempo real. Não houve diferença significativa na expressão dos genes estudados entre as amostras de portadores de UAR e controles sadios. Concluímos que os genes aqui avaliados não parecem desempenhar papel distintivo na fase ulcerativa inicial das UAR, entretanto estudos adicionais são recomendados a fim de se verificar a real participação desses agentes da inflamação na expressão da doença. / Recurrent aphthous ulcers (RAU) is the most common ulcerative disease of the oral cavity. Its pathogenesis is poorly understood yet, although numerous local and systemic factors have been associated with it. Recently, abnormal immune response of cellular type has been considered responsible for the RAU oral lesions, promoting a pro-inflammatory immune response Th1-type, in conjunction with changes in regulatory T cells. Thus, the aim of this study was to analyze the gene expression of FOXP3, MIP-3? and interleukins 2, 10 and 35 in patients with recurrent aphthous ulceration through a case-control study. The case group of patients presented frequent RAU bouts with at least one year of manifestation of ulcerative outbreaks and negative history of local or systemic conditions interfering with the RAU expression. These patients were submitted to a biopsy procedure of a recent ulcerative lesion for molecular analysis. Patients in the control group presented no history of RAU, and agreed with a donation of a healthy mucosa fragment for molecular analysis when undergoing surgical procedures such as extraction of third molars or bone biopsies. All patients were included in the research group only after agreement with an informed consent. All subjects underwent clinical examination and were submitted to additional lab tests to check overall health and support diagnosis. Eleven RAU patients and three control volunteers composed the sample size and undergone biopsy of RAU lesions or healthy mucosal lining. The oral tissue samples were submitted to the laboratory procedures of RNA extraction and analysis of gene expression of FOXP3, MIP-3? and interleukins 2, 10, 35 by real time RT-PCR. There was no significant difference in gene expression between the studied samples of patients with RAU and healthy controls. It was concluded that the genes evaluated do not seem to play distinctive role in the initial ulcerative phase of RAU, however further studies are recommended in order to verify the actual participation of these inflammation agents in RAU expression.

Quatro décadas de pesquisas mostraram que muitos mecanismos inflamatórios estão intrinsecamente ligados ao desenvolvimento e manutenção do câncer, e ainda, que as citocinas inflamatórias exercem papel primordial nessa relação. Os anti-inflamatórios não esteroides (AINEs) podem reduzir o desenvolvimento neoplásico por afetar a produção de citocinas inflamatórias pelas células neoplásicas. No entanto, até o momento não foi bem definido se o tratamento com AINEs é capaz de modular a expressão de citocinas inflamatórias por células do carcinoma epidermoide oral (CEO). O objetivo deste trabalho foi avaliar a expressão de citocinas inflamatórias em linhagens celulares de CEO após tratamento com ácido acetilsalicílico (AAS) e celecoxibe (CLX). Foi realizado screening da expressão de 84 citocinas e quimiocinas, através de PCR array, das linhagens SCC4, 9 e 25 tratadas com doses de AAS e CLX próximas às concentrações plasmáticas dos fármacos em humanos. Os resultados mostraram que AAS e CLX modularam a expressão de citocinas e que as linhagens responderam de maneira diferente aos tratamentos. Observou-se aumento de expressão de citocinas pró-inflamatórias como a IL-1?, IL-8 e TNF na SCC9 e 25, assim como diminuição de expressão de ACKR4 e CXCL10 na SCC4 e 9. / Four decades of research have shown that many inflammatory mechanisms are intrinsically linked to the development and maintenance of cancer and that inflammatory cytokines play pivotal role in this association. Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) can reduce neoplastic growth on affecting the production of inflammatory cytokines by the neoplastic cells. So far, it is not well established if the treatment with NSAIDs can modulate the expression of inflammatory cytokines by OSCC cells. The objective of this study was to evaluate the expression of inflammatory cytokines by OSCC cell lines after treatment with acetylsalicylic acid (ASA) and celecoxib (CLX). Eighty-four cytokines and chemokines mRNA expression were screened by PCR array on SCC4, 9 and 25 cell lines treated with ASA and CLX at plasma concentrations in humans. The results showed that ASA and CLX modulate the expression of cytokines with all cell lines responding differently to the treatments. Increased expression of proinflammatory cytokines such as IL-1?, IL-8 and TNF in SCC9 and 25, and reduced expression of ACKR4 and CXCL10 in SCC4 and 9, was observed. Thus it follows that the treatments of lines SCC4, SCC9 and SCC25 with ASA and CLX at the next plasma concentrations in humans are able to modulate the gene expression of inflammatory cytokines.

