No description available.

No description available.

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est une maladie auto-immunitaire touchant environ 1% de la population mondiale. Elle représente l'une des formes d'arthrite les plus sévères parmi plus de cent formes diagnostiquées à ce jour. Malheureusement, l'étiologie de cette maladie n'est pas encore connue et il n'existe aucun traitement curatif. Cette pathologie dégénérative est caractérisée par l'inflammation et l'hypertrophie de la membrane synoviale causant des dommages irréversibles à plusieurs articulations tels que la destruction du cartilage et l'érosion des os. Plusieurs molécules participent au développement de cette affection, notamment des facteurs de croissance, des métalloprotéinases ainsi que des cytokines. De celles-ci, le TNF[alpha] est l'une des plus importantes. En effet, il a été démontré que cette cytokine pro-inflammatoire puissante est essentielle dans la pathogenèse de la PR. Pour ce faire, le TNF[alpha] transmembranaire doit être clivé par la TACE pour générer sa forme soluble et active. Donc, la TACE, via son action protéolytique sur le TNF[alpha], est impliquée dans la progression de la PR. De plus, il a été démontré que cette protéase transmembranaire est induite au niveau des articulations arthritiques et que l'inhibition de cette enzyme diminue les symptômes chez les rats atteints d'arthrite. Ceci en fait donc une cible thérapeutique intéressante, d'où l'importance de comprendre sa régulation et son mode d'action. Afin d'étudier la régulation de la TACE en conditions inflammatoires, nous avons choisi deux agents importants dans le développement de la PR. On sait depuis longtemps que l'hypoxie, soit le manque d'oxygène, est une condition souvent présente au niveau des articulations arthritiques et que ces dernières sont caractérisées par des concentrations élevées de TNF[alpha]. Nous avons donc testé l'influence de ces deux stimuli sur la modulation de l'ARN messager de la TACE chez les deux principaux types cellulaires composant la membrane synoviale, soit les macrophages (synoviocytes de type A) et les synoviocytes de type B. Nous avons démontré, par RT-PCR, que l'hypoxie et le TNF[alpha] induisent l'accumulation de l'ARN messager de la TACE et que ces inductions sont dépendantes de la synthèse de l'ARN. De plus, nous avons établi que ces inductions au niveau de l'ARN messager corrèlent avec l'accumulation de la protéine TACE et l'augmentation de son activité protéolytique chez les synoviocytes de type B stimulés par le TNF[alpha] et en condition hypoxique. Nous avons ensuite cloné le promoteur de la TACE dans le vecteur d'expression pGL2 dans le but d'effectuer des essais luciférase afin d'étudier les mécanismes transcriptionnels régissant la régulation de la TACE. Nous avons démontré, grâce à cette technique, que l'hypoxie augmente l'activité du promoteur de la TACE via l'induction de la liaison du facteur de transcription HIF-1 à deux sites HRE contenus dans ce promoteur. D'un autre côté, même si l'induction régie par le TNF[alpha] requiert en partie la présence du HIF-1, elle est principalement dépendante du facteur de transcription NF-[kappa]B. Finalement, nous avons vérifié l'effet de l'anti-inflammatoire dexaméthasone, souvent utilisé pour traiter la PR, au niveau de la régulation de la TACE et nous avons découvert que ce glucocorticoïde a un effet inhibiteur sur l'activité du promoteur de la TACE. Ces résultats indiquent que l'hypoxie et le TNF[alpha], deux conditions présentes chez les articulations arthritiques, sont impliqués dans la régulation à la hausse de la TACE et, par conséquent, augmentent la disponibilité du TNF[alpha] soluble, une cytokine pro-inflammatoire importante dans l'amplification de la réponse inflammatoire.

No description available.

L’interface hôte/microbiote intestinal est un système d’interactions complexes dont le déséquilibre est associé au développement des maladies inflammatoires chroniques. Les traitements anti-TNFα sont très efficaces dans ces maladies, mais seulement chez certains patients. L’objectif de ce travail était de rechercher un lien entre composition du microbiote intestinal et réponse aux traitements anti-TNFα dans deux types de maladies inflammatoires chroniques, les spondyloarthrites et les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin. Nous avons retrouvé des variations de la composition du microbiote intestinal après traitement par anti-TNFα chez des patients atteints de spondyloarthrite et avons identifié un nœud taxonomique prédictif de la réponse thérapeutique à trois mois. Ce nœud taxonomique, l’ordre des Burkholderiales, étant ainsi un biomarqueur potentiellement utilisable en pratique clinique, nous avons déposé une demande de brevet européen, qui est en cours d’instruction. Ce travail a été poursuivi par un nouveau protocole de recherche clinique incluant des patients atteints de spondyloarthrites mais aussi de maladies inflammatoires chroniques intestinales. Ce protocole est financé par le CHU de Bordeaux dans le cadre de l’Appel d’Offre Interne. Il permettra de valider les hypothèses de notre premier travail, en réalisant notamment des PCR quantitatives utilisant des amorces spécifiques de l’ordre des Burkholderiales. Nous avons de plus retrouvé in vitro pour la première fois à notre connaissance une modulation de la croissance bactérienne chez Bacteroides fragilis en réponse au TNFα humain. / The host/gut microbiota interface is a system of complex interactions whose imbalance is associated with the development of chronic inflammatory diseases. Anti-TNFα treatments are very effective in these diseases, but only in some patients. The purpose of this work was to find a link between the composition of the intestinal microbiota and clinical response to anti-TNFα treatments in two types of chronic inflammatory diseases, spondyloarthritis and inflammatory bowel disease. We found variations in the composition of the intestinal microbiota after treatment with anti-TNFα in patients with spondyloarthritis and identified a taxonomic node predictive of the therapeutic response at 3 months. This taxonomic node, the Burkholderiales order, being a biomarker potentially usable in clinical practice, we have filed a European patent application, which is currently under investigation. This work was continued by a new clinical research protocol including patients with spondyloarthritis but also with inflammatory bowel diseases. This protocol is funded by the Bordeaux University Hospital as part of the internal call for tenders. It will validate the hypotheses of our first work, notably by performing quantitative PCRs using specific primers targeting the order of Burkholderiales. In vitro, we have also found for the first time, to our knowledge, a modulation of bacterial growth in Bacteroides fragilis in response to human TNFα.

La polyarthrite rhumatoïde est une maladie auto-immune caractérisée par une inflammation chronique qui entraîne la destruction progressive des articulations et des os. Les dommages articulaires observés dans cette pathologie sont causés principalement par les ostéoclastes, des cellules spécialisées dans la résorption de la matrice osseuse. Ce processus de résorption dépend de la capacité à générer des ostéoclastes, de leur activité individuelle et de leur survie. De plus, certaines cytokines inflammatoires peuvent avoir un effet sur la différenciation et l'activité des ostéoclastes. Parmi celles-ci, on retrouve notamment le TNF-?, un médiateur pathologique majeur dans la polyarthrite rhumatoïde. En effet, celui-ci peut agir de façon directe sur la résorption osseuse en stimulant l'ostéoclastogénèse, ou de façon indirecte en augmentant l'expression du RANKL par les ostéoblastes. Subséquemment à ces découvertes, plusieurs agents anti-TNF-? ont été développés pour traiter la polyarthrite rhumatoïde. Ces agents s'avèrent être très efficaces pour réduire les dommages articulaires chez les patients atteints de la maladie. Cependant, leurs mécanismes exacts ainsi que leurs effets sur la biologie des ostéoclastes humains sont encore mal définis. Ainsi, l'objectif principal de cette étude est d'étudier l'effet d'une thérapie anti-TNF-? sur le nombre de précurseurs ostéoclastiques dans le sang périphérique de patients atteints de la polyarthrite rhumatoïde, sur le nombre d'ostéoclastes générés in vitro ainsi que leur activité avant et pendant le traitement avec l'adalimumab, un agent anti-TNF-?. Pour ce faire, 25 patients atteints de cette maladie et ayant reçu une prescription d'adalimumab ont été recrutés pour participer à trois visites consécutives, soit les visites d'inclusion (avant traitement) ainsi que les visites 3 mois et 6 mois après le début du traitement. Pour chaque visite, le nombre de précurseurs ostéoclastiques, le nombre d'ostéoclastes et la résorption osseuse générés in vitro ont été évalués. Les mêmes paramètres ont également été vérifiés pour les cellules incubées en présence d'adalimumab exogène. L'activité de la maladie et le statut fonctionnel du patient, mesurés respectivement avec le Disease Activity Score 28 et le Health Assessment Questionnaire ont été évalués à chaque visite de la présente étude. La collecte de ces données a permis de conclure que le traitement avec l'adalimumab pendant 6 mois n'a pas d'impact statistiquement significatif sur le nombre de précurseurs ostéoclastiques, l'ostéoclastogénèse et la résorption osseuse in vitro , même si nous pouvons observer une tendance vers une diminution pour les deux derniers paramètres. En ce qui concerne les résultats cliniques, l'adalimumab a un effet statistiquement significatif sur le score DAS28 et le questionnaire HAQ, tous deux ayant diminué 6 mois après l'initiation du traitement.

Two types mechanisms that control gene expression involve cis-regulatory factors and trans-regulatory factors. Cis-acting regulatory RNAs include targeted messenger RNA (mRNA) specificity and AU-rich elements (AREs). AU-rich mRNAs are a subcategory of mRNAs that have AREs in their 3'-Untranslated Regions (UTRs). These ARE-genes have been observed to correlate with rapid mRNA decay patterns. They comprise approximately 12% of all transcripts and are known to encode for a group of proteins that have involvement in the inflammatory response. Trans-acting regulatory mechanisms are micro RNAs (miRNAs) in eukaryotes, and small RNAs (sRNA) in prokaryotes. Misregulation of these mechanisms can lead to many disease states if rapid mRNA decay does not occur, leading to tumorigenesis, and eventually, different types of cancer. In this project, the TNF-α ARE was studied in both serum-positive and quiescent G0 conditions in order to analyze whether the translation of the gene differed in any respect due to the binding of a known miRNA called miR-130a. Additionally, both serum-positive and one-day serum-starved quiescent G0 conditions were analyzed for eIF5B and FXR1 levels to analyze whether there was a correlation between the two proteins.

The use of highly active antiretroviral therapy (HAART) has significantly decreased the mortality rate of HIV-1 patients, however the increased survival has led to the development of complications associated with the persistence of the viral infection. Nearly half of HIV-1-infected individuals develop HIV-associated neurocognitive disorders (HAND) as the effects of the chronic infection leads to neuronal injury and synaptic loss in the central nervous system (CNS). The neurotoxicity of HIV-1 has largely been attributed to the inflammation caused by viral replication and the altered signaling of astrocytes, microglia, and macrophages. Although HAART has improved the control of viral replication, the effects from inflammation remain a concern, particularly those of the pro-inflammatory cytokine, tumor necrosis factor alpha (TNF-α). TNF-α has been a therapeutic target for other diseases associated with chronic inflammation, such as rheumatoid arthritis, but emerging evidence has suggested that TNF-α signaling can have a dual role, especially in the CNS, proving the complexity in the modulation of the TNF-α pathway. Although the detrimental effects of TNF-α have been well-characterized, we lack a complete understanding of the beneficial role of TNF-α. TNF-α signaling has largely been considered to be neurotoxic but has been able to regulate neurite outgrowth in the context of neural development. Since TNF-α is upregulated in various neurodegenerative conditions, we considered potential outcomes of TNF-α on neurite outgrowth following injury. Initially, most would assume that TNF-α would prevent neurite outgrowth as apoptosis is a common outcome of TNF-α-induced signaling. If TNF-α signaling strictly prevents neurite outgrowth, anti-TNFα therapies could be considered to reverse this effect. However, upon induced injury, we observed an increase in neurite regrowth following induced injury in human primary fetal neurons, demonstrating a strong need for a deeper understanding of this dual role of TNF-α. Anti-TNF-α therapies have been considered for HIV-1-infected patients to reduce the chronic inflammation, however inhibiting TNF-α signaling could have side-effects that could prevent neuronal recovery from HIV-1 effects. Targeting pathways downstream of TNF-α signaling would be more advantageous to mediate the beneficial role of TNF-α in the CNS. We investigated the transcriptional effects of TNF-α treatment on neurons to uncover a potential pathway to promote neurite outgrowth. One pathway we have discovered to be beneficial in primary human fetal neurons is TNF-α-induced Ephrin B2 upregulation. Ephrin B2 (EphB2) receptors are important mediators of neuronal development and synaptic plasticity, however little has been established in regards to their role in HIV and inflammation, particularly in the CNS. EphB2 can mediate axonal development by providing retractive cues to assist the axon to reach the target, but EphB2 can also promote dendritic branching to improve learning and memory, which would be particularly beneficial for HAND patients that experience cognitive deficits. We observed a correlation between the upregulation of EphB2 in response to TNF-α and neurite outgrowth, which provides a potential pathway to repair damaged neurons and re-establish lost neuronal connections. Dendritic pruning and neuronal loss has been observed in HAND patients, so this ability to promote repair could prevent, improve, or recover the cognitive deficits experienced by HIV-patients with HAND. TNF-α, although primarily known to induce neurotoxicity, strongly activates the nuclear factor-kappaB (NF-κB) pathway, which can have a very wide range of transcriptional effects. Therefore, our hypothesis is that the TNF-α-induced neurite regrowth occurs through an upregulation EphB2 in an NF-κB-dependent pathway. TNF-α has been well established to induce NF-κB signaling, mostly by promoting the translocation of the NF-κB p65 DNA binding factor to the nucleus for transcriptional regulatory effects. NF-κB can regulate neuronal growth and process development of both dendrites and axons, which would correlate to the neurite regrowth observed following TNF-α upon induced injury. The regulation of EphB2 by NF-κB has not been extensively studied, but EphB2 can be negatively regulated by an NF-κB family member, c-Rel. We analyzed the EphB2 promoter and identified three NF-κB p65 binding sites upstream from the transcriptional start site, which provided insight to our hypothesis. We established that p65 directly binds to and can regulate EphB2 promoter activity in response to TNF-α. Since the dual role of TNF-α can be dependent on the receptor through which the signaling proceeds, either TNF-α receptor 1 (TNFR1) or TNF-α receptor 1 (TNFR2), we investigated if this upregulation of EphB2 is receptor dependent and determined EphB2 is induced primarily through activation of TNFR2. Neurons express both receptors, however, the effects of TNF-α to promote neuroprotection and repair primarily occur through the TNF-α/TNFR2 regulatory axis. Although we have been established the mechanism of TNF-α-induced EphB2 and there is a strong correlation with neurite outgrowth following induced injury, we considered the possibilities to modulate EphB2 in the absence of TNF-α to demonstrate the direct effects of EphB2 expression. Several approaches could be used to mediate EphB2 activation or inhibition in vitro. RNA interfering techniques, such as small interfering RNA (siRNA), are useful, but we were interested in a complete knockout strategy. Since our approach was to assess the effects of EphB2 knockout only on neurite outgrowth following induced injury, a knockout animal model would not be appropriate, as a lack of EphB2 would affect the development of the neurons, unless an inducible knockout model was established. This is a lengthy and elaborate process and, more importantly, would only be available in a non-human model. Other techniques, such as transcription activator like effector nucleases (TALENs), can generate knockout systems that are targeted to specific regions of a gene, but specific binding proteins must be created to recruit the endonucleases to the target. Clustered regularly-interspaced short palindromic repeats/CRISPR associated protein 9 (CRISPR/Cas9) has emerged as a specific and relatively easy technique to knockout genes of interest and uses short RNA sequences to guide Cas9 endonucleases to target regions to create double stranded breaks in the DNA to silence the gene. Once concern with Cas9 is specificity to target only the desired region of the gene, as off-target effects can occur and may result in unwanted gene silencing. A Cas9 mutant, Cas9 nickase (Cas9n), has been created to have more specificity by requiring two guide RNAs to recruit two Cas9 nickases to generate a double stranded break as they function as nickases to only create a nick in one DNA strand. We developed this strategy to remove exon 1 of the EphB2 gene by using two pairs of Cas9 nickases, with four guide RNAs, to eliminate any chance for off-target effects but retaining the desired outcome of and EphB2 knockout. We validated the system by demonstrating that a knockout of EphB2 increases adhesion and prevents migration in human embryonic kidney 293T (HEK293T) cells. Although this cell model is not a neuronal cell model, the migration assay demonstrates the functional loss of EphB2. We also created an inducible Ephb2 system to overexpress EphB2. Together these provide essential tools to verify the direct involvement of EphB2 in neurite outgrowth. Taken together, our studies characterize a novel mechanism for neurite outgrowth following injury in neurons: TNF-α/TNFR2-induced EphB2 signaling in an NF-κB p65-dependent manner. In addition to the established mechanism, we developed a technique to assess the effects of EphB2 knockout and overexpression in the context of neurite outgrowth: EphB2-targeted-Cas9n and EphB2 inducible construct. This mechanism yields insight into a potential downstream pathway to be utilized to repair damaged regions in the brain and reverse cognitive deficits in neurodegenerative conditions, especially in a chronic inflammatory environment, such as HIV-1 infection. The strategies created provide a valuable toolset to demonstrate the direct effects of modulating EphB2 signaling, not only in neurons for effects on neuronal health and synaptic plasticity, but also in other disease models, such as glioblastoma, in which EphB2 was demonstrated to promote invasion and migration of tumor cells. These observations and the usefulness of the modulatory strategies likely extend to multiple neurodegenerative diseases that demonstrate cognitive deficits that correlate to neuroinflammation. / Biomedical Neuroscience

Les anémies liées au cancer et aux inflammations chroniques sont suspectées d'être provoquées par la libération de la cytokine pro-inflammatoire, le «tumor necrosis factor» (TNF)-[alpha]. Il a été décrit comme un inhibiteur potentiel de la production de l'érythropoïétine (Epo) au niveau du rein, conduisant à une diminution de l'érythropoïèse. Cependant, des études in vitro ont suggéré que le TNF[alpha] pouvait agir directement sur les cellules érythroblastiques.Des études réalisées au laboratoire LBMCC sur des lignées érythroleucémiques humaines ont montré que le TNF[alpha] limite la surexpression de gènes érythroïde-spécifiques en corrélation à l'inhibition du facteur de transcription GATA-1. Afin d'étudier l'effet inhibiteur du TNF[alpha] sur l'induction de l'érythropoïèse par l'Epo, nous avons utilisé des cellules souches hématopoïétiques CD34+ comme modèle. Dans notre système de culture in vitro, nous avons pu reproduire les différents stades de l'érythropoïèse en présence d'Epo, permettant ainsi d'étudier l'effet du TNF[alpha] sur cette voie. L'étude de la production d'hémoglobine, de la morphologie cellulaire et l'analyse des marqueurs membranaires spécifiques, a montré que le TNF[alpha] réduit la capacité de l'Epo à engager les cellules vers une différenciation érythroïde terminale. Au niveau moléculaire, nous avons corrélé cet effet à la réduction de l'expression de gènes érythroïdes. De plus, il réduit l'activité trans-activatrice du facteur de transcription GATA-1 et induit son interaction avec le facteur PU.1 via l'activation de la protéine p38MAPK. Enfin, l'expression du facteur GATA-2 est induite et la balance GATA-1/GATA-2 est en partie perturbée par l'inhibition des miR 144/451 par le TNF[alpha] / Cancer-related anemia is thought to be mediated by the release of tumor necrosis factor (TNF[alpha]). TNF[alpha] is one of the major mediators of inflammation and has been linked to the inhibition of the erythropoietin (Epo) production from kidney, leading thus to anemia. However, the inhibitory effect of TNF[alpha] on erythroblast differentiation has been suggested by several in vitro studies. Previous results from the LBMCC lab on human leukemia cell lines showed that TNF[alpha] prevents over-expression of erythroid-specific genes in human erythroleukemia cell lines. In all cases, the inhibitory effect of TNF[alpha] was in correlation with the inhibition of the erythroid key transcription factor, GATA-1. In order to study the inhibitory effect of TNF[alpha] on the Epo-mediated erythropoiesis, we used CD34+ hematopoietic stem cells (HSC) as a model. In our in vitro model, we reproduced different stages of erythropoiesis, allowing us to use this model for the study of TNF[alpha] and the erythroid lineage. The study of hemoglobin production, the cell morphology and the analysis of specific erythroid membrane markers, have shown the limited capacity of Epo to stimulate HSC erythroid differentiation under TNF[alpha] treatment. At the molecular level, we have correlated this effect to the reduced expression of erythroid-specific genes. Moreover, TNF[alpha] reduces the transcriptional activity of GATA-1 and induces its interaction with PU.1 via p38MAPK activation. Furthermore, GATA-2 expression is increased and the GATA-1/GATA-2 balance, which is critical for erythropoiesis, is partially disturbed by 144/451 miRs inhibition from TNF[alpha]

Bei juveniler idiopathischer Arthritis konnte eine prämature Immunoseneszenz nachgewiesen werden. Ein Erklärungsmodell ist, dass die prämature Immunoseneszenz den primären Defekt darstellt, der das Immunsystem zum Versagen der Selbsttoleranz führt. Eine andere Deutungsmöglichkeit stellt die prämature Immunoseneszenz als Folge von chronischer Stimulation und Aktivierung des Immunsystems durch die Autoimmunerkrankung selbst dar. In dieser Arbeit wurden die Immunoseneszenz-Parameter (naive T-Zellen, RTE, IL-7-Level, TRECs, relative Telomerlänge, Ki-67-Expression) von JIA-Patienten - unterteilt in eine DMARD-Gruppe und eine TNFα-Inhibitor-Gruppe - mit denen von gesunden Vergleichsprobanden verglichen. Eine fortgeschrittenere Immunoseneszenz bei den Gesunden könnte möglicherweise durch vermehrte chronische Virusinfekte erklärt werden, die jedoch in dieser Arbeit nicht erfasst wurden. In der vorliegenden Arbeit konnte eine potenzielle Rekonstitutionsfähigkeit mit Verbesserung der Immunoseneszenz-Parameter bei DMARD-Therapie demonstriert werden. So trat ein höherer Anteil an naiven T-Zellen und an RTE auf, was vermuten lässt, dass der fortschreitende Verlust der Thymusfunktion bei Patienten mit Autoimmunerkrankung reversibel sein könnte. Bei Vergleich der TNFi-Patienten mit der DMARD-Gruppe konnte eine weiter fortgeschrittene Immunoseneszenz festgestellt werden. Dies könnte durch die Ansammlung von schwereren, DMARD-refraktären Patienten, aber auch durch die unterschiedliche, aber nicht-signifikante Altersverteilung bedingt sein. Bei längerer Einnahmedauer des TNFα-Inhibitors zeigte sich ein tendenziell stärkeres Auftreten von naiven T-Zellen und RTE, kombiniert mit geringeren Anteilen differenzierterer Subpopulationen. So scheinen TNFα-Inhibitoren die Fähigkeit zu besitzen, die prämature Immunoseneszenz positiv zu beeinflussen oder zumindest eine Verlangsamung des prämaturen Alterungsvorgangs zu bewirken. / In juvenile idiopathic arthritis, a premature immunosenescence was shown. One possible explanation is that premature immunosenescence causes the primary defect which leads to the break-down of self-tolerance. Another possibility is that premature immunosenescence is the consequence of chronical stimulation and immune activation through the disease itself. For this dissertation, parameters of premature immunosenescence (namely naive T-cells, RTE, IL-7, TREC, RTL, expression of Ki-67) were determined in JIA patients - divided into two distinct groups with and without TNF alpha inhibitor (“DMARD”, “TNFi”) - and compared to healthy controls. More advanced immunosenescence in healthy subjects might be due to increased occurrence of chronic viral infections, which were not examined here. In DMARD, potential reconstitution with improvement of aging parameters was demonstrated. Higher percentages of naive T-cells and RTE could lead to the hypothesis that the progressive loss of thymic function might be reversible in patients with autoimmune diseases. In TNFi, parameters indicated more advanced immunosenescence. This could be explained by more severe cases of JIA, refractory to conventional treatment, or slightly, not-significant differences in the age distribution. With longer intake of TNFi, increased percentages of naive T-cells and RTE with decrease of further differentiated subsets were shown. Hence, TNFα inhibitors seem to have the ability to influence the immune system positively or to lead at least to a deceleration of the premature aging process.