L’athérosclérose est une maladie inflammatoire chronique de la paroi vasculaire à évolution lente et silencieuse dont les principaux facteurs de risque sont les dyslipidémies, l’obésité, le diabète et le tabagisme. Les macrophages jouent un rôle crucial dans le développement et la progression de cette maladie. Ils sont issus de la différentiation des monocytes et ils ne constituent pas une population homogène. On peut reconnaître au moins deux sous-populations: les macrophages pro-inflammatoire M1 et les macrophages alternatifs ou M2 qui montrent des propriétés anti-inflammatoires. Les fonctions des macrophages sont régulées par des facteurs de transcription. Mon laboratoire d’accueil a réalisé une analyse transcriptomique sur les facteurs de transcription régulés dans les macrophages alternatifs et parmi les plus induits dans les M2 il y a NOR1 (Neuron-derived Orphan Receptor 1) et TLE1 (Transducin Like Enhancer of Split 1). Pour cette raison nous les avons choisis pour en étudier le rôle dans les macrophages alternatifs humains. Etude de l’expression et rôle de NOR1 dans les macrophages alternatifsNOR1 fait partie de la famille NR4A3 ensemble à deux autres membres, Nurr1 et Nur77 : les trois sont exprimés dans les macrophages au sein de la lésion d’athérosclérose humaine. Cependant l’expression et le rôle de NOR1 dans les macrophages alternatifs n’a pas encore été étudié. En utilisant le model en vitro des macrophages primaires alternatifs humains polarisée en présence de l’IL-4, nous avons démontré que l’expression de NOR1 est induite dans les macrophages M2 chez l’homme, tandis que cette régulation n’est pas vérifiée chez la souris. D’ailleurs l’expression de NOR1 est plus importante dans les zones de la lésion atherosclerotique humaine enrichies par les macrophages CD68+MR+ . En utilisant l’approche de diminution de l’expression de NOR1 par un siRNA spécifique, nous démontrons que l’expression de certaines marqueurs de la polarisation alternative tels que Mannose Receptor (MR), Interleukin-1 receptor antagonist (IL1Ra), CD200 receptor (CD200R), coagulation factor XIII A1 polypeptide (F13A1), interleukin 10 (IL10) and the Peroxisome Proliferator-Activated Receptor (PPARg) sont diminués. De plus, l’expression et l’activité de la matrix metallopeptidase 9 (MMP9) sont induites suite au silencing de NOR1, cette régulation est confirmé par l’approche de surexpression de NOR1 par infection adenovirale. Ces données identifient NOR1 parmi les facteurs de transcription induits dans les macrophages alternatifs humains et permettent de mettre en évidence comme NOR1 soit capable de modifier le phénotype alternatif des macrophages.Etude de l’expression et fonctions potentielles de TLE1 dans les macrophages alternatifsTLE1, appartenant à la grande famille appelée chez la Drosophile avec le nome de Groucho, est connu pour être un répresseur incapable de se fixer directement à l’ADN et que par conséquence agit par interaction avec des autres facteurs de transcription. Aucune donnée n’est disponible quant à l’expression ou aux fonctions de TLE1 dans les macrophages. Nos résultats montrent que TLE1 est parmi les facteurs de transcription les plus exprimés dans les macrophages alternatifs humains. Cette régulation est aussi observée dans les macrophages de souris. Nous avons aussi montré que TLE1 est fortement exprimé dans les zones enrichies en macrophages M2 au sein de la plaque athérosclérotique humaine ainsi que dans les macrophages à phénotype mixte qui infiltrent le tissu adipeux (ATM). Nous avons caractérisé l’expression génique de TLE1 dans les patients obèses avec ou sans diabète et nous montrons que l’expression de TLE1 varie selon le statut métabolique du donneur. / Atherosclerosis is an inflammatory disease in which macrophages play a crucial role. Macrophages are derived from the differentiation of circulating monocytes and they are not an homogenous population. We can distinguish at least two types of macrophages: The pro-inflammatory M1 macrophages and the alternative anti-inflammatory macrophages M2. Functions of macrophages are controlled by transcriptional factors. My laboratory has realised a transcriptomic analysis of transcriptional factors differently regulated among RM and M2 macrophages. Among the most regulated transcriptional factors there is NOR1 (Neuron-derived Orphan Receptor 1) and TLE1 (Transducin Like Enhancer of Split 1). According to these data, we have chose these two transcriptional factors in order to determine their role in human alternative macrophages. The neuron-derived orphan receptor 1 (NOR1) is induced upon human alternative macrophage polarization and stimulates the expression of markers of the M2 phenotypeThe neuron-derived orphan receptor 1 (NOR1), together with