University of Macau / Institute of Chinese Medical Sciences

Inflammatory myeloid dendritic cells (DCs) are critical in the pathogenesis and maintenance of psoriasis vulgaris, a chronic inflammatory skin disease of unknown etiology. New ways to define these cells, and their precursors, may allow us to better understand their role in inflammation. Immunohistochemistry was performed on frozen tissue sections of normal and psoriasis biopsies to examine the dermal expression of potential markers of inflammatory DCs, namely CLEC9A, CD103, SlanDC, and TREM-1. The allostimulatory capacity of DC subsets (of SlanDC+ and CD1c+) was compared in a mixed leukocyte assay (MLR). Potential precursors of inflammatory DCs were FACS-sorted for transcriptomic profiling and functional assays. CLEC9A, CD103, and SlanDC did not prove useful in uniquely identifying myeloid dendritic cells in normal skin, and inflammatory dendritic cells in inflammation. TREM-1 was highly upregulated in psoriasis lesional skin as compared to non-lesional, and its activation may be critical in the maintenance of inflammation. Contrary to published findings, CD1c+ DCs possessed a higher allo-stimulatory capacity than SlanDCs, and induced greater IL-17 in T cells. TREM-1 may provide a novel therapeutic target for psoriasis treatment. The six circulating monocyte and dendritic cell populations in human peripheral blood were obtained via FACS sorting, and their genomic profiles will be examined. By comparing the genomic profiles of the six circulating monocyte and dendritic cell populations in human blood, and examining their allo- and autostimulatory capacities in a peptidoglycan (PGN) stimulated in vitro model of inflammation, the source of these inflammatory dendritic cells can be identified, and provide future targets of therapy for this psoriasis.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011 / La méthode d'auto-assemblage permet la production de substituts cutanés sans matériel exogène. L'objectif principal de notre travail a été de modifier cette méthode originale afin de produire un nouveau modèle de substituts cutanés pathologiques fabriqués à partir de cellules psoriasiques. Dans un premier temps, des substituts sains ont été cultivés en présence et en absence de sérum de veau foetal dans le but d'optimiser les conditions de culture. Puis, des analyses histologiques, immunohistochimiques, de perméabilité et des propriétés physico-chimiques ont été réalisées. Les résultats obtenus ont permis de conclure que le retrait du sérum à partir de la culture à l'interface air-liquide ne cause aucun problème majeur au niveau de la différenciation épidermique, de la jonction dermo-épidermique, du derme et de la perméabilité des substituts. De plus, des analyses par spectroscopic infrarouge à transformée de Fourier ont permis d'observer que le retrait du sérum améliore même l'organisation lipidique pour trois des cinq populations cellulaires testées. Parallèlement à cette étude, des substituts psoriasiques ont été produits à partir de cellules psoriasiques dans le but de vérifier si ces derniers allaient permettre la conservation de ce phénotype en culture. Des analyses histologiques et immunohistochimiques ont été effectuées et ont permis d'observer que le phénotype psoriasique (hyperprolifération et différenciation anormale des kératinocytes) est en partie conservé dans les substituts pathologiques. De plus, lors d'un traitement à l'acide rétinoïque, ceux-ci réagissent de façon similaire à ce qui est observé dans les peaux psoriasiques in vivo. Finalement, des substituts produits à partir de cellules non lésionnelles ont été reconstruits pour vérifier s'il existait une différence entre les cellules lésionnelles et non lésionnelles d'un même patient. Les résultats ont permis d'observer que les cellules non lésionnelles ne sont pas totalement «normales» et qu'elles conservent en partie les caractéristiques du psoriasis. En conclusion, ce nouveau modèle de substituts cutanés pathologiques pourrait devenir un puissant outil dermopharmaceutique permettant de tester de nouveaux traitements pour vaincre le psoriasis.

No description available.

No description available.

