No / Vascular inflammation is implicated in the pathogenesis of atherosclerosis and abdominal aortic aneurysm (AAA), and is thought to involve reactive species such as the nitric oxide-derived oxidant peroxynitrite. In the present study nitrotyrosine was measured as a stable marker of peroxynitrite production in vivo. Perioperative blood samples were obtained from patients undergoing elective open or endovascular repair of an AAA and from patients with intermittent claudication, smoking aged-matched controls, non-smoking aged-matched controls and non-smoking young healthy controls. Plasma nitrotyrosine was measured by an enzyme-linked immunosorbent assay. The median plasma nitrotyrosine concentration in patients with an AAA (0·46 nmol nitrated bovine serum albumin equivalents per mg protein) was significantly higher than that in patients with intermittent claudication (0·35 nmol; P = 0·002), smoking controls (0·36 nmol; P = 0·001), non-smoking controls (0·35 nmol; P = 0·002) and young healthy controls (0·27 nmol; P < 0·001). Nitrotyrosine concentrations increased during early reperfusion in open AAA repair, but not during endovascular repair. AAA exclusion from the circulation reduced levels to control values (P = 0·001). Patients with an AAA had raised levels of circulating nitrated proteins compared with patients with claudication and controls, suggesting a greater degree of ongoing inflammation that was not related to smoking. Copyright

No / Neuroinflammation plays an important role in the progression of neurodegenerative disorders such as Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease. Sustained activation of nuclear transcription factor κB (NF-κB) is thought to play an important role in the pathogenesis of neurodegenerative disorders. Flavonoids have been shown to possess antioxidant and anti-inflammatory properties and we investigated whether flavonoids, at submicromolar concentrations relevant to their bioavailability from the diet, were able to modulate NF-κB signalling in astrocytes. Using luciferase reporter assays, we found that tumour necrosis factor (TNFα, 150 ng/ml) increased NF-κB-mediated transcription in primary cultures of mouse cortical astrocytes, which was abolished on co-transfection of a dominant-negative IκBα construct. In addition, TNFα increased nuclear localisation of p65 as shown by immunocytochemistry. To investigate potential flavonoid modulation of NF-κB activity, astrocytes were treated with flavonoids from different classes; flavan-3-ols ((−)-epicatechin and (+)-catechin), flavones (luteolin and chrysin), a flavonol (kaempferol) or the flavanones (naringenin and hesperetin) at dietary-relevant concentrations (0.1–1 μM) for 18 h. None of the flavonoids modulated constitutive or TNFα-induced NF-κB activity. Therefore, we conclude that NF-κB signalling in astrocytes is not a major target for flavonoids.

Yes / The realisation that unregulated activation of the Janus kinase–signal transducer and activator of transcription (JAK–STAT) pathway is a key driver of a wide range of diseases has identified its components as targets for therapeutic intervention by small molecule inhibitors and biologicals. In this review, we discuss JAK-STAT signalling pathway inhibition by the inducible inhibitor “suppressor of cytokine signaling 3 (SOCS3), its role in diseases such as myeloproliferative disorders, and its function as part of a multi-subunit E3 ubiquitin ligase complex. In addition, we highlight potential applications of these insights into SOCS3-based therapeutic strategies for management of conditions such as vascular re-stenosis associated with acute vascular injury, where there is strong evidence that multiple processes involved in disease progression could be attenuated by localized potentiation of SOCS3 expression levels. / British Heart Foundation; Chief Scientist's Office; NHS Greater Glasgow and Clyde Research Endowment Fund; BBSRC

Yes / Interleukin-36 cytokines are predominantly expressed by epithelial cells. Significant upregulation of epidermal IL-36 is now a recognised characteristic of psoriatic skin inflammation. IL-36 is known to induce inflammatory responses in dendritic cells, fibroblasts and epithelial cells. Although vascular alterations are a hallmark of psoriatic lesions and dermal endothelial cells are well known to play a critical role in skin inflammation, the effects of IL-36 on endothelial cells are unexplored. We here show that endothelial cells including dermal microvascular cells express a functionally active IL-36 receptor. Adhesion molecules VCAM-1 and ICAM-1 are upregulated by IL-36γ stimulation and this is reversed by the presence of the endogenous IL-36 receptor antagonist. IL-36γ stimulated endothelial cells secrete the proinflammatory chemokines IL-8, CCL2 and CCL20. Chemotaxis assays showed increased migration of T cells following IL-36γ stimulation of endothelial cells. These results suggest a role for IL-36γ in the dermal vascular compartment and it is likely to enhance psoriatic skin inflammation by activating endothelial cells and promoting leukocyte recruitment.