Na cidade de São Paulo, cerca de 50 mil pessoas são portadoras do HTLV-1. O HTLV-1 é o agente causador da paraparesia espástica tropical/mielopatia associada com o HTLV-1 (TSP/HAM) e os mecanismos desta patogênese são obscuros. A TSP/HAM é considerada uma doença imuno-mediada e algumas citocinas, podem estar associadas, com a desmielinização da membrana de mielina da coluna espinhal, provavelmente, estimuladas pela presença de antígenos virais. A PCR em tempo real é uma técnica utilizada para a detecção de citocinas e apresenta maior sensibilidade na expressão de mRNA e carga proviral do HTLV-1. Objetivos: Detecção de citocinas pelas técnicas sorológicas e de biologia molecular (PCR em tempo real) que auxiliaram no aconselhamento e avaliação de pacientes infectados pelo HTLV-1, além de uma avaliação da carga proviral dos pacientes com infecção pelo HTLV-1. Casuística: Grupo I: indivíduos soronegativos para HCV, HIV-1 e HTLV-1 (Controle); Grupo II: pacientes HTLV-1 assintomáticos; Grupo III: pacientes com TSP/HAM. Observamos que o INF-<font face=\"symbol\">g apresenta-se alterado na infecção HTLV-1, sendo um dos fatores mais importantes da evolução para TSP/HAM, ambos os ensaios apresentaram o mesmo resultado. A carga proviral pode ser um marcador de progressão para a TSP/HAM. A interação complexa existente entre o HTLV-1 e as células responsáveis pela liberação de citocinas e <font face=\"symbol\">b-quimiocinas pró-inflamatórias, assim como elementos de ativação celular, resultam na ativação imunológica. Isto, lentamente, pode levar ao processo inflamatório crônico que atua diretamente no micro ambiente neuronal e/ou membrana de mielina da coluna espinhal, em alguns portadores de HTLV-1. Com a persistente ativação do sistema imunológico, este processo provocará destruição das células gliais e dos neurônios, dando início ao processo de desmielinização. / In São Paulo, about 50 thousand people are HTLV-1 carriers. HTLV-1 is the agent that causes tropical spastic paraparesis and HTLV-1 associated myelopathy (TSP/HAM) despite the mechanisms of this disease are still unclear. TSP/HAM is considered an immune mediated illness and some cytokines might be involved with axonal damage and demyelination, most pronounced in the midthoracic spinal cord, probably stimulated by the presence of viral antigens. Real Time PCR is a used technique to cytokine detection and shows higher sensitivity on mRNA expression and HTLV-1 proviral load. Objectives: cytokine detection through molecular biology (Real time PCR) and serologic techniques that helped on advising and assessment of HTLV-1 infected patients and also on their proviral load. Casuistic: Group I: seronegative individuals for HCV, HIV-1 and HTLV-1 (control); Group II: asymptomatic HTLV-1 infected patients; Group III: TSP/HAM patients. We\'ve been observed that <font face=\"symbol\">g-interferon presents changing on the HTLV-1 infection, being one of the most important factors to TSP/HAM progression, both essays showed the same results. The proviral load may be an important marker for TSP/HAM development.

Local invasion and lymph nodal spread impact in the outcome of Head and Neck squamous cell carcinoma (HNSCC) patients (pts). We determined CXCR1-5, CCR7 and CX3CR1 mRNA expression by means of RNAse protection assay in 98 HNSCC primary tumors and 91 adjacent mucosa and 26 metastatic lymph nodes, correlating this data with outcome. CXCL12 and CCL19/CCL21, ligands for CXCR4 and CCR7, were determined in 38 tumor fragments, 33 adjacent mucosas and 25 de metastatic lymph nodes, by means of Quantitative Real-Time PCR. Tumors presented higher CXCR1 (P=0.013), CXCR3 (P=0.008) and CXCR4 mRNA (P=0.025) expression as compared to mucosa. No correlations are observed neither lymph nodal status nor tumor size impacted on chemokine receptor expression. Metastatic lymph nodes expressed more CXCR4, CXCR5, CCR7 and CX3CR1 (P<0.0001) as compared to matched tumors. We found a longer overall survival (OS) (P=0.048) and a trend toward longer disease free survival (DFS) (P=0.074) in CX3CR1 negative (n=17) as compared to positive pts (n=21) only in oral subgroup. The same occurred for CCR7 negative oral SCC, in terms of OS (P=0.024) and DFS (P=0.049). We conclude that, of the chemokine receptors here studied, CCR7 and CX3CR1 mRNA expression seems to better reflect outcome in oral subsite only. In addition, CCL21, a CCR7 ligand mRNAs is more expressed in metastatic lymph nodes than tumors (P=0.059). Further studies are warranted to confirm these results. / Bone tissue alterations and vascular calcification (VC) are commonly found in patients with chronic renal failure (CKD). The importance of phosphorus (P) and parathyroid hormone (PTH) is not clear, yet. An in vitro study showed that inorganic phosphate was able to transform vascular smooth muscle cells (VSMC) into calcifying cells confirmed for up-expression of Runx2 in these cells. Besides, it has been demonstrated the in vivo expression of Runx2 in intimal and medial VSMC in calcified arteries of CKD patients. We evaluated the effect of phosphorus (P) and parathyroid hormone (PTH) on bone remodeling and on the expression of bone proteins (Runx2, Osteoprotegerin, type I Collagen, Osteocalcin, Osteopontin and NF?B) in aortic valve and heart in experimental uremia. Wistar rats were submitted to parathyroidectomy, nephrectomy (Nx) and continuous infusion of 1-34 rat PTH in physiologic or 5 times the normal values. The diet was identical, however the P content was low (LP: 0,2%) or high (HP: 1,2%). We performed biochemical, histomorphometric, imuno-histochemistry and RT-PCR analysis. Rats submitted to Nx developed renal failure. The P overload contributed to loss bone volume independent of uremia. Besides Nx animals that received high PTH doses bone loss was slight probably because of the anabolic effect of PTH, which was attenuated by the phosphorus overload toxic. VC was only observed in Nx animals that received high PTH doses independently of P overload. However, the P overload with physiologic PTH doses induced phenotypic changes in VSMC that was confirmed for the up-expression of Runx2 on aorta of these animals. The high concentrations of P and PTH promoted histological changes on expression of osteoprotegerin and type I Collagen in calcified arteries and heart. This study does not established ideal levels of PTH sufficient for the maintenance of the bone integrity and also to prevent VC when animal are submitted to different P overload.

