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Mucosal administration of an immunotherapy provides long-term protection against a bacterial respiratory infection 粘膜给药免疫疗法为预防细菌性呼吸道感染提供长期保护
IF 0.6 4区 医学 Q4 Medicine
Revue des maladies respiratoires
Pub Date : 2024-03-01 DOI: 10.1016/j.rmr.2024.01.059
A. Pitiot , M. Ferreira , C. Parent , C. Boisseau , M. Cortes , L. Bouvart , C. Paget , N. