Ralph Schönfelder Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Dosierungsintervalle von Dorzolamid, Dorzolamid-Timolol und Latanoprost auf den Intraokulardruck normotensiver Hunde Klinik für Kleintiere, Veterinärmedizinische Fakultät der Universität Leipzig Eingereicht im März 2010 Bibliografische Angaben: 93 S., 27 Abb., 14 Tab., 224 Lit., Anhang mit 2 Abb., 4 Tab. Schlüsselwörter: Glaukom, Intraokulardruck, Prostaglandine, Karboanhydrasehemmer, Timolol, Hund Das Glaukom beim Hund ist ein Notfall, der eine rasche Senkung des erhöhten Intraokulardruckes verlangt, um dem Verlust der Sehfähigkeit und den auftretenden Schmerzen entgegen zu wirken. Die medikamentöse Behandlung ist dabei ein wichtiger Bestandteil. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Effekt der lokal applizierten Wirkstoffe Dorzolamid, Dorzolamid-Timolol und Latanoprost zur Senkung des Intraokulardruckes bei verschiedenen Dosierungsintervallen zu untersuchen. Für jeden Wirkstoff wurden an vier aufeinander folgenden Tagen tonometrische Messungen des Intraokulardruckes mit dem Tonopen-XL als Kontrolle durchgeführt. Anschließend erfolgte eine Verlaufsuntersuchung, in welcher der Einfluss jedes der drei Wirkstoffe auf den Intraokulardruck bei ein- und zweimal täglicher Applikation jeweils vier Tage lang untersucht wurde. Dabei erfolgten Messungen von Intraokularduck, Pupillendurchmesser und konjunktivaler Irritation beider Augen von zehn Hunden (Beagle) jeweils 8.00; 10.00; 12.00; 16.00; 20.00; 22.00; 24.00; 4.00 Uhr. Bei dreimal täglicher Applikation von Dorzolamid und Dorzolamid-Timolol erfolgten zusätzlich 7.00, 15.00 und 23.00 Uhr Tonometrien. Die einmalige Applikation des Wirkstoffes erfolgte 8.00, die zweimalige Applikation 8.00 und 20.00 Uhr sowie 7.00, 15.00 und 23.00 Uhr die dreimalige Applikation. Für jeden Wirkstoff wurde an Tag fünf, nach Beendigung der Applikationen, die Normalisierung des Intraokulardruckes überprüft. Die Ergebnisse wurden nach Applikationshäufigkeit sowie vergleichend analysiert. Dies erfolgte mittels Friedman-Test für drei und mehr k-verbundene Stichproben als Zwei-Weg Varianzanalyse. Ohne Dorzolamidapplikation betrug der Mittelwert des Intraokulardruckes ± SEM am 91 ersten Tag 12,3 ± 0,5 sowie am zweiten, dritten und vierten Tag 12,5 ± 0,4 mmHg, 11,2 ± 0,4 mmHg und 11,0 ± 0,4 mm Hg. Die einmal tägliche Applikation von Dorzolamid führte mit 7,6 ± 0,4 mm Hg am ersten Tag sowie nachfolgend 8,7 ± 0,3 mmHg, 8,6 ± 0,2 sowie 8,3 ± 0,2 mm Hg zu einer signifikanten Drucksenkung. Die zweimalige Applikation von Dorzolamid wies mit 9,6 ± 0,4 mmHg am ersten Tag sowie 7,4 ± 0,4 mmHg, 6,7 ± 0,3 mmHg und 6,6 ± 0,3 mmHg am zweiten, dritten und vierten Tag, das größte Potential zu einer signifikant stärkeren Absenkung des Intraokulardruckes im Vergleich zu Dorzolamid-Timolol und Latanoprost auf. Nach dreimal täglicher Applikation von Dorzolamid trat mit 8,0 ± 0,2 mmHg am ersten Tag und 7,0 ± 0,3 am zweiten sowie 7,6 ± 0,3 mm Hg am dritten und vierten Tag, eine signifikant stärkere, den Intraokulardruck senkende Wirkung im Vergleich zu Dorzolamid-Timolol ein. Ohne Applikation von Dorzolamid-Timolol lag der Mittelwert des IOD ± SEM vom ersten bis vierten Tag bei 10,6 ± 0,4 mmHg, 11,6 ± 0,5 mm Hg, 11,6 ± 0,6 mmHg und 11,2 ± 0,4 mmHg. Bei einmal täglicher Applikation wurden vom ersten bis vierten Tag folgende Werte mit signifikanter Senkung des IOD bestimmt: 7,6 ± 0,4 mmHg, 7,1 ± 0,3 mmHg, 8,6 ± 0,3 mmHg und 9,6 ± 0,3 mmHg. Bei zweimal täglicher Applikation lag der Mittelwert des IOD bei 9,8 ± 0,5 mmHg, am zweiten bis vierten Tag 8,2 ± 0,4 mmHg, 8,6 ± 0,4 mmHg und 7,3 ± 0,2 mmHg. Die dreimalige Applikation führte zu einem Mittelwert des IOD von 8,1 ± 0,3 mmHg am ersten Tag sowie 8,7 ± 0,3 mmHg, 7,8 ± 0,3 mmHg und 7,3 ± 0,3 mmHg am zweiten bis vierten Tag der Studie. Bei der Untersuchung von Latanoprost lag der Mittelwert des IOD ± SEM ohne Applikation bei 9,9 ± 0,3 mmHg am ersten sowie 10,0 ± 0,3 mmHg, 10,0 ± 0,3 mmHg und 9,8 ± 0,2 mmHg am zweiten bis vierten Tag. Bei einmaliger Applikation lag dieser entsprechend bei 9,8 ± 0,3 mmHg, 8,7 ± 0,2 mmHg, 9,0 ± 0,3 und 10,1 ± 0,4 mmHg Nach zweimaliger Applikation betrug er am ersten Tag 9,9 ± 0,3 mmHg, am zweiten bis vierten Tag 9,3 ± 0,4 mmHg, 8,9 ± 0,4 mmHg sowie 8,9 ± 0,3 mmHg. Der Einfluss alller drei Wirkstoffe auf den mittleren Pupillendurchmesser wurde untersucht. Bei einmal- und zweimal-täglicher Applikation von Latanoprost trat mit einer Differenz im Median von 2,5 bzw. 4,7 im Vergleich ohne Applikation eine ausgeprägte Miosis auf. Schließlich wurde die Wirkung auf die Bindehaut durch Ermittlung des Grades der konjunktivalen Irritation bestimmt. Die Applikation von Latanoprost führte dabei zu deutlichen Reizungen der Konjunktiva bis hin zu verstärkter Hyperämie, in einigen Fällen zu konjunktivalem Ödem sowie vereinzelt zu Juckreiz.