Nur77 and Nurr1, is a member of the NR4A orphan nuclear receptor family expressed in human atherosclerotic lesion macrophages. However, the expression and the functions of NOR1 in human alternative macrophages have not been studied yet. Using an in vitro model of IL-4 polarized primary human alternative macrophages we demonstrate that NOR1 expression increased in alternative M2 macrophages in humans but not in mice. Moreover NOR1 expression is also most abundant in CD68+MR+ alternative macrophage-enriched areas of human atherosclerotic plaques in vivo. Silencing NOR1 expression in human alternative macrophages decreases the expression of a panel of M2 markers such as the Mannose Receptor (MR), Interleukin-1 receptor antagonist (IL1Ra), CD200 receptor (CD200R), coagulation factor XIII A1 polypeptide (F13A1), interleukin 10 (IL10) and the Peroxisome Proliferator-Activated Receptor (PPARg). Moreover, expression and enzymatic activity of MMP9 are induced by NOR1 silencing in M2 macrophages, a regulation confirmed in NOR1 gain of function experiments. These data identify NOR1 among the transcription factors induced during alternative differentiation of human macrophages and demonstrate that NOR1 modifies the alternative macrophage phenotype. Study of TLE1 expression and potential functions in human alternative macrophagesTLE1 is a member of the Groucho family and it is mainly described as a transciptional co-repressor. Although lacking in DNA binding activity of their own, this protein is recruited to gene promoters through interaction with other factors. No data are available regarding the expression or role of TLE1 in macrophages. Our results show that TLE1 is among the highest expressed transcriptional factors in human alternative macrophages. This regulation is verified also in murine macrophages. Histological analysis showed that TLE1 expression in human carotid atherosclerotic lesions in vivo co-localizes with the macrophage marker CD68 and the alternative maker MR. Q-PCR analysis of macrophage-enriched areas isolated by LCM showed that the mRNA levels of TLE1 are higher in zones of alternative CD68+MR+ macrophages compared to zones enriched in CD68+MR- macrophages. Moreover we have shown that TLE1 expression is higher in adipose tissue macrophages (ATM) compared to resting macrophages isolated from blood of the same patients. Finally we have characterised the mRNA expression of TLE1 in obese patients affected or not by diabetes and we have shown that TLE1 expression is influenced by the metabolic state of the patients.

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Macrófagos (Mf) produzem PAF e PAF-R e eliminam partículas alteradas via CD36. Uptake de oxLDL requer associação CD36/PAF-R. Avaliamos isto na eferocitose. Bloqueio do PAF-R e de lipid rafts (LR) inibiu eferocitose. Esta induziu associação PAF-R/CD36 e destes com flotilina-1 (marca LR). Eferocitose induziu IL-10 e IL-12p40. Bloqueio do PAF-R inibiu mais IL-10 e inibição da COX-2 teve efeito similar, sugerindo que eferocitose depende da interação PAF-R/CD36 em LR e que isto induz prostanoides e perfil regulador. Mf adquirirem diferentes fenótipos. Estudamos a participação do PAF-R. Bloqueio do PAF-R antes dos estímulos (IFN-g/LPS, IL-4 ou IgG-SRBC/LPS) inibiu marcadores MCP-1, TNF-a, iNOS, receptor manose, arginase-1 e IL-10, mas não IL-12p40, sugerindo que PAF-R modula fenótipo de Mf. PAF e PAF-like são gerados por estressores oxidativos. Ativação do PAF-R induz imunossupressão sistêmica (IS). Mostramos que terapia fotodinâmica (PDT) in vitro gerou ligantes do PAF-R e in vivo inibiu reação de CHS em WT, mas não em PAF-R KO, sugerindo que PDT induz IS via PAF-R. / Macrophages (Mp) produce PAF and PAF-R and scavenge altered particles via CD36. oxLDL uptake requires association CD36/PAF-R. We analyzed that on efferocytosis. PAF-R and lipid rafts (LR) blockage inhibited efferocytosis. Efferocytosis induced association CD36/PAF-R and both with LR marker protein, and induced IL-10 and IL-12p40. PAF-R and COX-2 blockage inhibited more IL-10, suggesting that efferocytosis depends on PAF-R/CD36 interaction in LR and that this induces prostanoids and regulatory profile. Mp acquire different phenotypes. PAF-R participation in that was analyzed. PAF-R blockage before stimuli (IFN-g/LPS, IL-4 or IgG-SRBC/LPS) inhibited markers MCP-1, TNF-a, iNOS, mannose receptor, arginase-1 and IL-10, but not IL-12p40, suggesting that PAF-R modulates Mp phenotype. PAF and PAF-like are generated by oxidative stressors. PAF-R activation induces systemic immunosuppression (SI). We showed that photodynamic therapy (PDT) in vitro generated PAF-R ligands and in vivo inhibited CHS reaction in WT, but not PAF-R KO, suggesting that PDT induces SI via PAF-R.

Die Leber nimmt als Hauptzielorgan des metastasierenden Kolorektalkarzinoms (CRC) eine exponierte Rolle ein; bei mehr als 50 % der betroffenen Patienten werden im Laufe ihrer Tumorerkrankung Lebermetastasen diagnostiziert, die trotz multimodaler Therapiekonzepte immer noch den fatalen Kranksheitsverlauf bestimmen. Zwecks Entwicklung neuer Therapiestrategien ist ein fundiertes Verständnis der Entstehungsmechanismen und des Genexpressionsprofils der Metastasen erforderlich. Makrophagen wird in diesem Kontext ein großer Einfluss auf die Tumorentstehung und -progression zugeschrieben, weshalb von einer klinischen Relevanz der Makrophagenpolarisation auszugehen ist. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde mit der CRC Zelllinie CMT-93 ein syngenes, orthotopes Lebermetastasenmodell in C57BL/6N Mäusen etabliert. Basierend auf RNA Sequenzierungsdaten und bioinformatischen Analysemethoden wurde eine Entwicklung und fein abgestimmte Adaptation der CMT-93 Zellen im Zuge ihrer Propagation im hepatischen Milieu nachgewiesen. Diese resultierte in divergierenden Genexpressionsprofilen zwischen Zelllinie und Metastasen. Von insgesamt 3329 differentiell exprimierten Genen wurden mittels einer Selektionsliste 32 signifikant exprimierte Gene identifiziert. Insbesondere Matrix-Metalloproteasen (MMP-2, -7, -9), Chemokinrezeptoren (CXCR2, CXCR4), Zelladhäsionsgene (ITGA6, ITGB3) sowie Wif1 als Feinregulator des kanonischen Wnt Signalweges nehmen eine bedeutende Rolle ein und tragen zum Invasions- und Metastasierungsprofil von CMT-93 Zellen unter dem Einfluss des Lebermilieus bei. Invasive und aggressive Eigenschaften der CMT-93 induzierten Lebermetastasen wurden insbesondere im frühen und späten Metastasierungsstadium nachgewiesen. Hier wurde u.a. die Expression der EMT Marker Vimentin, MMP-7 und CD44, Ki-67, NFkb1 und Stat3 untersucht. Eine Gene Ontology Analyse und RNA Sequenzierungsdaten verschiedener Leberareale zeigten, dass die vielschichtige Interaktion zwischen CMT-93 Zellen und der hepatischen Mikroumgebung u.a. durch immunregulatorische Prozesse gesteuert wird, die in veränderten Genexpressionsprofilen zwischen Zelllinie, Metastase und tumorumgebendem Gewebe resultiert. In Lebermetastasen konnte eine Mischpopulation aus M1 und M2 Makrophagen nachgewiesen werden, die einen tendenziell M2 geprägten Charakter aufweisen. Dieser ist höchstwahrscheinlich an einer Stimulation der invasiven Eigenschaften der Tumorzellen beteiligt. Durch qRT-PCR und immunhistochemische Analysen konnten Hinweise gesammelt werden, dass nicht explizit die Quantität oder spezifische Lokalisation von Makrophagenphänotypen, sondern mutmaßlich eher das Zytokinprofil des Tumors und der Mikroumgebung und damit einhergehend der Polarisationsstatus der Makrophagen zum Metastasierungserfolg beiträgt. Eine Inkubation von CMT-93 Zellen mit konditionierten Medien der verschiedenen Makrophagenphänotypen bestätigte die Rolle sezernierter Faktoren. Eine indirekte Interaktion zwischen Tumorzelle und M2 Makrophagen reicht offensichtlich aus, um tumorstimulierende Eigenschaften, Aggressivität und Proliferationsfähigkeit der Zelllinie zu beeinflussen. Somit wurden Gene und Signalwege identifiziert, die relevant sind für eine erfolgreiche Induktion und Progression von Lebermetastasen infolge der Implantation von CRC-Zellen. Eine Adaptation