Tanto a invasão local como o comprometimento de linfonodos cervicais tem grande impacto na sobrevida de pacientes portadores de carcinomas epidermóides de cabeça e pescoço. Em nosso trabalho nós primeiramente determinamos a expressão dos receptores de quimiocinas de CXCR1 a CXCR5, além de CCR7 e CX3CR1 pelo método do ensaio de proteção à ribonuclease (RPA) em 98 fragmentos de tumores primários, 91 fragmentos de mucosas adjacentes e 26 linfonodos comprometidos e correlacionamos estes dados com parâmetros anátomo-patológicos e sobrevida. CXCL12 ligante do receptor CXCR4 e CCL19 e CCL21 ambos ligantes de CCR7 foram determinados em 38 fragmentos de tumores, 33 mucosas adjacentes e 25 linfonodos comprometidos pela técnica de real-time PCR. Os tumores primários apresentam expressão aumentada do mRNA de CXCR1 (P=0.013), CXCR3 (P=0.008) e CXCR4 (P=0.025). Não observamos correlações entre status linfonodal ou tamanho de tumor. Os linfonodos comprometidos expressam mais mRNA dos receptores de quimiocinas CXCR4, CXCR5, CCR7 e CX3CR1 (todos com P<0.0001) em comparação aos tumores comprometidos. Observamos um aumento de sobrevida (P=0.048) e uma tendência a aumento de sobrevida livre de doença (P=0.074) nos pacientes negativos para a expressão de CX3CR1 (n=17) em comparação aos pacientes positivos (n=21) somente no subgrupo de pacientes portadores de carcinomas da cavidade oral. O mesmo foi observado com os pacientes CCR7 negativos também no subgrupo de pacientes portadores de carcinomas da cavidade oral, tanto em sobrevida global (P=0.024) como para sobrevida livre de doença (P=0.049). Em relação aos ligantes de quimiocinas observamos um aumento do mRNA de CCL21 em linfonodos comprometidos em relação aos tumores primários (P=0.059). Concluímos que a interação quimiotática entre CCR7 e de seu ligante CCL21, poderia ser um mecanismo de atração de células tumorais para os linfonodos em tumores de cavidade oral, além disso a negatividade da expressão do mRNA de CCR7 e CX3CR1 são candidatos marcadores de uma melhor sobrevida em carcinomas epidermóides de cavidade oral. / Local invasion and lymph nodal spread impact in the outcome of Head and Neck squamous cell carcinoma (HNSCC) patients (pts). We determined CXCR1-5, CCR7 and CX3CR1 mRNA expression by means of RNAse protection assay in 98 HNSCC primary tumors and 91 adjacent mucosa and 26 metastatic lymph nodes, correlating this data with outcome. CXCL12 and CCL19/CCL21, ligands for CXCR4 and CCR7, were determined in 38 tumor fragments, 33 adjacent mucosas and 25 de metastatic lymph nodes, by means of Quantitative Real-Time PCR. Tumors presented higher CXCR1 (P=0.013), CXCR3 (P=0.008) and CXCR4 mRNA (P=0.025) expression as compared to mucosa. No correlations are observed neither lymph nodal status nor tumor size impacted on chemokine receptor expression. Metastatic lymph nodes expressed more CXCR4, CXCR5, CCR7 and CX3CR1 (P<0.0001) as compared to matched tumors. We found a longer overall survival (OS) (P=0.048) and a trend toward longer disease free survival (DFS) (P=0.074) in CX3CR1 negative (n=17) as compared to positive pts (n=21) only in oral subgroup. The same occurred for CCR7 negative oral SCC, in terms of OS (P=0.024) and DFS (P=0.049). We conclude that, of the chemokine receptors here studied, CCR7 and CX3CR1 mRNA expression seems to better reflect outcome in oral subsite only. In addition, CCL21, a CCR7 ligand mRNAs is more expressed in metastatic lymph nodes than tumors (P=0.059). Further studies are warranted to confirm these results.

Interferons are known cytokines that display antiviral, anti-proliferative and immuno-modulatory functions in the host. Interferon-gamma (Ifnγ) is the only type II family interferon that binds to the heterodimeric receptor consisting of two subunits, IfnγR1 and IfnγR2. This specific interaction between Ifnγ and its receptor triggers the activation of Janus Kinase (Jak) – Signal Transducer and Activator of Transcription (Stat) pathway. This triggers a cascade of events leading to modulation of a wide variety of genes resulting in a plethora of responses including antimicrobial activities, induction of Major Histocompatibility Complex encoded molecules etc. The impact of Ifnγ in regulating host defense is observed in patients who lack functional IFNγ or its receptor as they succumb to less virulent strains of intracellular bacteria such as Mycobacterium and Salmonella. Also, mice lacking important downstream signaling components such as Stat1 and Interferon Regulated Factor 1 (Irf1) are known to be highly susceptible to a variety of bacterial and viral infections. Consequently, studies on uncharacterized signaling and regulatory molecules downstream to Ifnγ are of great interest. The modulatory functions of Ifnγ have been attributed to its ability to regulate the expression of a vast number of genes in a Stat1 and Irf1 dependent manner. Also, gene regulation in response to Ifnγ in a target cell such as mouse hepatoma cell line, H6, can be categorized broadly into two subsets: Reactive Oxygen Species (ROS) - Reactive Nitrogen Intermediates (RNI) dependent (e.g. Nos2, Catalase, Id2 etc.) as well as ROS – RNI independent (e.g. Tap1, Lmp2 etc.). However, the effect of Ifnγ induced ROS and RNI in the regulation of the expression of genes at the level of transcriptome and how these could impact cellular and host responses are not well characterized. To investigate these questions, we standardized an in vitro Ifnγ responsive primary cell culture system using mouse adherent peritoneal macrophages (PMs). It needs to be highlighted that this study has, primarily, utilized unstimulated resident PMs. The adherent cells from the peritoneal cavity were positive for macrophage markers such as F4/80 and CD11b, but negative for granulocyte marker Gr1. Also, PMs were resistant to Ifnγ induced cell death, unlike cell lines such as the mouse fibroblast