Yes / Inflammation of adipose tissue in obesity is associated with increased IL-1β, IL-6 and TNF-α secretion and proposed to contribute to insulin resistance. AMP-activated protein kinase (AMPK) regulates nutrient metabolism and is reported to have anti-inflammatory actions in adipose tissue, yet the mechanisms underlying this remain poorly characterised. The effect of AMPK activation on cytokine-stimulated proinflammatory signalling was therefore assessed in cultured adipocytes. AMPK activation inhibited IL-1β-stimulated CXCL10 secretion, associated with reduced interleukin-1 receptor associated kinase-4 (IRAK4) phosphorylation and downregulated MKK4/JNK and IKK/IκB/NFκB signalling. AMPK activation inhibited TNF-α-stimulated IKK/IκB/NFκB signalling but had no effect on JNK phosphorylation. The JAK/STAT3 pathway was also suppressed by AMPK after IL-6 stimulation and during adipogenesis. Adipose tissue from AMPKα1−/− mice exhibited increased JNK and STAT3 phosphorylation, supporting suppression of these distinct proinflammatory pathways by AMPK in vivo. The inhibition of multiple pro-inflammatory signalling pathways by AMPK may underlie the reported beneficial effects of AMPK activation in adipose tissue. / British Heart Foundation

Le système nerveux central est constamment patrouillé par des leucocytes afin d’y assurer une protection contre les agents pathogènes et un maintien de l’homéostasie. L’objectif principal de cette thèse était de caractériser la cascade biomoléculaire responsable du recrutement de leucocytes dotés d’une morphologie particulière dite « en bâtonnets » dans le système vasculaire cérébral lors de différentes conditions neuroinflammatoires, soit l’exposition à la toxine pertussique (PTX) et dans l’encéphalomyélite autoimmune expérimentale (EAE). Un premier mécanisme de recrutement, identifié dans un modèle d’endotoxémie au lipopolysaccharide (LPS), ne permettait pas d’expliquer le recrutement de leucocytes observé dans les deux conditions neuroinflammatoires. Nous avons ainsi voulu caractériser ce mécanisme alternatif. Dans le cadre de cette thèse, nous avons identifié la nature des leucocytes bâtonnets recrutés à la vasculature cérébrale dans les conditions neuroinflammatoires comme étant des neutrophiles. Nous avons également mis en lumière un mécanisme de recrutement alternatif propre à la PTX et à l’EAE reposant sur l’interleukine 6 (IL-6), l’intégrine aM, la molécule d’adhésion ICAM-1 et la chimiokine CXCL1 et menant à l’adhésion du neutrophile à la vasculature cérébrale. L’identification de la voie de signalisation impliquée dans l’activation endothéliale par l’IL-6 et contribuant au recrutement des leucocytes bâtonnets à la vasculature cérébrale a permis d’observer l’expression du récepteur IL6Ra sur l’endothélium cérébral, mais les données préliminaires concernant son implication dans le développement pathologique sont peu concluantes. Cette thèse contribue à identifier un mécanisme de recrutement de neutrophiles effecteurs en conditions neuroinflammatoires et propose la chimiokine CXCL1 comme cible thérapeutique potentielle dans le traitement de maladies neuroinflammatoires comme la sclérose en plaques. / The central nervous system (CNS) is constantly patrolled by leukocytes in order to protect tissue against pathogens and maintain homeostasic conditions. The main objective of this thesis was to characterize the biomolecular cascade responsible for leucocyte recruitment to the cerebral vasculature, during two neuroinflammatory conditions: pertussis toxin (PTX) exposure and experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). These leukocytes, presenting a particular "rod-shaped" morphology, have been first reported during examination of peripheric immune response in the central nervous system following induction of endotoxemia by lipopolysaccharide (LPS) administration. In the framework of this thesis, we first looked to characterize the identity of the rod-shaped leukocytes recruited to the brain vasculature during these neuroinflammatory conditions, which revealed to be mainly constitued of neutrophils. Starting with the hypothesis of a recruitment mechanism similar to the one induced by LPS, we uncovered the existence of an alternative mechanism of rod-shaped leukocytes recruitment that relies on interleukin 6 (IL-6), aM integrin, ICAM-1 adhesion molecule and CXCL1 chemokine during the two neuroinflammatory conditions. We sought to identify the molecular pathway responsible for cerebral endothelium activation that promote rod-shaped leukocytes to the CNS vasculature. These works allowed to confirm expression of IL-6Ra receptor on CNS vasculature but preliminary data regarding the involvement of classic IL-6 pathway in endothelium are inconclusives. This thesis contributes to identify a mechanism of neutrophil recruitment during neuroinflammatory contexts and suggests CXCL1 chemokine as a potential therapeutic target in the treatment of neuroinflammatory pathologies like multiple sclerosis.

L’obésité est une pathologie complexe d’origine multifactorielle qui constitue un facteur de risque indépendant de maladies métaboliques dont le diabète de type 2. L’inflammation chronique qui accompagne l’obésité semble d’ailleurs contribuer au développement de la résistance à l’insuline. Ainsi, il a été montré que l’induction de iNOS, enzyme importante lors des réponses immunitaires, dans les tissus et cellules cibles de l’insuline était impliquée dans la pathogenèse de la résistance à l’insuline associée à l’obésité. Les résultats présentés dans cet ouvrage permettent d’approfondir les connaissances concernant l’implication de cette enzyme dans les troubles métaboliques ainsi que d’identifier des cibles cellulaires potentielles pouvant servir à contrecarrer les effets délétères associés à celle-ci. Dans la première étude, nous avons observé que le resvératrol pouvait inhiber l’induction de iNOS et la production de NO dans le muscle et le tissu adipeux des souris traitées avec l’endotoxine LPS. Ces effets ont été reproduits dans des modèles in vitro. Nous avons pu également déterminer que l’inhibition de iNOS par le resvératrol impliquait l’activation de la voie de l’AMPK plutôt que celle de SIRT1 dans les cellules musculaires. Dans la deuxième étude, nous avons généré des souris MYOnos2-KO, HEPnos2-KO et ADPnos2-KO, modèles dans lesquels l’expression de iNOS est invalidée spécifiquement dans les myocytes striés, les hépatocytes et les adipocytes respectivement. Nous avons pu remarquer que l’invalidation de iNOS dans les myocytes, les hépatocytes et les adipocytes ne semble pas suffire à contrer les effets délétères d’une diète obésogène sur la sensibilité à l’insuline ou la tolérance au glucose. Par contre, l’invalidation de iNOS dans les adipocytes semble améliorer le métabolisme lipidique. Finalement, dans notre troisième étude, nous avons pu démontrer que iNOS pouvait être induite dans des cellules adipeuses d’origine humaine et que l’expression de cette enzyme, dans le tissu adipeux, corrélait négativement avec les niveaux d’adiponectine plasmatique chez les sujets de la cohorte étudiée. L’ensemble de nos études nous permet de proposer des cibles plus spécifiques visant l’inhibition de iNOS ainsi que de contribuer à la compréhension du rôle potentiel de cette protéine dans le développement des troubles métaboliques chez l’homme. / Obesity is a complex pathology, with a multifactorial origin, as well as an independent risk factor for metabolic diseases such as type 2 diabetes. It has been suggested that obesity-associated chronic inflammation contributes to the development of insulin resistance. It has been shown that iNOS, an important enzyme involved in immune responses, has been implicated in the pathogenesis of obesity-associated insulin resistance. Results presented here contribute to better understand the implication of this enzyme in metabolic disorders and thus identify potential cellular targets that might counteract deleterious effects associated with its induction. In the first study, resveratrol was shown to inhibit iNOS induction as well as NO production in muscle and adipose tissue of LPS-treated mice. These effects were recapitulated in vitro. We have also demonstrated that iNOS inhibition by resveratrol involves AMPK but not SIRT1 activation in muscle cells. In the second study, we generated MYO-nos2-KO, HEPnos2-KO and ADPnos2-KO mice, where iNOS expression was specifically invalidated in myocytes, hepatocytes and adipocytes respectively. We have observed that iNOS deletion in myocytes, hepatocytes and adipocytes was not sufficient to counteract obesogenic-diet deleterious effects on insulin sensitivity and glucose tolerance. However, iNOS specific deletion in adipocytes seems to improve lipid metabolism. In our third chapter, we have shown that iNOS could be induced in adipose cells of human origin and that its expression in adipose tissue, was negatively correlated with plasma adiponectin levels of the subjects of the study. Overall, our results allow us to propose more specific targets where iNOS inhibition might be beneficial. Likewise, the results presented here contribute to the understanding of the potential role of this protein in the development of human metabolic disorders.

L'asthme est une maladie inflammatoire chronique, complexe et hétérogène des voies respiratoires. Basé sur le profil cellulaire inflammatoire, l'asthme peut être classé en deux endotypes, soit l'asthme à inflammation de type 2 (T2) et non T2. L'identification du schéma inflammatoire prédominant est très importante pour la prise en charge des patients. Le pourcentage d'éosinophiles dans les expectorations, la fraction d'oxyde nitrique expiré (FeNO) et les éosinophiles sanguins sont actuellement utilisés pour évaluer l'inflammation T2 dans l'asthme. Des seuils cliniquement pertinents sont disponibles pour ajuster la thérapie, bien qu'avec un succès limité, probablement en raison de corrélations modérées entre eux. Actuellement, les études comparant simultanément les trois biomarqueurs de l'inflammation T2 sont rares et, la plupart du temps, jamais réalisées dans un contexte d'asthme contrôlé. De plus, des études antérieures ont examiné les corrélations linéaires avec les biomarqueurs en tant que variables continues, mais pas les associations utilisant des biomarqueurs avec des valeurs seuils prédéterminés choisis pour représenter la clinique. L'objectif de ce mémoire était donc d'explorer la concordance entre ces trois biomarqueurs T2 dans diverses sévérités d'asthme afin d'améliorer notre compréhension de leur utilité en milieu clinique. Il s'agit d'une étude transversale rétrospective de patients adultes atteints d'asthme contrôlé de toute gravité. Nos résultats ont montré une proportion significative de sujets avec des niveaux de biomarqueurs discordants évaluant l'inflammation T2, ce qui pourrait biaiser la décision du clinicien s'il se fie seulement à l'un d'entre eux. Lorsque les valeurs combinées de FeNO et d'éosinophiles sanguins sont bas, elles sont de bons prédicteurs de l'inflammation non T2. Ainsi, nos résultats renforcent la nécessité de prendre en charge l'asthme en utilisant plus d'un biomarqueur de l'inflammation T2. De plus, la réévaluation des biomarqueurs et l'utilisation du pourcentage d'éosinophiles dans les expectorations doivent être prises en considération lorsque les résultats sont discordants. / Asthma is a chronic, complex and heterogeneous inflammatory disease of the airways. Based on the inflammatory cellular profile, asthma can be categorized into two endotypes, type 2 (T2) inflammation and non-T2 inflammation. Identifying the predominant inflammatory pattern is very important for patient management in order to control symptoms and reduce the likelihood of future exacerbations. Sputum eosinophil percentage, fractional exhaled nitric oxide (FeNO) and blood eosinophils are currently used to assess T2 inflammation in asthma. Clinically relevant cut-offs are available to help adjust treatment, although with limited success, probably due to moderate correlations between them. Currently, studies that simultaneously compare the three T2 inflammation markers are rare and, most of the time, never carried out in the context of controlled disease. Additionally, previous studies have examined linear correlations with biomarkers as continuous variables, but not associations using dichotomized biomarker variables with predetermined thresholds chosen to represent the clinic. The aim of this work was to explore the concordance between these three T2 biomarkers in various severities of asthma to improve our understanding of their usefulness in clinical settings. It is a retrospective cross-sectional study of adult patients with controlled asthma of all severities. Our results showed a significant proportion of subjects with discordant biomarker levels assessing T2 inflammation, which can be misleading if clinicians only rely on one of them. When both FeNO and blood eosinophil count values are under the thresholds, they are good predictors of T2-low inflammation. Hence, our results reinforce the need to manage asthma using more than one biomarker of T2 inflammation whenever possible. Additionally, re-evaluation of biomarkers and usage of sputum eosinophil percentage should be taken into consideration when results are inconsistent.

Les polynucléaires neutrophiles sont les premières cellules à infiltrer les tissus en réponse à des facteurs chimiotactiques lors d'une réaction inflammatoire. Leur recrutement vers les tissus inflammés et l'activation de leurs fonctions sont régulés par des médiateurs qui ont la propriété d'élever les niveaux d'AMPc intracellulaire, tels que les prostaglandines E2 (PGE2) ou l'adénosine. L'objectif principal de cette étude était de caractériser les mécanismes de signalisation intracellulaire qui permettent d'expliquer l'inhibition par PGE2 de l'activation des neutrophiles humains stimulés par un facteur chiomiotactique d'origine bactérienne, le fMLP. Les travaux expérimentaux présentés dans cette thèse montrent que PGE2 réduit notablement l'accumulation de PtdIns(3,4,5)P3: un second messager primordial pour la chimiotaxie et la production de radicaux oxygénés stimulées par le fMLP, en bloquant le recrutement de la PI3-Ky vers les sous-unités G(3y libérées par l'activation du récepteur au fMLP (FPR). La principale conséquence de la réduction de la génération de PtdIns(3,4,5)P3 par PGE2 est la diminution du recrutement à la membrane des principaux effecteurs de la PI3-Ky qui sont les sérine/thréonine kinases Akt et PDK1, les tyrosine kinases Tec ainsi que les petites GTPases Rho et Arf. Le recrutement à la membrane de la PKCa stimulé par le fMLP est également réduit en présence de PGE2. Rho A, Arf et les isoformes classiques de PKC étant les trois principaux facteurs d'activation de la PLD, nos résultats montrent que le mécanisme d'inhibition de la PLD par PGE2 réside principalement dans la diminution du recrutement à la membrane de ses trois cofacteurs d'activation. Les effets inhibiteurs de PGE2 sont transmis dans le neutrophile par l'intermédiaire des récepteurs EP2 qui stimulent la formation d'AMPc intracellulaire et nous avons montré que l'activation de la PKA par la voie EP2 est impliquée dans l'inhibition de l'activation de la PI3-Ky et de ses effecteurs par PGE2. Nos travaux ont également permis de mettre en évidence un mécanisme alternatif d'activation d'Akt par le fMLP en présence de PGE2 ou d'adénosine, caractérisé par une dissociation entre la phosphorylation activatrice d'Akt et son recrutement à la membrane. Ces travaux permettent de mieux comprendre l'effet modulateur de PGE2 sur les fonctions des neutrophiles humains.

La parodontite chronique est une maladie infectieuse des tissus de soutien de la dent, entraînant une perte d'attache et une résorption osseuse. Elle résulte d'un déséquilibre entre le biofilm sous-gingival et la réponse inflammatoire de l'hôte. Le modèle de sang complet permet de recréer des conditions apparentées à celles présentes dans la poche parodontale. Utilisant ce modèle stimulé par le lipopolysaccharide (LPS) de Porphyromonas gingivalis, il nous a été permis de démontrer que la tétracycline, la doxycycline et la tétracycline modifiée chimiquement (CMT-3) peuvent inhiber la production d'importants médiateurs proinflammatoires. En comparant les réponses de patients atteints de parodontite et de sujets sains dans le modèle de sang complet stimulé par le LPS, nous avons pu établir que le taux d'accroissement de la production de cytokines et de métalloprotéinases matricielles était plus important chez le premier groupe, laissant supposer une réaction immune plus importante de leur part.