Les sensibilisants de contact sont des molécules réactives électrophiles qui ont la capacité de modifier des protéines de la peau pour former un antigène. Au delà de ce mécanisme d'hapténisation, le signal de danger induit par les sensibilisants conduisant à l'activation des cellules dendritiques (DC) est un élément déterminant dans l'induction de cellules T spécifiques de l'haptène. Dans le contexte du 7ième amendement à la directive cosmétique européenne, la mise en place d'une batterie de tests in vitro permettant de prédire le potentiel sensibilisant de molécules est indispensable pour l'industrie cosmétique. Tandis que la plupart des études in vitro étudient les signaux de danger induits par les sensibilisants dans des modèles homéostasiques, nous nous sommes intéressés à l'effet des sensibilisants sur la mise en place d'une réponse inflammatoire. Lorsque la lignée U937 est différenciée avec du PMA et stimulée avec du LPS, les facteurs de transcription NF-κB et Nrf2 sont activés et l'acide arachidonique (AA) est métabolisé au travers de la cascade cPLA2 / COX-2. L'ensemble de ces voies activées conduit à la production par les U937 d'un grand nombre de médiateurs inflammatoires (IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-10, IL-8, PGE2, PGD2, TxB2). Dans ce modèle, nous avons analysé l'effet de 6 sensibilisants de potentiels variés (DNCB, PPD, HQ, PG, CIN, EUG) et montré que de façon inattendue, tous les sensibilisants étudiés diminuent significativement et de façon spécifique la production de tous les prostanoïdes et en particulier de PGE2 induite par PMA/LPS. Nous avons de plus démontré que selon les sensibilisants, les cibles de cette inhibition au sein de la cascade métabolique de l'AA diffèrent, même si elles se focalisent la plupart du temps (sauf pour le DNCB) sur l'enzyme COX-2 (inhibition de son expression et/ou de son activité). Pour le DNCB, le mécanisme d'inhibition semble plutôt impliquer sa capacité à réagir fortement avec les groupements résidus thiols, ce qui se traduit en particulier par la déplétion du GSH intracellulaire et engendrerait l'inhibition des synthases dépendantes du GSH pour leurs activités. En parallèle de cette étude mécanistique, nous avons appréhendé la problématique du point de vue statistique et vérifié sur un set plus important et diversifié de molécules (160 molécules) que le paramètre « inhibition de PGE2 » pouvait être un bon test de prédiction de l'HSRC. L'étude statistique a permis de déterminer le modèle prédictif du test PGE2 et de mettre en évidence de bonnes performances (78%) par rapport aux prédictions du LLNA. Au-delà, une certaine complémentarité du test PGE2 avec d'autres tests in vitro (MUSST, Nrf2-HTS) a pu être mise en évidence. En conclusion, au travers de cette étude, nous avons pu mettre en évidence de nouvelles propriétés biochimiques des sensibilisants. Même si la signification biologique de la diminution de PGE2 par les sensibilisants de contact demeure complexe d'interprétation, ce paramètre a permis le développement d'un test qui prédit avec de bonnes performances le caractère sensibilisant de molécules et dont la position au sein d'une batterie prédictive d'évaluation de l'allergie de contact reste à être précisée. / Contact sensitizers are defined as reactive molecules (electrophilic) which have the ability to modify skin proteins to form an antigen (hapten). In addition to the haptenation mechanism, danger signals, leading to the activation of dendritic cells, are described to be crucial for the effective induction of an hapten-specific T cell immune response. In the context of the 7th amendment to the Cosmetic Directive, the cosmetic industry is concerned by the challenge of finding non-animal approaches to assess the sensitizing potential of chemicals. While danger signals induced by sensitizers in steady-state conditions have already been analyzed, we chose to investigate the impact of sensitizers on the course of an inflammatory response. For this purpose we used the U937 cell line differentiated with PMA and activated with LPS. In these conditions, cells produce a large amount of inflammatory mediators (IL-β, TNF-α, IL-6, IL-10, IL-8, PGE2, PGD2, TxB2) through the activation of pathways leading to the activation of the transcription factors NF-κB and Nrf2 and through AA metabolism by the cPLA2/COX-2 cascade. Interestingly, we showed that 6 contact sensitizers with various potential (DNCB, PPD, HQ, PG, CIN, EUG) significally and specifically decrease the production of prostanoïds and in particular of PGE2 induced by PMA/LPS. We further demonstrated that there is no unique inhibition profile of the sensitizers even if the majority (except for DNCB) of the effects applies on COX-2 (i.e. inhibition of the expression and/or activity). For DNCB, inhibition mechanism appears to be dependant of its capacity to react with thiols residues and in particular to deplete intracellular glutathione possibly leading to the inactivation of the PG-synthases. In parallel, we assess a statistical analysis on 160 molecules that allow us to define the test parameters (a molecule is a sensitizer if the PGE2 inhibition at 24h is more than 60%) and to calculate the test performance toward LLNA (78%). Moreover we demonstrated that the PGE2 test could be complementary to other already existing in vitro tests like MUSST or Nrf2-HTS. In summary, we add here a new insight into the multiple biochemical effects described so far for sensitizers. Even if the underlying biological relevance remains unclear, the parameter “PGE2 inhibition” is good test for skin sensitization evaluation. Further studies will precise how this parameter could be implemented into an alternative testing strategy for the evaluation of skin sensitization.

Diese Arbeit verdeutlicht die Wirkung von Chondroitinsulfat auf die Synthese von Prostaglandin E2 in humanen mesenchymalen Stromazellen in Abhängigkeit ihres Sulfatierungsgrades. MSC zeichnen sich durch ihre antiinflammatorischen Eigenschaften aus und haben damit einen modulierenden Effekt auf Wundheilungsprozesse. Als Vorläuferzellen von Osteoblasten sind sie direkt an der Knochenneubildung beteiligt. Eine persistierende Entzündung hat eine kontinuierliche Freisetzung von Zytokinen, wie IL-1 zur Folge. Es konnte gezeigt werden, dass IL-1 in hMSC zu einer Freisetzung von PGE2 führt. Unter kurzzeitiger Wirkung stimuliert PGE2 die Knochenneubildung. Eine langanhaltende Präsenz leitet dagegen die Bildung des Faktors RANKL, einen die Osteoklastogenese stimulierenden Faktor, ein. Seit langem ist der positive Effekt von Chondroitinsulfat in chronischen Entzündungsprozessen, wie Rheumatoider Arthritis, bekannt. Zudem werden sie in aktuellen Studien als Beschichtungsbestandteile von Knochenimplantaten verwendet. Sie führten hier zu einer besseren Bioinduktivität und Biokonduktivität. Bisher ist dennoch der molekulare Wirkmechanismus nicht genau beschrieben. Die Schwierigkeit besteht darin, dass die molekularen Signalkaskaden für die einzelnen Kulturmoldelle Unterschiede aufweisen und kein ubiquitärer Mechanismus dargestellt wird. In hMSC führte die Stimulation mit IL-1 unter vorheriger Zugabe von Chondroitinsulfat zu einer Reduktion der PGE2 Freisetzung. Der Effekt des hochsulfatierten sCS3 war gegenüber dem nativen C4S verstärkt. Die reduzierende Wirkung von C4S setzte verzögert ein. Es ist bereits bekannt, dass die negative Ladung der CS zu einer Bindung von Zytokinen führt. Dadurch wird eventuell die Konzentration der Zytokine, wie IL-1 im Bereich der Zellrezeptoren erniedrigt und führt zu einer verringerten Stimulation der Zelle. Denkbar ist auch die Beeinflussung der intrazellulären Signaltransduktionskaskade durch die Bindung der CS an einen speziellen, bisher unbekannten, Membranrezeptor. Die entscheidenden Enzyme der PGE2 Synthese sind die Cyclooxygenase-2 (Cox-2) und die mikrosomale Prostaglandin E Synthase 1 (mPGES1). Die mRNA beider Enzyme war unabhängig vom Sulfatierungsgrad der CS reduziert. Dieser Effekt konnte auf Protein-ebene nicht belegt werden. Die produzierte Proteinmenge an mPGES1 wird durch IL-1 induziert, bleibt aber auch durch Zugabe von CS unverändert. Somit kann von einer erhöhten Translationseffizient und mRNA Stabilität der mPGES1 RNA ausgegangen werden. MAPK Kinasen sind entscheidende Schnittstellen bei der Regulation der mRNA Stabilität als auch der Aktivität von Transkriptionsfaktoren. In dieser Studie konnte die MAPK p38 als entscheidendes Enzym bei der Wirkung von CS auf die PGE2 Synthese ermittelt werden. Dabei führten sowohl das natürliche C4S als auch das hochsulfatierte sCS3 zu einer verringerten Aktivierung. Der Transkriptionsfaktor NfkB ist einer von mehreren, die an den Promotorbereichen der beiden induzierbaren PGE2 Enzyme, Cox-2 und mPGES1, binden. Es ist anzunehmen, dass die hier aufgezeigte verringerte Aktivität von NfkB als auch die verhinderte Translokation in den Zellkern eine reduzierte Transkription der jeweiligen mRNA bedingten. Abhängig vom untersuchten Modell und den verwendeten Kulturbedingungen können diese Prozesse moduliert sein. Die Erkenntnisse dieser experimentellen Arbeit liefern einen weiteren wichtigen Baustein zum Verständnis der molekularbiologischen Abläufe während entzündlicher Prozesse. Die Verwendung von Chondroitinsulfat, insbesondere hochsulfatiertes CS, in Kombination mit hMSC kann gezielt zu einer Verringerung der Entzündungsreaktion während der Implantateinheilung führen. Die durch PGE2 hervorgerufenen Symptome, wie erhöhte Gefäßpermeabilität, Schwellung und verstärktes Schmerzempfinden begründen diese positiven Effekte.

Les ligands orthostériques transmettent un signal complexe aux cellules en se fixant à l'intérieur de la pochette de liaison de leur récepteur cible. Le changement conformationel qui en résulte modifie l'efficacité du récepteur à recruter et activer les seconds messagers en amont des voies de signalisation, soit les protéines G hétérotrimériques dans le cas des récepteurs couplés aux protéines G (GPCRs). Ces variations entraînent une vaste gamme de modifications dans le milieu intracellulaire. Par exemple, l'activation de la protéine G q provoque entre autres l'activation de la phospholipase C? (PLC? ), la production d'inositol 1,4,5-trisphosphate (1P3), puis l'activation des protéines kinases C (PKC). L'activation de la protéine G s , pour sa part, stimule l'activité de l'adénylate cyclase (AC), ce qui entraîne la production d'AMPc et l'activation de la protéine kinase A (PKA). Un ligand n'influence pas nécessairement deux voies de signalisation indépendantes de façon similaire, ce qui lui confère la propriété de sélectivité fonctionnelle. Dans ce travail, nous avons caractérisé le profil pharmacologique de ligands orthostériques du récepteur FP de la PGF2? à l'aide d'un clone HEK-293-SL exprimant le récepteur FP de façon stable. La mesure de la production d'IP3 a permis d'évaluer la voie de la PLC alors que la mesure de la production d'AMP c a permis d'évaluer la voie de l'AC. Pour chacune d'entre elles, le fluprostenol s'est comporté comme un agoniste complet moins puissant que l'agoniste naturel. Le composé synthétique Al-8810 s'est comporté comme un agoniste partiel de la voie de la PLC, alors qu'il s'est avéré être un antagoniste de la voie de l'AC. Ces résultats démontrent que l'activité d'un ligand vis-à-vis un récepteur dépend du groupe d'effecteurs observé, ce qui illustre le concept de sélectivité fonctionnelle des ligands. L'étude des composés allostériques THG113 et THG113.824 démontre que ces derniers n'influencent pas la signalisation déclenchée en aval du récepteur FP par son agoniste naturel. Ces résultats suggèrent qu'ils agiraient comme antagoniste des effets de la PGF 2? par un mécanisme indépendant du récepteur FP. [Symboles non conformes]

En dépit du nombre croissant d’études cliniques sur le canal artériel (CA), des failles méthodologiques entretiennent plusieurs incertitudes concernant l’efficacité et la sécurité des traitements chez les bébés nés prématurés. L’objectif de cette recherche était de comparer les concentrations de prostaglandine E2 (PGE2) et les mesures du flux mésentérique par échographie Doppler chez les enfants nés prématurément et ayant un canal artériel traité à l’ibuprofène par voie intraveineuse ou entérale, en utilisant la méthodologie randomisée contrôlée et à double insu. Dans notre étude pilote, 20 nouveau-nés prématurés de moins de 34 semaines ayant un CA symptomatique confirmé par échocardiographie, furent randomisés au traitement à l’ibuprofène par voie intraveineuse ou entérale. La voie d’administration fut maintenue à l’insu de l’équipe traitante, des cardiologues et des investigateurs. Des dosages des prostaglandines plasmatiques ont été mesurés avant le début du traitement ainsi que 3, 24 et 48 h après le début du traitement. Les mesures du flux mésentérique ont été effectuées avant le traitement à l’ibuprofène ainsi que 1 h et 3 h après le traitement. Nous avons démontré à partir de nos observations que les niveaux plasmatiques de prostaglandines E2 diminuent chez les patients ayant répondu au traitement à l’ibuprofène, indépendamment de la voie d’administration. Nous n’avons pas observé de changement dans l’évolution des dosages de PGE2 chez les patients qui n’ont pas répondu au traitement. Les paramètres mesurés par échographie Doppler au niveau de l’artère mésentérique supérieure n’étaient pas affectés par la voie d’administration du traitement à l’ibuprofène, intraveineuse ou entérale. La présente étude suggère ainsi que le traitement du CA par ibuprofène intraveineux ou entéral n’influe pas sur le flux sanguin mesuré par échographie Doppler. La baisse de la prostaglandine E2 coïncide avec la fermeture du CA, et son dosage pourrait jouer un rôle dans la gestion du traitement. Nous avons démontré la faisabilité d’une étude clinique randomisée à double insu dans le traitement du canal artériel; une méthodologie qui devrait désormait être employé dans la recherche clinique sur les traitements de la persistance du CA. / Despite the growing body of research on the patent ductus arteriosus (PDA), issues with clinical research methodology impairs much of our understanding regarding treatment efficacy and safety in the preterm population. The purpose of this study was to determine plasma prostaglandin E2 (PGE2) concentrations in preterm infants with symptomatic persistence of the ductus arteriosus treated with IV and oral ibuprofen, and measure Doppler flow parameters in the superior mesenteric artery, utilizing randomized controlled and double-blind methodology. Twenty patients age < 34 wks with a symptomatic PDA confirmed by echocardiography randomized to oral vs intravenous ibuprofen regimen. Treating physician, cardiologists and study investigators were blinded to treatment allocation. Plasma PGE2 levels were measured prior to ibuprofen treatment and at 3, 24 and 48 h after treatment. Mesenteric Doppler measurements were taken prior to ibuprofen treatment, and 1 h and 3 h after treatment. Our results showed that plasma PGE2 levels decreased over time in patients that exhibited ductal closure after IV or oral ibuprofen treatment; no time-dependent changes in PGE2 were seen in subjects that failed to respond to ibuprofen. Superior mesenteric artery Doppler flow measurements were not affected by ibuprofen treatment (IV or oral), regardless of efficacy on ductal closure and of PGE2 changes. We conclude that treatment with oral or intravenous ibuprofen does not impact on superior mesenteric artery blood flow measured by Doppler ultrasound. Decreases in plasma PGE2 concentrations coincide with ibuprofen efficacy, and may be more cost-effective to monitor than ultrasound. This study also demonstrated the successful use of double blinded randomized controlled research methodology, which should be more strictly applied in future clinical research on PDA treatment.

Les statines sont des molécules hypocholestérolémiantes, inhibiteurs compétitifs de l'hydroxyméthylglutaryl-CoA réductase, possédant des propriétés anti-inflammatoires et anti-oxydantes dépendantes et indépendantes de leur capacité à réduire le cholestérol. L'hème-oxygénase-1, une enzyme responsable du catabolisme de l'hème participe à la résolution de l'inflammation, notamment via ses propriétés anti-oxydantes. Le système enzymatique cyclooxygénase-2/prostaglandine synthase-1 microsomale catalyse la transformation de l'acide arachidonique en prostaglandine E2, médiateur biologique important dans la régulation de l'hémostase des vaisseaux, la croissance cellulaire, l'inflammation et la douleur. La cyclooxygenase-2 et l'heme-oxygenase-1 étant des cibles des statines, et jouant un rôle majeur dans l'inflammation et la fibrose, le but de ce travail a été d'élucider les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de l'expression de ces enzymes par les statines dans les macrophages et les fibroblastes. Dans les fibroblastes, nous avons démontré que l'induction de l'hème-oxygénase-1 par deux statines différentes, la simvastatine et la fluvastatine, est dépendante de la voie du mévalonate et de la géranygéranylation des protéines. Nous avons pu également démontrer le rôle des facteurs de transcription CCAAT/enhancer-binding protein beta et gamma et upstream stimulatory factor 1 ou 2 dans cette induction, en utilisant des ARN interférants. Dans les macrophages, nous avons mis en évidence que les statines induisent l'hème-oxygénase-1 par un mécanisme dépendant du monoxyde d'azote. La petite protéine G Rho A/C semble être impliquée dans cette régulation ainsi que le facteur de transcription CCAAT/enhancer-binding protein beta. Finalement, nous avons analysé le rôle des statines dans la régulation des cyclooxygénase-2 et la prostaglandine synthase-1 microsomale dans des myofibroblastes hépatiques humains. Nous avons mis en évidence que les statines induisent l'expression de ces deux enzymes, par un mécanisme impliquant la voie de la Rho A/C. La conséquence de cette activation est une libération de la prostaglandine E2 qui inhibe la prolifération des myofibroblastes hépatiques. Au niveau transcriptionnel, l'élément de réponse nuclear factor-kappa B et cAMP response element/E box régions ainsi que GATA les régions riches en GC participent à la régulation des promoteurs de la cyclooxygénase-2 et de la prostaglandine synthase-1 microsomale, respectivement. En resumé, nos travaux confirment que les statines jouent un rôle protecteur dans les macrophages et les fibroblastes en induisant hème-oxygénase-1, la cyclooxygénase-2 et la prostaglandine synthase-1 microsomale, des enzymes qui jouent un rôle majeur dans le contrôle de l'inflammation et la fibrose. / Statins are selective competitive inhibitors of the 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase administered for the treatment of hypercholesterolemia. These molecules have multiple pleiotropic effects in addition to lowering cholesterol such as anti-inflammatory and anti-oxidant properties. Heme-oxygenase-1 is responsible for the catabolism of heme and has important anti-oxidant and anti-inflammatory effects. Cylooxygenase-2, along with microsomal prostaglandin E synthase-1, metabolizes arachidonic acid into prostaglandin E2, a biological mediator with important effects on vascular tone, cell growth, inflammation and pain. Because cyclooxygenase-2 and heme-oxygenase-1 are targets for statins and play a key role in inflammation and fibrosis, we aimed to investigate the molecular mechanisms underlying the regulation of these enzymes by statins in macrophages and fibroblasts.In fibroblasts, simvastatin and fluvastatin induced HO-1 expression in a mevalonate and geranylgeranylated-dependent manner. We further demonstrated a role of the transcription factors CCAAT/enhancer-binding protein beta and gamma and upstream stimulatory factor 1 or 2 in statin-dependent induction of heme-oxygenase-1 using small interfering RNA and dominant-negative constructs.In macrophages, we showed that statins i- increase the level of expression of heme-oxygenase-1 and ii- nitric oxide can play a role in statin-dependent induction of heme-oxygenase-1 , iii- RhoA/C is one of the target of statins, iv- the transcription factor CCAAT/enhancer-binding protein beta is involved in the regulation of heme-oxygenase-1 by statins.Finally, since cyclooxygenase-2 and heme-oxygenase-1 play a role in fibrosis and inflammation, we analyzed the effect of statins in human hepatic myofibroblasts, the fibrogenic cells of the liver. Statins significantly upregulated cyclooxygenase-2 and microsomal prostaglandin E synthase-1 and inhibited cell proliferation in a PGE2-dependent manner via inhibition of RhoA/C activity. Further analysis of the transcription factors involved showed a role for nuclear factor kappa B and cAMP response element/Ebox regions of cyclooxygenase-2 promoter and GATA and GC rich box regions for microsomal prostaglandin E synthase-1.Overall, our thesis results highlight the molecular mechanisms of statin-dependent regulation of two important enzymes in inflammation and fibrosis, in macrophages and fibroblasts. They confirm that some of the protective effects of statins go through the upregulation of heme-oxygenase-1, cyclooxygenase-2 and microsomal prostaglandin E synthase-1.

En dépit du nombre croissant d’études cliniques sur le canal artériel (CA), des failles méthodologiques entretiennent plusieurs incertitudes concernant l’efficacité et la sécurité des traitements chez les bébés nés prématurés. L’objectif de cette recherche était de comparer les concentrations de prostaglandine E2 (PGE2) et les mesures du flux mésentérique par échographie Doppler chez les enfants nés prématurément et ayant un canal artériel traité à l’ibuprofène par voie intraveineuse ou entérale, en utilisant la méthodologie randomisée contrôlée et à double insu. Dans notre étude pilote, 20 nouveau-nés prématurés de moins de 34 semaines ayant un CA symptomatique confirmé par échocardiographie, furent randomisés au traitement à l’ibuprofène par voie intraveineuse ou entérale. La voie d’administration fut maintenue à l’insu de l’équipe traitante, des cardiologues et des investigateurs. Des dosages des prostaglandines plasmatiques ont été mesurés avant le début du traitement ainsi que 3, 24 et 48 h après le début du traitement. Les mesures du flux mésentérique ont été effectuées avant le traitement à l’ibuprofène ainsi que 1 h et 3 h après le traitement. Nous avons démontré à partir de nos observations que les niveaux plasmatiques de prostaglandines E2 diminuent chez les patients ayant répondu au traitement à l’ibuprofène, indépendamment de la voie d’administration. Nous n’avons pas observé de changement dans l’évolution des dosages de PGE2 chez les patients qui n’ont pas répondu au traitement. Les paramètres mesurés par échographie Doppler au niveau de l’artère mésentérique supérieure n’étaient pas affectés par la voie d’administration du traitement à l’ibuprofène, intraveineuse ou entérale. La présente étude suggère ainsi que le traitement du CA par ibuprofène intraveineux ou entéral n’influe pas sur le flux sanguin mesuré par échographie Doppler. La baisse de la prostaglandine E2 coïncide avec la fermeture du CA, et son dosage pourrait jouer un rôle dans la gestion du traitement. Nous avons démontré la faisabilité d’une étude clinique randomisée à double insu dans le traitement du canal artériel; une méthodologie qui devrait désormait être employé dans la recherche clinique sur les traitements de la persistance du CA. / Despite the growing body of research on the patent ductus arteriosus (PDA), issues with clinical research methodology impairs much of our understanding regarding treatment efficacy and safety in the preterm population. The purpose of this study was to determine plasma prostaglandin E2 (PGE2) concentrations in preterm infants with symptomatic persistence of the ductus arteriosus treated with IV and oral ibuprofen, and measure Doppler flow parameters in the superior mesenteric artery, utilizing randomized controlled and double-blind methodology. Twenty patients age < 34 wks with a symptomatic PDA confirmed by echocardiography randomized to oral vs intravenous ibuprofen regimen. Treating physician, cardiologists and study investigators were blinded to treatment allocation. Plasma PGE2 levels were measured prior to ibuprofen treatment and at 3, 24 and 48 h after treatment. Mesenteric Doppler measurements were taken prior to ibuprofen treatment, and 1 h and 3 h after treatment. Our results showed that plasma PGE2 levels decreased over time in patients that exhibited ductal closure after IV or oral ibuprofen treatment; no time-dependent changes in PGE2 were seen in subjects that failed to respond to ibuprofen. Superior mesenteric artery Doppler flow measurements were not affected by ibuprofen treatment (IV or oral), regardless of efficacy on ductal closure and of PGE2 changes. We conclude that treatment with oral or intravenous ibuprofen does not impact on superior mesenteric artery blood flow measured by Doppler ultrasound. Decreases in plasma PGE2 concentrations coincide with ibuprofen efficacy, and may be more cost-effective to monitor than ultrasound. This study also demonstrated the successful use of double blinded randomized controlled research methodology, which should be more strictly applied in future clinical research on PDA treatment.

Les sensibilisants de contact sont des molécules réactives électrophiles qui ont la capacité de modifier des protéines de la peau pour former un antigène. Au delà de ce mécanisme d'hapténisation, le signal de danger induit par les sensibilisants conduisant à l'activation des cellules dendritiques (DC) est un élément déterminant dans l'induction de cellules T spécifiques de l'haptène. Dans le contexte du 7ième amendement à la directive cosmétique européenne, la mise en place d'une batterie de tests in vitro permettant de prédire le potentiel sensibilisant de molécules est indispensable pour l'industrie cosmétique. Tandis que la plupart des études in vitro étudient les signaux de danger induits par les sensibilisants dans des modèles homéostasiques, nous nous sommes intéressés à l'effet des sensibilisants sur la mise en place d'une réponse inflammatoire. Lorsque la lignée U937 est différenciée avec du PMA et stimulée avec du LPS, les facteurs de transcription NF-κB et Nrf2 sont activés et l'acide arachidonique (AA) est métabolisé au travers de la cascade cPLA2 / COX-2. L'ensemble de ces voies activées conduit à la production par les U937 d'un grand nombre de médiateurs inflammatoires (IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-10, IL-8, PGE2, PGD2, TxB2). Dans ce modèle, nous avons analysé l'effet de 6 sensibilisants de potentiels variés (DNCB, PPD, HQ, PG, CIN, EUG) et montré que de façon inattendue, tous les sensibilisants étudiés diminuent significativement et de façon spécifique la production de tous les prostanoïdes et en particulier de PGE2 induite par PMA/LPS. Nous avons de plus démontré que selon les sensibilisants, les cibles de cette inhibition au sein de la cascade métabolique de l'AA diffèrent, même si elles se focalisent la plupart du temps (sauf pour le DNCB) sur l'enzyme COX-2 (inhibition de son expression et/ou de son activité). Pour le DNCB, le mécanisme d'inhibition semble plutôt impliquer sa capacité à réagir fortement avec les groupements résidus thiols, ce qui se traduit en particulier par la déplétion du GSH intracellulaire et engendrerait l'inhibition des synthases dépendantes du GSH pour leurs activités. En parallèle de cette étude mécanistique, nous avons appréhendé la problématique du point de vue statistique et vérifié sur un set plus important et diversifié de molécules (160 molécules) que le paramètre " inhibition de PGE2 " pouvait être un bon test de prédiction de l'HSRC. L'étude statistique a permis de déterminer le modèle prédictif du test PGE2 et de mettre en évidence de bonnes performances (78%) par rapport aux prédictions du LLNA. Au-delà, une certaine complémentarité du test PGE2 avec d'autres tests in vitro (MUSST, Nrf2-HTS) a pu être mise en évidence. En conclusion, au travers de cette étude, nous avons pu mettre en évidence de nouvelles propriétés biochimiques des sensibilisants. Même si la signification biologique de la diminution de PGE2 par les sensibilisants de contact demeure complexe d'interprétation, ce paramètre a permis le développement d'un test qui prédit avec de bonnes performances le caractère sensibilisant de molécules et dont la position au sein d'une batterie prédictive d'évaluation de l'allergie de contact reste à être précisée.

The main aim of this thesis was to prove the hypothesis that the intake of blood with specific antibodies against sand fly saliva affects sand fly fecundity and mortality. Phlebotomus argentipes and Mesocricetus auratus were used for most experiments. ELISA revealed high levels of specific antibodies in repeatedly exposed hosts. However, a five-day study of mortality and fecundity of bloodfed females demonstrated that feeding on repeatedly bitten hamsters has no effect on number of eggs or survival of females. Salivary antigens of P. argentipes recognized by sera of repeatedly bitten hamsters were characterized by immunoblotting and mass spectrometry. Immunoblotting showed that antibodies in the hamster sera recognize salivary proteins with molecular weight from 25 to 60 kDa. Mass spectrometry revealed that the antigens correspond to D7, apyrases, antigen 5-related proteins and yellow-related proteins. In addition, Phlebotomus females were fed through a chicken membrane on rabbit blood with high concentrations of histamine, serotonin or prostaglandin E2 to find out if they influence fecundity or mortality of sandfly females. While the approximate number of eggs layed by one female did not significantly differ from controls in any experimental group studied, the total mortality of females was lower...

Diese Arbeit verdeutlicht die Wirkung von Chondroitinsulfat auf die Synthese von Prostaglandin E2 in humanen mesenchymalen Stromazellen in Abhängigkeit ihres Sulfatierungsgrades. MSC zeichnen sich durch ihre antiinflammatorischen Eigenschaften aus und haben damit einen modulierenden Effekt auf Wundheilungsprozesse. Als Vorläuferzellen von Osteoblasten sind sie direkt an der Knochenneubildung beteiligt. Eine persistierende Entzündung hat eine kontinuierliche Freisetzung von Zytokinen, wie IL-1 zur Folge. Es konnte gezeigt werden, dass IL-1 in hMSC zu einer Freisetzung von PGE2 führt. Unter kurzzeitiger Wirkung stimuliert PGE2 die Knochenneubildung. Eine langanhaltende Präsenz leitet dagegen die Bildung des Faktors RANKL, einen die Osteoklastogenese stimulierenden Faktor, ein. Seit langem ist der positive Effekt von Chondroitinsulfat in chronischen Entzündungsprozessen, wie Rheumatoider Arthritis, bekannt. Zudem werden sie in aktuellen Studien als Beschichtungsbestandteile von Knochenimplantaten verwendet. Sie führten hier zu einer besseren Bioinduktivität und Biokonduktivität. Bisher ist dennoch der molekulare Wirkmechanismus nicht genau beschrieben. Die Schwierigkeit besteht darin, dass die molekularen Signalkaskaden für die einzelnen Kulturmoldelle Unterschiede aufweisen und kein ubiquitärer Mechanismus dargestellt wird. In hMSC führte die Stimulation mit IL-1 unter vorheriger Zugabe von Chondroitinsulfat zu einer Reduktion der PGE2 Freisetzung. Der Effekt des hochsulfatierten sCS3 war gegenüber dem nativen C4S verstärkt. Die reduzierende Wirkung von C4S setzte verzögert ein. Es ist bereits bekannt, dass die negative Ladung der CS zu einer Bindung von Zytokinen führt. Dadurch wird eventuell die Konzentration der Zytokine, wie IL-1 im Bereich der Zellrezeptoren erniedrigt und führt zu einer verringerten Stimulation der Zelle. Denkbar ist auch die Beeinflussung der intrazellulären Signaltransduktionskaskade durch die Bindung der CS an einen speziellen, bisher unbekannten, Membranrezeptor. Die entscheidenden Enzyme der PGE2 Synthese sind die Cyclooxygenase-2 (Cox-2) und die mikrosomale Prostaglandin E Synthase 1 (mPGES1). Die mRNA beider Enzyme war unabhängig vom Sulfatierungsgrad der CS reduziert. Dieser Effekt konnte auf Protein-ebene nicht belegt werden. Die produzierte Proteinmenge an mPGES1 wird durch IL-1 induziert, bleibt aber auch durch Zugabe von CS unverändert. Somit kann von einer erhöhten Translationseffizient und mRNA Stabilität der mPGES1 RNA ausgegangen werden. MAPK Kinasen sind entscheidende Schnittstellen bei der Regulation der mRNA Stabilität als auch der Aktivität von Transkriptionsfaktoren. In dieser Studie konnte die MAPK p38 als entscheidendes Enzym bei der Wirkung von CS auf die PGE2 Synthese ermittelt werden. Dabei führten sowohl das natürliche C4S als auch das hochsulfatierte sCS3 zu einer verringerten Aktivierung. Der Transkriptionsfaktor NfkB ist einer von mehreren, die an den Promotorbereichen der beiden induzierbaren PGE2 Enzyme, Cox-2 und mPGES1, binden. Es ist anzunehmen, dass die hier aufgezeigte verringerte Aktivität von NfkB als auch die verhinderte Translokation in den Zellkern eine reduzierte Transkription der jeweiligen mRNA bedingten. Abhängig vom untersuchten Modell und den verwendeten Kulturbedingungen können diese Prozesse moduliert sein. Die Erkenntnisse dieser experimentellen Arbeit liefern einen weiteren wichtigen Baustein zum Verständnis der molekularbiologischen Abläufe während entzündlicher Prozesse. Die Verwendung von Chondroitinsulfat, insbesondere hochsulfatiertes CS, in Kombination mit hMSC kann gezielt zu einer Verringerung der Entzündungsreaktion während der Implantateinheilung führen. Die durch PGE2 hervorgerufenen Symptome, wie erhöhte Gefäßpermeabilität, Schwellung und verstärktes Schmerzempfinden begründen diese positiven Effekte.