cell line L929, for the time points studied. There are three distinct parts to this study involving the system of PMs: I. To understand the contribution of Nitric Oxide (NO) in regulating the expression of novel Ifnγ responsive genes, PMs from C57BL/6 mice and mice lacking nitric oxide synthase 2 (Nos2-/-), the enzyme isoform responsible for the generation of NO in PMs, were stimulated with Ifnγ for 8 h and microarray analysis was performed. Detailed analysis led to identification of several annotated genes that were uniquely regulated in C57BL/6 and Nos2-/- PMs. Further analysis using the Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) database identified several differentially regulated pathways. Interestingly, a large number of metabolism related pathways, Butirosin and neomycin, Galactose, Phenylalanine and glyoxylate and dicarboxylate, were specifically up-regulated in the C57BL/6 PMs treated with Ifnγ. Similarly, other metabolism related pathways were differentially regulated by Ifnγ in PMs from C57BL/6 and Nos2-/- mice. One of the pathways that was up regulated in a Nos2 dependent manner in the C57BL/6 PMs upon Ifnγ treatment was that of circadian rhythm, which consisted of genes Per1, Bhlhb2 and Bhlhb3. All three are known circadian rhythm regulators, with Bhlhb2 and Bhlhb3 being transcriptional repressors that bind to E-box consensus sequence (CANNTG) as heterodimers, using the basic helix-loop-helix (bHLH) domains, along with other transcriptional regulators. Both Bhlhb2 and Bhlhb3 were up regulated at RNA and protein levels in a kinetic manner upon Ifnγ treatment in L929 cells. Studies with inhibitors to ROS and RNI revealed that up regulation of Bhlhb2 and Bhlhb3 was RNI, but not ROS, dependent in response to Ifnγ. Interestingly, the RNI inhibitor, NG-Methyl-L-Arginine (LNMA) rescued Ifnγ induced ROS. On the other hand, ROS inhibitors, e.g. Apocyanin and polyethylene glycol Catalase (PEG-Catalase), did not affect the nitrite amounts in the supernatant. These experiments suggested that RNI was upstream to ROS in L929 cells and both contributed to Ifnγ induced cell death. The knockdown of Bhlhb3 using specific siRNAs in the untreated L929 cells increased Bhlhb2 amounts, but not vice versa. This observation is consistent with the fact that Bhlhb3 is a known repressor of Bhlhb2. However, this repression of Bhlhb2 by Bhlhb3 was not detected upon Ifnγ treatment in L929 cells possibly because of heterodimerization of Bhlhb3 with other Ifnγ induced transcriptional modulators. Finally, knockdown of either of the proteins did not affect induced nitrite but decreased ROS amounts resulting in significant rescue of Ifnγ induced cell death of L929 cells. Thus, Bhlhb2 and Bhlhb3 are novel Ifnγ induced proteins that are NO dependent and contribute to Ifnγ induced cell death. Ifnγ and Nos2 are known to elicit antibacterial defense in the host. Interestingly, recent studies have implicated circadian rhythm to regulate bacterial infection in mice. Therefore, regulation of both Bhlhb2 and Bhlhb3 upon Ifnγ treatment and during Salmonella enterica Serovar Typhimurium (S. typhimurium) infection in the bone marrow derived macrophages (BMDMs) was performed. Both Bhlhb2 and Bhlhb3 were induced in a Nos2 dependent manner upon Ifnγ addition in BMDMs. Similar to L929 cells, Bhlhb3 repressed Bhlhb2 in the untreated BMDMs. Also, infection of BMDMs with S. typhimurium increased the protein amounts of Bhlhb2, while repressing Bhlhb3. Importantly, knockdown of Bhlhb2 resulted in higher colony forming units (CFU), whereas knockdown of Bhlhb3 reduced CFU in BMDMs 18 h post infection with S. typhimurium. Thus, Bhlhb2 induced whereas Bhlhb3 repressed antibacterial defense in BMDMs. The exact mechanism downstream to these two proteins and their inter-relationship in regulating S. typhimurium infection is of considerable interest and will be studied in future. II. Macrophages are known to produce a large number of different cytokines and chemokines upon activation. To identify novel cytokines and chemokines that may be differentially regulated in response to Ifnγ, a protein array was performed using the supernatants of C57BL/6 PMs treated with and without Ifnγ. Chemokine Ccl3 was found to be repressed by Ifnγ in the supernatant of PMs. Further analysis using Enzyme Linked Immuno-Sorbent Assay (ELISA) revealed that both Ccl3 and Ccl4, highly homologous proteins that chemo-attract almost all types of leukocytes, were repressed upon Ifnγ treatment. This response was ligand and cell specific as Lip polysaccharide (LPS) stimulation of PMs and Ifnγ stimulation of thioglycollate elicited PMs did not result in repression of Ccl3 and Ccl4. Also, studies with fludarabine, an inhibitor to Stat1, revealed that the repression of Ccl3 and Ccl4 as well as induction of Cxcl10 in response to Ifnγ was Stat1 dependent. Importantly, the use of LNMA as well as PMs from Nos2-/- mice established the role of Nos2 in the repression of Ccl3 and Ccl4, but not Cxcl10 induction, in response to Ifnγ. Furthermore, activation of p38 Mapk, but not Jnk, was downstream to Nos2 activation and contributed functionally to the repression of Ccl3 and Ccl4 in response to Ifnγ. Finally, the transcriptional repressor, Activating Transcription Factor 3 (Atf3), was induced in a Stat1-Nos2-p38 Mapk dependent manner and knockdown of Atf3 using siRNAs established the functional role of the same in the repression of Ccl3 and Ccl4 in response to Ifnγ. Further, to understand the regulation of Ccl3 and Ccl4, their modulation upon S. typhimuirum infection of BMDMs was performed. Apart from regulating the CFU in BMDMs, Ifnγ and Nos2 functionally repressed Ccl3 and Ccl4 upon S. typhimurium infection. Oral infection of mice with S. typhimurium was performed and mice lacking Ifnγ and Nos2 were found to have greater CFU in their organs as well as more leukocytes in the infected liver