des Genexpressionsprofils der CMT-93 Zelllinie im Zuge der Leberkolonisation konnte nachgewiesen werden. Das molekulare Profil bzw. die Gensignatur der Metastasen korrelierte dabei in hohem Maße mit der Migrations- und Invasionsfähigkeit der Tumorzellen. Insbesondere die Anwendung bioinformatischer Methoden erwies sich dabei als nützliches Werkzeug zur Analyse von großen Datensätzen, die mittels RNA Sequenzierung generiert wurden. Diese werden nun zur Formulierung prädiktiver Modelle der Metastasierungsvorgänge genutzt, um deregulierte Gene und damit einhergehend die Aggressivität von Tumorzellen gezielt identifizieren und konsekutiv beeinflussen zu können. Eine Analyse der Makrophagenphänotypen und ihrer Interaktion mit Tumorzellen verdeutlichte den durchaus tumorstimulierend geprägten Charakter der CMT-93 induzierten Lebermetastasen und den Einfluss des Zytokinprofils auf die Tumorprogression. Eine weiterführende Untersuchung der Makrophagenpolarisation bedarf jedoch eine rigorose Charakterisierung der Phänotypen anhand weiterer spezifischer Marker. Die subtile Analyse wird Rückschlüsse der organspezifischen Einflüsse des Zytokinprofils auf die kolorektale Karzinogenese erlauben.

Macrófagos (Mf) produzem PAF e PAF-R e eliminam partículas alteradas via CD36. Uptake de oxLDL requer associação CD36/PAF-R. Avaliamos isto na eferocitose. Bloqueio do PAF-R e de lipid rafts (LR) inibiu eferocitose. Esta induziu associação PAF-R/CD36 e destes com flotilina-1 (marca LR). Eferocitose induziu IL-10 e IL-12p40. Bloqueio do PAF-R inibiu mais IL-10 e inibição da COX-2 teve efeito similar, sugerindo que eferocitose depende da interação PAF-R/CD36 em LR e que isto induz prostanoides e perfil regulador. Mf adquirirem diferentes fenótipos. Estudamos a participação do PAF-R. Bloqueio do PAF-R antes dos estímulos (IFN-g/LPS, IL-4 ou IgG-SRBC/LPS) inibiu marcadores MCP-1, TNF-a, iNOS, receptor manose, arginase-1 e IL-10, mas não IL-12p40, sugerindo que PAF-R modula fenótipo de Mf. PAF e PAF-like são gerados por estressores oxidativos. Ativação do PAF-R induz imunossupressão sistêmica (IS). Mostramos que terapia fotodinâmica (PDT) in vitro gerou ligantes do PAF-R e in vivo inibiu reação de CHS em WT, mas não em PAF-R KO, sugerindo que PDT induz IS via PAF-R. / Macrophages (Mp) produce PAF and PAF-R and scavenge altered particles via CD36. oxLDL uptake requires association CD36/PAF-R. We analyzed that on efferocytosis. PAF-R and lipid rafts (LR) blockage inhibited efferocytosis. Efferocytosis induced association CD36/PAF-R and both with LR marker protein, and induced IL-10 and IL-12p40. PAF-R and COX-2 blockage inhibited more IL-10, suggesting that efferocytosis depends on PAF-R/CD36 interaction in LR and that this induces prostanoids and regulatory profile. Mp acquire different phenotypes. PAF-R participation in that was analyzed. PAF-R blockage before stimuli (IFN-g/LPS, IL-4 or IgG-SRBC/LPS) inhibited markers MCP-1, TNF-a, iNOS, mannose receptor, arginase-1 and IL-10, but not IL-12p40, suggesting that PAF-R modulates Mp phenotype. PAF and PAF-like are generated by oxidative stressors. PAF-R activation induces systemic immunosuppression (SI). We showed that photodynamic therapy (PDT) in vitro generated PAF-R ligands and in vivo inhibited CHS reaction in WT, but not PAF-R KO, suggesting that PDT induces SI via PAF-R.