Le rôle primordial des cellules de la peau dans la réponse immunitaire est désormais bien établi. Cependant, pourraient-elles également être responsables de l'activation du système immunitaire observée dans le psoriasis, une maladie inflammatoire chronique de la peau? Cette étude vise à comprendre la capacité des kératinocytes psoriasiques à activer in vitro les leucocytes. Le profil de sécrétion de lymphocytes sains co-cultivés avec des kératinocytes (sains ou psoriasiques) a été évalué pour 22 analytes. Les taux élevés de diverses cytokines dans les cultures avec kératinocytes psoriasiques démontrent leur capacité à induire une sécrétion de médiateurs pro-inflammatoires. Les cytokines surexprimées suggèrent également un potentiel d'activation des neutrophiles. L'altération in vitro de plusieurs fonctions des neutrophiles (survie, adhérence cellulaire et production d'anion superoxyde) par les kératinocytes a permis de confirmer ce potentiel. En conclusion, cette étude présente le kératinocyte psoriasique comme étant un instigateur probable de l'inflammation dans la pathogenèse de cette maladie.

Le psoriasis est une maladie inflammatoire chronique de la peau impliquant l'apparition de lésions persistantes plus ou moins étendues sur le corps du malade qui affecte 2-3% de la population mondiale. Il est suggéré que la prolifération épidermique pathologique psoriasique est due à l'inflammation dans les lésions. Or, il a été montré que l'élimination des terminaisons nerveuses dans les lésions psoriasiques entraîne une disparition des lésions psoriasiques chez les patients par un mécanisme inconnu. Nous avons par conséquent posé l'hypothèse que les nerfs sensitifs ont la capacité d'induire le phénotype psoriasique par la sécrétion de neuropeptides suite à un stress. Pour répondre à cette hypothèse, nous avons développé, par génie tissulaire, un modèle de peau psoriasique issue de cellules cutanées de participants atteints de psoriasiques ou issue de participants sains auquel fut ajouté des neurones sensitifs murins. Nous avons observé que, de base, le modèle de peau psoriasique présente une prolifération et une épaisseur épidermique accrues par rapport au modèle de peau saine. De plus, lorsque traité avec du CGRP, un neuropeptide libéré par les neurones sensoriels, la prolifération des kératinocytes est accrue dans le modèle de peau psoriasique, mais pas dans le modèle de peau de saine. De surcroît, lorsque les réseaux nerveux sensoriels des modèles de peaux sont traités avec de la capsaïcine pour induire la libération de neuropeptides, une augmentation de la prolifération des kératinocytes dans le modèle de peau psoriasique est observée, mais pas dans le modèle de peau saine. L'implication du CGRP dans la prolifération des kératinocytes a été confirmée par l'ajout d'un antagoniste du CGRP qui a bloqué l'augmentation de la prolifération des kératinocytes dans le modèle de peau psoriasique suite à la stimulation nerveuse. Dans le but de caractériser la représentativité du modèle, nous avons analysé par immunofluorescence les peaux natives lésionnelles psoriasiques comparativement à leur contrepartie non-lésionnelle psoriasique ou des peaux natives saines. Nous avons observé que, selon les biomarqueurs étudiés, - soit filaggrine, loricrine, psoriasine, défensine humaine β-2, kératine 10, élafine, transglutaminase-1, desmogléine-1, kératine-16, CD3 et CD31 - les peaux non-lésionnelles et lésionnelles psoriasiques natives présentent des différences visuelles frappantes comparativement aux peaux saines natives. Cependant, notre modèle de peau psoriasique présente un profil de biomarqueurs unique et nous n'avons observé aucune modulation des biomarqueurs suite à un traitement au CGRP ou suite à la stimulation des réseaux nerveux sensoriels. Ainsi, nous avons montré que les neurones sensoriels peuvent participer directement à l'hyperprolifération des kératinocytes dans la formation de lésions psoriasiques via la libération de CGRP, indépendamment du système immunitaire. Notre modèle unique de peau psoriasique innervée, produit par génie tissulaire, pourrait être un outil novateur pour mieux comprendre le mécanisme par lequel les nerfs peuvent moduler la formation de lésions psoriasiques chez l'humain.