sections in comparison to the infected C57BL/6 mice. Importanly, absence of Ifnγ as well as Nos2 increased the amounts of Ccl3 and Ccl4 in the sera upon S. typhimurium infection in comparison to the C57BL/6 infected mice. Overall, this part of the study identified Ifnγ and Nos2 to repress chemokines Ccl3 and Ccl4 in macrophages and in mice upon S. typhimurium infection. III. While working on the above mentioned studies, it was noticed that addition of Ifnγ to PMs induced in a dose and time dependent manner aggregation of cells. Experiments with LPS, TG PECs and BMDMs established that Ifnγ induced aggregation of PMs was ligand and cell type specific. A panel of cell surface integrins and selectins were screened for regulation upon Ifnγ addition, namely Icam1, Lfa1, CD11b, P-selectin and E-selectin. Most of the cell surface integrins were repressed by Ifnγ in a kinetic manner. Interestingly, CD11b as well as E-Selectin co-localized to the sites of interactions between the PMs upon Ifnγ treatment. Studies with Reopro, a purified F(ab’)2 to glycoprotein GPIIb that is also known to functionally block CD11b, revealed the functional contribution of CD11b during Ifn induced aggregation of PMs. Further, studies with specific inhibitors identified RNI, but not ROS, to contribute to Ifnγ induced PM aggregation. Also, lack of Nos2 in PMs upon Ifnγ treatment resulted in minimal aggregation together with morphological changes, e.g. flattening of cells. Since differences in the morphology of PMs was observed in the absence of Nos2 upon Ifnγ treatment, the regulation and roles of cytoskeleton proteins, Actin and tubulin, during Ifnγ induced aggregation of PMs was studied. Upon Ifnγ stimuli, actin and tubulin get stabilized. On the other hand, the absence of Nos2 leads to depolymerization of actin, while tubulin failed to stabilize to the membrane, in response to Ifnγ. Further, addition of actin and tubulin depolymerizing agents, Cytochalasin D and Colcemid respectively, decreased Ifnγ induced aggregation of PMs. Live cell imaging studies revealed that PMs needed actin, but not tubulin or CD11b, for mobility. Upon Ifnγ treatment, PMs from C57BL/6 mice exhibited reduced mobility and aggregated with each other. The Nos2-/- PMs exhibited lower mobility compared to C57BL/6 PMs and, upon Ifnγ treatment, underwent morphological changes with time, e.g. flattening. On the other hand, Nos2 is important for endogenous mobility and maintaining the cellular morphology in response to Ifnγ. To understand the physiological relevance of our observations, oral infection of C57BL/6 and Nos2-/- mice with S. typhimurium was performed. Four days post infection, no significant differences in the number of peritoneal cells were found. Importantly, PMs from infected Nos2-/- mice had higher CFU in comparison to C57BL/6 mice. However, the amounts of cytokines such as Ifnγ, Tnfα, Il6 and Il1β in the peritoneal lavage were not significantly different between the two infected strains. Interestingly, PMs isolated from infected Nos2-/- mice displayed distinct morphology, e.g. flattening. In comparison, infected C57BL/6 PMs aggregated when cultured for 24 h in vitro. In the future, it will be interesting to address the functional roles of aggregates of macrophages during physiologically relevant responses such as combating intracellular bacterial infection. This part of the study adds a new dimension to the ability of Ifnγ in the regulation of macrophage-macrophage interactions and their roles during intracellular bacterial infections. Overall, the present study has elucidated hitherto uncharacterized roles of Nos2 and mechanisms involved in regulation of novel functional responses of PMs to Ifnγ and during S. typhimurium infection.

Mécanismes d’activation et conséquences fonctionnelles de la dimérisation des récepteurs aux chimiokines<p><p>Les chimiokines sont de petites protéines qui régulent la migration des cellules immunitaires. Elles exercent leur action en se liant à des récepteurs appartenant à la famille des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) dont la fonction est intimement liée à la régulation des cellules immunitaires. Notre laboratoire étudie depuis plusieurs années les relations reliant la structure et la fonction des récepteurs aux chimiokines. Ces dernières années, un nouveau concept est venu révolutionner le mode de fonctionnement des RCPGs. En effet, des travaux ont montré que la plupart des RCPGs sont capables de former des dimères. Le but de cette thèse de doctorat est d’étudier de manière systématique la dimérisation des récepteurs aux chimiokines et d’analyser les conséquences fonctionnelles de la dimérisation. <p><p>Dimérisation des récepteurs humains aux chimiokines et conséquences fonctionnelles<p><p>En utilisant une technique biophysique basée sur un transfert d’énergie de luminescence (BRET) nous avons montré au cours de ce travail de thèse que les récepteurs CCR1, CCR2, CCR5, CCR7 et CXCR4 sont capables de former des homodimères et des hétérodimères. De plus, une dimérisation entre ChemR23, dont le ligand naturel, la chémérine, est structurellement différent des chimiokines, et les récepteurs CCR7 et CXCR4, a également été identifiée. <p><p>D’un point de vue fonctionnel, des expériences réalisées au laboratoire dans le cadre d’un autre travail de thèse ont identifié une forme de compétition croisée entre CCR2, CCR5 et CXCR4 où la liaison de ligands (agonistes ou antagonistes) spécifiques de l'un des deux récepteurs inhibe la liaison des ligands spécifiques de l’autre. Ces effets ont été démontrés sur des cellules recombinantes mais aussi sur des cellules immunes et dans un modèle in vivo. (El-Asmar, 2005; Springael, 2006; Sohy, 2007; Sohy, 2009). Au cours de ce travail, nous nous sommes dans un premier temps focalisés sur les <p>hétéromères de ChemR23 avec CXCR4 et CCR7 et nous avons ensuite étudié plus en profondeur les hétéromères de CCR7. Concernant la dimérisation de ChemR23 avec les récepteurs aux chimiokines CCR7 et CXCR4, nous avons pu mettre en évidence une coopérativité négative de liaison entre les agonistes des récepteurs comme cela avait pu être démontré pour CCR2/CCR5/CXCR4. Par contre, nous n’avons observé aucun effet de compétition hétérologue ou d’inhibition fonctionnelle croisée de l’AMD3100 sur ChemR23 quand il est coexprimé avec CXCR4. De manière additionnelle, nous avons pu observer cette compétition croisée sur des cellules dendritiques murines immatures, démontrant l’existence des effets de l’hétérodimérisation lorsque les récepteurs sont exprimés à un niveau physiologique. Lors de l’étude approfondie des hétéromères de CCR7, nous avons montré que les conséquences fonctionnelles de l’hétérodimérisation de CCR7 sont différentes suivant le récepteur avec lequel il interagit. Pour l’hétérodimère CCR7/CCR2, nous avons identifié une forme de compétition croisée, où la liaison de ligands spécifiques de l'un des deux récepteurs inhibe la liaison des ligands spécifiques de l’autre, rejoignant les effets mis en évidence pour les hétéromères CCR2/CCR5/CXCR4. Ensuite, nous avons montré pour l’hétérodimère CCR7/CCR5 que les ligands de CCR7 sont capables d’inhiber la liaison des ligands spécifiques sur CCR5 mais que l’inverse n’est pas vrai. Enfin, pour l’hétérodimère CCR7/CXCR4, nous n’avons pas pu mettre en évidence d’inhibition croisée, que ce soit dans un sens ou dans l’autre. D’autre part, un effet inhibiteur de CCR7 a également été identifié pour les hétéromères CCR7/CCR5 et CCR7/CXCR4. Nous avons pu montrer que l’expression de CCR7 exerce un effet négatif sur la réponse fonctionnelle de certains récepteurs hétérologues comme CCR5 et CXCR4 mais pas CCR2 ou ChemR23.<p><p>L’ensemble de ces données permet de mieux comprendre les interactions entre récepteurs et pourrait mener à l’identification de nouvelles cibles pour les programmes de recherche de molécules thérapeutiques, qui, jusqu’à présent, ciblaient presque exclusivement un seul et unique récepteur.<p><p>Etude du mécanisme d’activation du récepteur CCR5 et étude de la relation entre activité constitutive et dimérisation.<p><p>De nombreux travaux ont été menés ces dernières années afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires à la base de l’activation des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG). Il apparaît que les RCPGs peuvent se trouver dans plusieurs états conformationnels, dont certains sont favorisés par la présence d’agonistes ou d’antagonistes, ou encore d’anticorps reconnaissant des épitopes conformationnels. Certaines mutations peuvent également induire la stabilisation de certaines conformations, actives ou inactives. Pour les RCPGs appartenant à la famille de la rhodopsine, il en a résulté un modèle selon lequel les récepteurs sont maintenus dans une conformation inactive par un ensemble d’interactions ioniques impliquant l’arginine (R3.50) d’un motif DRY conservé, présent à l’extrémité cytosolique du troisième segment transmembranaire. Les interactions responsables de ce qu’on appelle le « DRY-lock » feraient intervenir notamment l’aspartate (D3.49) adjacent de l’arginine et un aspartate ou glutamate (D/E6.30) localisé au sein de l’hélice 6. Selon ce modèle, la liaison d’un agoniste, ainsi que certaines mutations, favoriseraient la rupture de ces interactions ioniques, et une conformation permettant aux récepteurs de se coupler plus efficacement aux protéines G. Des résultats du laboratoire indiquent cependant que ce modèle ne serait pas transposable complètement au récepteur CCR5. <p><p>CCR5 possède intrinsèquement une activité constitutive en absence d'agoniste. Cette activité peut être mise en évidence par l'action d'un des antagonistes de CCR5, le TAK-779, qui s'est révélé posséder une activité de type agoniste inverse. D'autre part, CCR5 possède au sein de l'hélice 6 une arginine en position 6.30 et non pas un glutamate ou un aspartate. Une arginine à cette position ne peut donc contribuer au maintien d’une conformation inactive par interaction avec R3.50 .Dans le but de tester le modèle de « DRY-lock » sur CCR5 et de mieux comprendre les interactions moléculaires impliquées dans l’activation du récepteur, plusieurs récepteurs mutants ont été construits au laboratoire. Tout d’abord, l’arginine 3.50 du motif DRY a été mutée en Asn (R3.50N) afin de rompre les interactions ioniques de ce résidu. L’aspartate 3.49 a été muté en Asn (D3.49N) ou en Val (D3.49V), afin de neutraliser une des interactions du « DRY-lock » (Lagane, 2005). L’arginine 6.30 a été mutée d’une part en Asp (R6.30D) ou en Glu (R6.30E), afin de rétablir une possibilité d’interaction avec R3.50, d’autre part en Ala (R6.30A) et en Gln (R6.30Q) afin de mieux cerner le rôle de la charge de l’arginine. Afin de tester l’hypothèse d’interaction entre le résidu 6.30 et le résidu 2.40, l’aspartate 2 .40 a été mutée en Ala (D2.40A) ou en Arg (D2.40R) et des récepteurs présentant les deux mutations ont également construits (D2.40A/R6.30A et D2.40R/R6.30D). L’ensemble des résultats obtenus par l’analyse de ces mutants a permis de montrer que la nature des interactions entre l’extrémité cytosolique des hélices 3 et 6 influence l’activité du récepteur CCR5 (Springael, 2007). Une interaction forte conduit à une forme de récepteur inactif alors qu’une interaction faible s’accompagne d’une augmentation d’activité constitutive. Cette propriété de CCR5 serait donc partagée avec d’autres récepteurs appartenant à la famille de la rhodopsine. Cependant les interactions inter-hélice stabilisant ces conformations seraient différentes pour CCR5. D’autre part, l’étude de la position 2.40 laisse supposer l'importance du résidu aspartate 2.40 dans le maintien d'une conformation permettant l'activité constitutive du récepteur. Nous avons également testé s’il existait une corrélation entre activité constitutive et capacité du récepteur CCR5 à former des dimères, mais les résultats ne nous ont pas permis de mettre en évidence une quelconque relation entre activité et dimérisation.<p><p> <p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les uvéites non infectieuses sont considérées actuellement comme une des plus importantes cause de déficience visuelle dans la population des jeunes adultes. Les uvéites non infectieuses sont des atteintes inflammatoires de la rétine et de l’uvée et sont généralement considérées comme autoimmunes et initiées par la perte de la tolérance immune aux protéines rétiniennes. Elles sont orchestrées d’une part, systémiquement par deux sous populations lymphocytaires dont la signature cytokinique est l’IFNγ (Th1) et l’IL-17 (Th17) et d’autre part, localement, par l’activation du tissu rétinien. Néanmoins, la vision systémique actuelle est plus complexe et fait intervenir une activation pathologique de l’immunité innée, donnant une composante d’autoinflammation aux uvéites non infectieuses. En plus de ce volet systémique, de nombreux travaux attestent de l’importance de l’activation des cellules rétiniennes dans le développement d’uvéites non infectieuses. Loin de jouer un rôle passif durant la maladie, elles vont être stimulées par une série de molécules pro-inflammatoires et ainsi permettre le recrutement et l’activation de cellules immunocompétentes. <p>Notre travail de thèse s’inscrit précisément dans ce contexte du rôle de l’activation des cellules rétiniennes et plus spécifiquement de celles de la barrière hémato rétinienne (BHR) dans le développement d’uvéite non infectieuses.<p>Lors de ce travail, nous avons tout d’abord caractérisé in vivo, dans deux modèles expérimentaux, l’expression de la molécule d’adhésion VCAM-1 (Vascular Adhesion Molecule) sur les cellules de la BHR. VCAM-1 est une molécule d’adhésion qui facilite l’extravasation des leucocytes du sang vers les tissus. Nous avons montré que VCAM-1 n’est pas exprimé dans l’œil sain mais est induit progressivement lors de la maladie et que l’intensité et l’extension de son expression étaient dépendantes de la sévérité de la maladie. Par ailleurs, nous avons montré que VCAM-1 pouvait être induit sur l’ensemble des cellules de la BHR. <p>Nous avons ensuite analysé in vitro, sur les cellules de l’EPR (Epithélium Pigmentaire Rétinien) qui forment la partie externe de la BHR, les effets antagonistes du TNFα sur l’induction des molécules de CMH de classe II par l’IFNγ. Durant le processus inflammatoire, l’EPR est la cible d’un ensemble de cytokines secrétées par les cellules inflammatoires. Il a été donc intéressant d’étudier les effets d’autres cytokines présentes lors de l’inflammation sur l’induction du CMHII par l’IFNγ au niveau de l’EPR. Nous avons démontré que le TNFα inhibe l’expression du CMH II induit par l’IFNγ sur les ARPE par régulation négative du CIITA (Class II Transactivator). Comme l’activation des lymphocytes T par les cellules de l’EPR dépend de leur niveau d’expression du CMH II, notre étude soutient l’idée que le TNFα possède des propriétés immunomodulatrices sur l’activation de ces cellules, et participe ainsi à la phase de résolution de l’inflammation.<p>Enfin, nous avons étudié les effets du blocage de l’activation des cellules rétiniennes par l’IFNγ en surexprimant le gène SOCS1 (Suppressor Of Cytokine Signaling) in vivo et in vitro.<p>Nous avons surexprimé le gène SOCS1 au niveau rétinien et étudier l’effet de cette surexpression sur le développement de l’UAE. L’analyse des grading clinique n’a pas montré de différence significative entre les yeux injectés par l’AAV2-SOCS1 versus l’AAV2-EGFP contrôle. Afin de normaliser par rapport à la diversité inter-individuelle de la maladie, nous avons calculé pour chaque souris un ratio des grades cliniques de l’œil injecté sur l’œil non-injecté. L’analyse de la moyenne de ces ratios montre un effet à la limite de la significativité entre le groupe SOCS1 et le groupe EGFP en terme de grades cliniques. La différence devient par contre significative lorsque l’analyse de ces ratios est faite sur les grades histologiques. Nos expériences mènent donc plutôt à la conclusion que l’expression de SOCS1, médié par injection intravitréenne de l’AAV2 ne protège globalement pas les yeux du développement d’une UAE.<p>Cette absence d’effet peut avoir comme explication que l’injection intravitréenne conduit à une infection relativement limitée des cellules rétiniennes impliquées dans le développement de l’UAE. Il se pourrait également que le niveau d’expression de la protéine SOCS1 soit trop faible pour obtenir un effet protecteur ou que la surexpression de SOCS1 affecte uniquement l’activation des cellules de la rétine par l’IFNγ mais pas par d’autres cytokines telles le TNFα, l’IL-17, ou l’IL-22 qui jouent aussi un rôle important dans le développement d’UAE. C’est cette dernière hypothèse que nous avons choisi d’investiguer in vitro. Nos résultats montrent que la surexpression de ce même gène SOCS1 dans les cellules d’EPR a un effet inhibiteur sur leur activation par l’IFNγ mais pas par le TNFα.<p>Ce travail met tout d’abord en évidence l’importante expression, in vivo, de VCAM1 par les cellules de la BHR lors d’UAE et in vitro les effets antagonistes du TNFα et de l’IFNγ sur la régulation de l’expression de molécules du CMHII à la surface de l’EPR. Nos expériences démontrent que la surexpression du gène SOCS1 après injection intravitréenne du vecteur AAV-CAG-SOCS1 n’a que peu d’effet sur le développement de la maladie. Par ailleurs, la surexpression de ce même gène SOCS1 dans les cellules d’EPR a un effet inhibiteur sur leur activation par l’IFNγ mais pas par le TNFα et l’IL-17.<p> / Doctorat en sciences biomédicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Au cours de ce travail, nous nous sommes attachés à étudier certaines réponses cellulaires secondaires à l’activation des récepteurs purinergiques P2X dans deux modèles différents, les macrophages péritonéaux et les cellules des glandes sous-maxillaires. Ces cellules contribuent à notre immunité innée, soit tournée vers l’intérieur (macrophages), soit vers l’extérieur (glandes sous-maxillaires).<p><p>Nous avons dans un premier temps confirmé par Western blot et par des dosages de la concentration intracellulaire de calcium ([Ca2+]i) que les deux types de cellules étudiés expriment des récepteurs P2X4 et P2X7 fonctionnels.<p><p>Nous nous sommes alors concentrés sur deux réponses impliquées dans la protection de l’hôte contre les agressions et l’élimination de pathogènes :la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) ainsi que la sécrétion de la cytokine pro-inflammatoire interleukine-1beta (IL-1beta). Nos résultats montrent que la production de ROS en réponse à l’ATP extracellulaire est secondaire à l’activation d’une NADPH oxydase dans les deux types de cellules. Cette réponse est médiée par les récepteurs P2X7 ainsi que, dans les macrophages, par d’autres récepteurs purinergiques comme par exemple les récepteurs P2X4 et des récepteurs P2Y. Dans les glandes exocrines, contrairement aux macrophages, la protéine kinase C ainsi que ERK1/2 interviennent dans l’activation de la NADPH oxydase. <p><p>Par la suite nous avons comparé la régulation de l’expression et de la sécrétion d’IL-1beta par les macrophages et les glandes sous-maxillaires. Nous avons observé que l’IL-1beta est présente dans la salive collectée chez des souris injectées par de la pilocarpine. Des analyses par ELISA, RT-PCR et Western blot montrent que la cytokine est exprimée de manière constitutive par les cellules acineuses et ductales des glandes sous-maxillaires, à un niveau plus élevé que dans les macrophages. Contrairement aux cellules phagocytaires, l’expression de la cytokine dans les cellules des glandes salivaires n’est pas augmentée suite à la stimulation par des lipopolysaccharides. De même, dans ces cellules l’ATP n’a pas provoqué la sécrétion d’IL-1beta malgré l’efflux de K+ secondaire à l’activation des récepteurs P2X7. <p><p>Dans une dernière série d’expériences nous avons évalué les effets du peptide antimicrobien CRAMP sur les macrophages murins. Le CRAMP a inhibé toutes les réponses secondaires à l’activation des récepteurs P2X7 (ouverture du canal cationique, formation de pore, production de ROS, libération d’IL-1beta, d’acide oléique et de lactate déshydrogénase). L’inhibition par le CRAMP de l’augmentation de la [Ca2+]i en réponse à l’ATP n’était pas médiée par les récepteurs aux peptides formylés car les agonistes de ces récepteurs n’ont pas bloqué cette augmentation. Le CRAMP n’a pas eu d’effet sur l’augmentation de la [Ca2+]i secondaire à l’activation des récepteurs P2X4 par une combinaison d’ATP et d’ivermectine.<p><p>Nos expériences ont révélé que les récepteurs P2X7 sont couplés à diverses voies de signalisation dans les macrophages et dans les glandes exocrines. Les voies activées diffèrent en fonction du type de cellules. Nous avons également conclu que les peptides antimicrobiens de la famille de cathélicidines ne sont pas des agonistes universels des récepteurs P2X7.<p><p><p><p><p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La dimérisation des récepteurs couplés aux protéines G est un nouveau concept apparu dans la littérature au cours des quelques années qui ont précédé le début de notre travail. Bien qu’il soit clairement établi que les récepteurs sont capables de former des homo et des hétérodimères, les conséquences fonctionnelles de telles interactions demeurent souvent peu claires. Dans une étude précédente, le laboratoire d’accueil a montré que les récepteurs aux chimiokines CCR2 et CCR5 forment des homo et des hétérodimères de manière constitutive et identifié une coopérativité négative de liaison de nature allostérique entre les deux sites de liaison de CCR2 et CCR5 dans des cellules co-exprimant les deux récepteurs. Dans ce travail, nous avons étendu cette étude au récepteur CXCR4, structurellement plus éloigné que CCR2 et CCR5 entre eux. Nous montrons par une méthode biophysique se basant sur le transfert d’énergie de bioluminescence (le BRET) que CCR2, CCR5 et CXCR4 forment des homodimères et des hétérodimères de manière constitutive. De plus nous démontrons une coopérativité négative de liaison de nature allostérique des deux sites de liaisons pour les hétérodimères CCR2/CXCR4 et CCR5/CXCR4. lorsque CXCR4 est co-exprimé avec CCR2 ou CCR5, la chimiokine spécifique de CXCR4 (SDF-1α) inhibe la liaison du traceur spécifique de CCR2 (MCP-1) ou du traceur spécifique de CCR5 (MIP-1β), et vice-versa. La nature allostérique de ces interactions est démontrée par des expériences mesurant la dissociation de traceurs en présence ou non de compétiteurs. La coopérativité négative de liaison de nature allostérique des deux sites de liaisons est montrée également dans des cellules primaires, excluant tout effet indésirable dû à la surexpression de récepteurs. Nous montrons également que l’antagoniste spécifique de CXCR4 (AMD3100) inhibe la liaison du traceur spécifique de CCR2 (MCP-1) ou du traceur spécifique de CCR5 (MIP-1β), et vice-versa (TAK-779 vs SDF-1α), uniquement quand CXCR4 est co-exprimé respectivement avec CCR2 ou CCR5. Il s’agit là de la première preuve montrant que les interactions allostériques au sein d’hétérodimères de récepteurs aux chimiokines impliquent aussi des antagonistes, et qu’un antagoniste de récepteur aux chimiokines influence la réponse fonctionnelle d’un autre récepteur aux chimiokines auquel il ne se lie pas. De tels effets fonctionnels ont été montré dans des expériences de mobilisation de Ca++, de chimiotactisme sur lymphoblastes et dans des expériences d’air pouch in vivo. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished