Circulating neutrophil activation occurs during cardiac surgery with extracorporeal circulation (ECC) and is implicated in the pathophysiology of inflammatory tissue injury and peri-operative organ dysfunction. However, neutrophil directed antiinflammatory strategies have failed to demonstrate consistent therapeutic benefit indicating that the nature and significance of peri-operative circulating neutrophil activation remains incompletely defined. In particular, conformational activation of the b2 integrin Mac-1 (CD11b/CD18), which is required for neutrophil adhesion competence and facilitation of effector functions, has not previously been investigated during cardiac surgery, and the relative contribution of cellular activation and bone marrow neutrophil recruitment to peri-operative changes in circulating neutrophil phenotype and function is unknown. A novel whole blood flow cytometric technique was used to analyze circulating neutrophil phenotype (total Mac-1, conformationally-active CD11b, CD10, CD16, L-selectin and P-selectin glycoprotein ligand-1) and function in cardiac surgery patients to characterize the nature of changes in Mac-1 expression and activation status, and the effects of relative neutrophil immaturity on circulating neutrophil phenotype and function. The effect of heparin, a known CD11b ligand, on Mac-1 epitope expression was also investigated. Circulating neutrophil numbers observed during ECC were mathematically modeled to determine the acute response of the bone marrow neutrophil reserve to an inflammatory stimulus. Plasma cytokine, chemokine and acute phase mediators were measured in cardiac and lung surgery patients to determine potential regulators of systemic neutrophil recruitment. Neutrophils newlyemergent from the bone marrow were characterized as CD10-/CD16low and exhibited distinct changes in cell surface markers and enhanced functional responses, relative to their more mature CD10+ counterparts. Conformational activation of CD11b occurred peri-operatively and provided a more sensitive measure of circulating neutrophil activation status than changes in total Mac-1 or L-selectin expression, although detection of Mac-1 epitopes was reduced in the presence of heparin. Modeling of circulating neutrophil numbers predicted that post-mitotic maturation time was acutely abbreviated by 8.4 hours during 71 minutes of ECC. Systemic chemokine release occurred with cardiac but not non-cardiac thoracic surgery indicating some specificity of the acute inflammatory response. These findings expand the understanding of peri-operative circulating neutrophil activation and recruitment, and identify potential therapeutic targets to limit neutrophil injurious potential during cardiac surgery with ECC.

Patients with type 2 diabetes have reduced gene expression of Heat Shock Protein (HSP) 72 which correlates with reduced insulin sensitivity. Heat therapy, which activates HSP72, improves clinical parameters in these patients. Activation of several inflammatory signalling proteins such as c-jun amino terminal kinase (JNK) can induce insulin resistance but HSP72 can block the induction of these molecules in vitro. Whether up-regulation of HSP72 can protect against insulin resistance is not known. In experiments reported in this thesis we show that HSP72 protects against insulin resistance and blocks the activation of JNK in vivo. We first show that mice that underwent weekly heat shock therapy to increase intramuscular HSP72 protein expression were protected from high fat diet (HFD)-induced hyperinsulinemia, hyperglycemia and glucose intolerance, factors associated with reduced JNK phosphorylation. To determine whether the elevation in intramuscular HSP72 expressio n and protection from insulin resistance are causally linked, we studied muscle specific HSP72 overexpression mice (HSP72+/+). Compared with wild-type mice, HSP72+/+ mice were protected from hyperglycemia, hyperinsulinemia, glucose intolerance and insulin resistance when placed on a HFD, factors associated with a complete inhibition of HFD-induced JNK phosphorylation in skeletal muscle. Finally, we show that HSP72+/+ mice display greater mitochondrial enzyme activity in the liver, adipose tissue and skeletal muscle, corresponding to reduced plasma free fatty acid levels, white adipose tissue mass and alterations in circulating adipokines. These data identify HSP72 as being pivotal in protecting against obesity-induced insulin resistance possibly by blocking JNK and/or by up-regulation of mitochondrial oxidative capacity.

Bibliography: leaves 87-117. / vii, 117, [64] leaves, [8] leaves of plates : ill. (some col.) ; 30 cm. / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / Indicates that PGE's and CsA may have similar modes of action. Findings suggest that therapies that selectively subpopulations of leucocytes, and manipulate the inflammatory mediators they produce, may be effective in the treatment of chronic immuno-inflammatory diseases similar to rheumatioid arthritis. / Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Pathology, 1994?

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2005. / Titre de l'écran-titre (visionné le 28 mars 2007). Bibliogr.

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2007. / Title from first page of PDF file. Includes bibliographical references (p. 109-118).

Les nanotubes de carbone (NTC) sont difficilement détectables dans les matrices biologiques. Ceci rend l'étude de leur toxicité et de leur biodistribution plus difficile. Lors de ce travail, nous avons étudié, dans un premier temps, l'effet de l'albumine sérique de veau (BSA) sur la dispersion des NTC puis dans un second temps, la toxicité, la biodistribution ainsi que la clairance d'un NTC multi-feuillet (MWCNT) chez le rat en utilisant le nickel, une impureté métallique présente dans le nanotube étudié. Après une unique instillation intratrachéale de 100 μg de MWCNT, nos résultats ne montrent ni inflammation, ni lésions pulmonaires, ni modifications des paramètres physiologiques pulmonaires. De plus, l'absence de passage de la barrière alvéolo-capillaire et la mise en place d'un long mécanisme de clairance ont été observées dans le poumon. Afin de mieux comprendre ce mécanisme et à l'aide de la microscopie electronique et de la spectroscopie infrarouge, nous avons montré que les MWCNT sont chimiquement modifiés et sont clivés dans le poumon. Ces résultats, ainsi que l'étude de la phagocytose des MWCNT et de l'apoptose des macrophages alvéolaires, ont permis d'émettre l'hypothèse d'un mécanisme de clairance selon laquelle l'élimination des MWCNT dans le poumon serait liée à la phagocytose, l'apoptose, la dégradation de MWCNT par les macrophages alvéolaires puis la phagocytose de cellules apoptotiques.

<p>Mast cells (MCs) are forceful multifunctional effector cells of the immune system. MCs are normally distributed throughout connective and mucosal tissues, but in several pathological conditions accumulation of MCs occur. This accumulation is probable due to directed migration of MCs and they are subjects for migration at least two different occations: 1) when they are recruited as progenitor cells from the blood into the tissue; and 2) when they as mature MCs are recruited to sites of inflammation. The aim of this study was to investigate MC migration to chemoattractants released <i>in vivo</i> or <i>in vitro</i> (body fluids collected from patients with asthma or rheumatoid arthritis and T_H1- and T_H2-cytokines) and to recombinant cytokines (transforming growth factor -β (TGF-β) and CCL5/RANTES).</p><p>This thesis shows that bronchoalveolar lavage (BAL) fluid from asthmatic patients and synovial fluid from patients with rheumatiod arthritis contain MC chemoattractants, and that part of the chemotactic activity can be related to the presence of stem cell factor (SCF) and TGF-β. We also show that MC chemotactic activity during pollen season is significantly increased compared to before pollen season. Furthermore, we demonstrate that TGF-β isoforms, CCL5, TNF-α and IL-4 act as MC chemoattractants in a bellshaped dose- dependent manner. TGF-β proved to be an extremely potent attractant giving an optimal migratory response at 40fM and TGF-β3 being the most effective isoform. The chemokine CCL5 induced migration through interaction with the receptors CCR1 and CCR4 expressed on MC. Furthermore, we also found that TNF-α produced by T_H1-lymphocytes and IL-4 produced by T_H2-lymphocytes are MC chemoattractants.</p><p>In conclusion, with this thesis we have identified six new human mast cell chemoattractants and provide evidence that BAL fluid and synovial fluid from patients with asthma and rheumatoid arthritis, respectivly, contain MC chemoattractants. This information provides important clues in understanding the mechanisms behind MC recruitment to sites of inflammation.</p>

Regular aerobic exercise may reduce cardiovascular disease (CVD) risk in part by lowering the concentration of inflammatory markers such as C-reactive protein (CRP). While studies in diseased populations have shown significant decreases in CRP concentrations with regular aerobic training, little has been conclusively determined regarding the effects of aerobic training on CRP concentrations in apparently healthy, untrained populations who may not be adequately screened for CVD risk by traditional methods. PURPOSE: To examine the effects of a 17-wk half marathon training program (TP) on CRP concentrations, aerobic fitness, and body composition in apparently healthy, untrained men. METHODS: Twenty men (29.3 ± 1.0 yr, 37.0 ± 1.6 mL•kg-1•min-1 VO2max, 29.1 ± 1.8% body fat) registered as training subjects (TRN) in a 17-wk half marathon TP. An additional 22 men (27.8 ± 1.4 yr, 38.8 ± 1.0 mL•kg-1•min-1 VO2max, 26.8 ± 1.4% BF) served as controls (CON). Fasting blood samples were taken at four time points over the TP and were analyzed for CRP and interleukin-6 (IL-6) concentrations. Aerobic capacity (VO2max) and body fat (BF%) were measured before and after the TP. RESULTS: No significant changes in CRP (P=0.69) or IL-6 concentrations (P=0.73) were seen in TRN as a result of the TP despite significant improvements in VO2max (42.2 ± 1.9 ml•kg-1•min-1, P<0.0001), resting heart rate (P =0.004), BF% (P =0.03) and BMI (P =0.05). No significant changes in CRP, aerobic fitness, BMI or BF% were detected in CON over time. CONCLUSION: Moderate, long-term aerobic training does not appear to affect CRP concentrations in apparently healthy, untrained men despite significant improvements in BW, BF%, BMI, and VO2max.

Le facteur de transcription NF-κB joue un rôle majeur dans lorchestration de nombreux processus biologiques, tels que les réponses immunitaires innée et adaptative, la division cellulaire, lapoptose et le développement. Le NF-κB est activé en réponse à un grand nombre de stimuli, comme les cytokines pro-inflammatoires, les agents viraux et bactériens et la stimulation antigénique des cellules du système immunitaire. Il peut être aussi activé dans des conditions de stress oxydant, par exemple après une exposition à des concentrations physiologiques (de lordre du µM) de peroxyde dhydrogène (H2O2). Au début de ce travail, le mécanisme conduisant à lactivation du NF-κB par le stress oxydant était mal connu et sujet à maintes controverses, ce qui nous a poussé à investiguer cette voie plus avant. Dans une première partie, nous nous sommes attachés à étudier le mécanisme dactivation du NF-κB dans des lymphocytes T soumis à un stress oxydant. Les cellules du système immunitaire sont en effet très sensibles à lenvironnement redox, et sont fréquemment en contact avec des espèces réactives de loxygène libérées par les cellules phagocytaires (monocytes/macrophages et neutrophiles) lors dune réponse inflammatoire. Comme le NF-κB est une protéine cruciale pour le développement et lhoméostasie des lymphocytes T, létude de sa modulation lors dun stress oxydant savère particulièrement importante. Nous avons pu mettre en évidence une activation importante du facteur de transcription lors dun traitement oxydant, ainsi quune dégradation presque compète de linhibiteur IκBα. Létude approfondie du mécanisme menant à cette dégradation a mis au jour un mécanisme dactivation tout à fait inédit, impliquant lactivation du complexe IKK via lintervention de lInositol Phosphatase SHIP-1. Dans cette première partie, nous avons également mis en évidence le rôle crucial de la protéine SHIP-1 dans la protection des lymphocytes T contre lapoptose induite par le stress oxydant, ce qui en fait une protéine clé dans la lhoméostasie des lymphocytes T. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés au mécanisme influençant la fixation du NF-κB à lADN. Nous avons pu démontrer le rôle important de la protéine IKKα comme déterminant la fixation du NF-κB aux promoteurs de certains gènes, mettant ainsi au jour un mode daction inconnu pour cette protéine. Ce rôle est dautant plus intéressant quil est spécifique, ce qui pourrait déboucher sur des applications thérapeutiques intéressantes.

RESUME Depuis leur découverte en 1973 par Steinman et Cohn, le rôle des cellules dendritiques dans l’initiation des réponses immunitaires a largement été documenté. En effet, les cellules dendritiques constituent les cellules présentatrices d’antigènes professionnelles capables de détecter des molécules microbiennes et inflammatoires afin d’activer le système immunitaire. Outre leur implication dans l’induction des réponses immunes, de plus en plus d’études suggèrent que les cellules dendritiques interviennent dans le contrôle des réponses immunitaires via la sécrétion de cytokines anti-inflammatoires et/ou l’activation ou l’induction de lymphocytes T régulateurs. Ceux-ci incluent les cellules T régulatrices issues naturellement du thymus et les cellules T régulatrices induites en périphérie. Des résultats obtenus au sein de notre laboratoire ont mis en évidence l’importance des cellules T régulatrices dans le contrôle des réponses de type Th1 induites à l’aide de cellules dendritiques matures chargées avec des antigènes étrangers. Nous avons, dès lors, étudié le rôle du récepteur CTLA-4 exprimé constitutivement à la surface des cellules T régulatrices dans le contrôle des réponses immunitaires induites à l’aide de cellules dendritiques matures et dans un modèle d’inflammation intestinale. L’injection d’anticorps anti-CTLA-4 induit in vitro et in vivo une inhibition de la production d’IFNγ et protège les souris de la colite pro-Th1 induite par l’instillation de TNBS. Cette protection corrèle étroitement avec l’induction de lymphocytes T régulateurs exprimant fortement la molécule ICOS et sécrétant de l’interleukine 10. De plus, nos résultats suggèrent que l’interleukine 10 et l’indoléamine 2, 3 dioxygénase seraient impliquées dans la fonction régulatrice des lymphocytes T ICOShigh. Nous avons également analysé les mécanismes impliqués dans le contrôle des réponses de type Th1 par les lymphocytes T régulateurs naturels. Nos résultats suggèrent une régulation différente des réponses Th1 en présence et en absence de cette population régulatrice. En effet, les réponses Th1 sont dépendantes de l’interleukine 12 en présence de lymphocytes T régulateurs naturels, alors qu’en leur absence, la molécule CD70 est requise. En conclusion, nos résultats suggèrent que les lymphocytes T régulateurs naturels et induits contrôlent les réponses immunes de type Th1. Au cours de ce travail, nous avons mis en évidence des stratégies distinctes par lesquelles ces deux populations régulatrices contrôlent la réponse immune. Ces résultats complètent la compréhension des mécanismes de régulation du système immunitaire et ouvrent de nouvelles perspectives d’approche immunothérapeutique.