Le psoriasis est une maladie cutanée multifactorielle qui est caractérisée, entre autres, par l'hyperplasie épidermique, causée par une hyperprolifération et une différenciation anormale des kératinocytes. Plusieurs traitements existent pour soigner la maladie, mais leurs effets secondaires peuvent affecter l'observance des patients. Ainsi, certains, dont les cas sont légers, préfèrent utiliser des crèmes pour soulager leurs symptômes, mais très peu sont adaptées aux peaux psoriasiques. Les extraits de sources marines, dont Aldavineᵀᴹ 5X, un complexe de polysaccharides d'algues (CPA) de la compagnie Lucas Meyer Cosmetics, et ses polysaccharides, le fucane (FUC) et le galactane (GAL), connaissent un intérêt grandissant pour leurs propriétés antiprolifératives contre certains cancers. Puisque le psoriasis comporte aussi un aspect prolifératif, ces extraits pourraient aussi posséder certaines propriétés antipsoriasiques. L'objectif de ce projet est d'évaluer le potentiel antipsoriasique du CPA et des polysaccharides FUC et GAL, individuellement. Les substituts cutanés sains et psoriasiques ont été produits par génie tissulaire selon la méthode d'auto-assemblage, dont certains ont été traités avec le CPA(1 % ou 2 %), FUC (0,25 mg/mL ou 0,5 mg/mL), GAL (0,625 mg/mL ou 1,25 mg/mL) ou du méthotrexate (MTX; 734 μM), servant de contrôle positif. Le MTX, le CPA et les polysaccharides FUC et GAL ont diminué l'épaisseur de l'épiderme vivant des kératinocytes psoriasiques, qui est augmenté dans le psoriasis. Également, la plupart de ces traitements ont régulé l'hyperprolifération et la différenciation anormale des kératinocytes psoriasiques, notamment en diminuant l'expression du Ki-67 et de la kératine 14, des marqueurs dont l'expression est augmentée dans le psoriasis, et en augmentant celle de la loricrine, où l'expression y est diminuée ou nulle. En définitive, le CPA et ses polysaccharides ont un effet antipsoriasique sur des substituts cutanés produits par génie tissulaire, en régulant l'hyperprolifération et la différenciation anormale des kératinocytes. / Psoriasis is a multifactorial skin disease that can be defined, in part, by epidermal hyperplasia, due to hyperproliferation and abnormal differentiation of the keratinocytes. Several treatments are available to manage the disease, but side effects can affect patient compliance. Therefore, patients with mild psoriasis use skincare creams to alleviate their symptoms, but very few are formulated to be suitable for psoriatic skin. Recent interest for marine extracts, such as Aldavineᵀᴹ 5X, a complex of algae polysaccharides (CPA) from the company Lucas Meyer Cosmetics, and its polysaccharides, fucan (FUC) and galactan (GAL), is growing due to their antiproliferative properties against some cancers. Since hyperproliferation is also present in psoriasis, these extracts may also have some antipsoriatic properties. This project aims to determine the antipsoriatic potential of CPA and its polysaccharides FUC and GAL, separately. Healthy and psoriatic skin substitutes were produced by tissue engineering, according to the self-assembly method, some treated with CPA (1 % or 2 %), FUC (0.25 mg/mL or 0.5 mg/mL), GAL (0.625 mg/mL or 1.25 mg/mL) or methotrexate (MTX; 734 μM), used as a reference compound. MTX, CPA, FUC and GAL reduced epidermal thickness of the psoriatic keratinocytes, which is usually increased in psoriasis. Furthermore, most of the treatments regulated the hyperproliferation and abnormal differentiation of psoriatic keratinocytes, notably by reducing the expression of Ki-67 and keratin 14, whose expression is increased in psoriasis, and by promoting the expression of loricrin, whose expression is decreased or absent in the pathology. Ultimately, CPA and its polysaccharides have an antipsoriatic effect on skin substitutes produced by tissue engineering, by regulating hyperproliferation and abnormal differentiation of keratinocytes.

Il est présentement difficile de tester les médicaments anti-psoriasiques sur de nombreux échantillons de peaux pathologiques en raison de problèmes éthiques, de disponibilité et de variations interindividuelles. Ainsi, les formulations de médicaments proposées à la population atteinte de psoriasis ne sont pas bien adaptées à leur situation réelle. La pénétration cutanée de drogues est une méthode qui offre un grand potentiel et qui plus est particulièrement attrayante comparativement aux méthodes conventionnelles d'injection ou d'administration orale. Le principal objectif de notre étude est de présenter un nouveau modèle de substituts cutanés pathologiques faits à partir de cellules de patients psoriasiques et selon la méthode d'auto-assemblage, afin de tester la pénétration de différentes molécules et de vérifier si le substitut est similaire au tissu pathologique in vivo. En comparaison à la peau normale humaine et à la peau de souris, une fonction barrière efficiente a été observée pour les substituts de peau faits à partir de cellules de patients sains lorsque les molécules suivantes ont été appliquées: l'acide benzoïque, la caféine et l'hydrocortisone. Il est connu dans la littérature que les peaux de patients psoriasiques sont plus perméables. Cette même caractéristique a été observée pour les substituts cutanés préparés à partir de cellules de patients psoriasiques. Ces tests de pénétration cutanée sont un premier pas vers la validation d'un modèle de substituts cutanés pathologiques, précisément psoriasiques, en vue de pouvoir le considérer en tant qu'outil efficace pour des études dermopharmacologiques d'agents anti-psoriasiques.

Le psoriasis est une dermatose chronique et inflammatoire à forte médiation immunitaire causant une importante perturbation du fonctionnement des cellules épithéliales de la peau. En particulier, les lymphocytes T jouent un rôle crucial dans la pathogenèse, en sécrétant diverses cytokines et chimiokines favorisant l'inflammation. Les acides gras polyinsaturés (AGPI) de types oméga-3 (n-3) et oméga-6 (n-6) sont essentiels au développement optimal d'une fonction barrière cutanée efficace. D'ailleurs, le métabolisme de ces AGPI s'avère être fortement débalancé dans le psoriasis, avec une prépondérance des métabolites inflammatoires dérivés des AGPI n-6. Malgré le fait que différentes études semblent démontrer des effets favorables des AGPI n-3 pour contrer certains symptômes de la maladie, les mécanismes d'action précis de ces molécules dans le psoriasis ne sont toujours pas convenablement détaillés. Il s'avère donc essentiel de mettre en lumière les réels impacts des AGPI n-3 dans le psoriasis afin d'augmenter la crédibilité de ce traitement et la potentielle découverte de cibles thérapeutiques intéressantes. Ainsi, dans cette thèse, plusieurs objectifs spécifiques ont été établis. Le premier objectif visait à évaluer le potentiel anti-psoriasique de l'acide docosahexaénoïque (DHA) dans notre modèle de substituts psoriasiques produit à partir de fibroblastes et de kératinocytes pathologiques. Les résultats de cette étude ont démontré que l'ajout de cet acide gras (AG) à longues chaînes menait à une diminution considérable de l'acanthose épidermique, caractéristique cruciale de la maladie. Cependant, l'absence de la composante immunitaire ne permettait pas de dépeindre totalement l'incidence complète des AGPI n-3 sur les altérations inflammatoires du psoriasis. Le second objectif de cette thèse a donc permis de mettre en évidence l'impact favorable de l'acide alpha-linolénique (ALA) sur les dérégulations psoriasiques qui sont médiées par les lymphocytes T. Les résultats issus de cette étude ont montré que l'ALA ralentissait l'infiltration des lymphocytes T dans les substituts psoriasiques ainsi que leur sécrétion de cytokines inflammatoires. Par ailleurs, les études des objectifs 1 et 2 ont dévoilé qu'autant la supplémentation des conditions de culture en DHA, que celle en ALA, convertissaient fortement ces AG respectifs en acide eicosapentaénoïque (EPA) dans les phospholipides épidermiques des substituts psoriasiques. Le troisième objectif de cette thèse visait donc à évaluer de manière plus approfondie les effets de l'EPA sur la polarisation des lymphocytes T dans un modèle de substituts psoriasiques immunocompétent. Cette étude a mis de l'avant la capacité de l'EPA à balancer la polarisation des lymphocytes T vers un profil caractéristique des lymphocytes T régulateurs, donc ultimement un profil anti-inflammatoire. Finalement, le dernier objectif spécifique consistait à étudier le portrait lipidique des substituts psoriasiques immunocompétents suite à la supplémentation des conditions de culture en EPA. Cette étude a permis de confirmer que l'EPA influençait la composition lipidique des phospholipides des substituts psoriasiques, ainsi que la production de médiateurs lipidiques, en réduisant la production de métabolites pro-inflammatoires dérivés des AGPI n-6. En conclusion, nos travaux confirment le potentiel thérapeutique des AGPI n-3 dans le traitement du psoriasis et apportent de nouvelles preuves fiables quant à l'importance du métabolisme des AGPI n-3 et n-6 dans la maladie. Les recherches présentées dans cette thèse font état de la capacité des AGPI n-3 à diminuer l'inflammation du psoriasis, laquelle est amplifiée par l'ajout de lymphocytes T. Ainsi, cette thèse ajoute à la crédibilité des AGPI n-3 pour traiter les patients atteints du psoriasis et démontre la pertinence de perpétuer les études dans ce domaine de recherche, d'autant plus que ce type de traitement alternatif pourrait grandement améliorer la qualité de vie et l'observance des patients. / Psoriasis is a chronic and inflammatory dermatosis with strong immune mediation, causing a significant disturbance of the functioning of skin epithelial cells. In particular, T cells play a crucial role in the pathogenesis, by secreting various inflammatory cytokines and chemokines. Omega-3 (n-3) and omega--6 (n-6) polyunsaturated fatty acids (PUFAs) are essential for the optimal development of an effective skin barrier function. Besides, their metabolism appears to be strongly unbalanced in psoriasis, with a preponderance of inflammatory metabolites derived from n-6 PUFAs. Even though some studies demonstrated the favorable effects of n-3 PUFAs in countering certain symptoms of the disease, the precise mechanisms of action of these molecules in psoriasis are still not properly established. It is therefore essential to shed light on the real impacts of n-3 PUFAs in psoriasis in order to increase the credibility of this treatment and the potential discovery of an interesting therapeutic target. During this thesis, several specific objectives have been established. The first objective was to assess the anti-psoriatic potential of docosahexaenoic acid (DHA) in our model of psoriatic skin substitutes produced with pathological fibroblasts and keratinocytes. The results of this study demonstrated that the addition of this long-chain fatty acid led to a considerable reduction in epidermal acanthosis, a crucial characteristic of the disease. However, the absence of the immune component did not fully depict the full impact of n-3 PUFAs on inflammatory alterations in psoriasis. The second objective of this thesis has therefore made it possible to highlight the positive impact of alpha-linolenic acid (ALA) on psoriatic dysregulations which are mediated by T cells. The results from this study have shown that ALA slowed the infiltration of T cells into psoriatic skin substitutes as well as their secretion of inflammatory cytokines. Furthermore, objectives 1 and 2 studies revealed that both DHA and ALA supplementation strongly converted these respective fatty acids into eicosapentaenoic acid (EPA) in the epidermal phospholipids of psoriatic substitutes. The third objective of this thesis therefore aimed to further evaluate the effects of EPA on T cell polarization in an immunocompetent psoriatic skin model. This study highlighted the ability of EPA to balance the polarization of T cells towards a characteristic profile of regulatory T cells, thus ultimately an anti-inflammatory profile. Finally, the last specific objective was to study the lipid portrait of the immunocompetent psoriatic skin substitutes following the supplementation of the culture conditions with EPA. This study confirmed that EPA influences the lipid composition of psoriatic skin substitute phospholipids as well as the production of lipid mediators, by reducing the production of pro-inflammatory metabolites derived from n-6 PUFAs. In conclusion, our work confirms the therapeutic potential of n-3 PUFAs in the treatment of psoriasis and provides new plausible evidence regarding the importance of the metabolism of n-3 and n-6 PUFAs in the disease. The research presented in this thesis reports the ability of n-3 PUFAs to decrease the inflammation of psoriasis, which is amplified by the addition of T cells. Thus, this thesis adds to the credibility of n-3 PUFAs for treating patients with psoriasis and demonstrates the relevance of perpetuating studies in this area of research, especially since this type of alternative treatment could greatly improve the quality of life, as well as patient compliance.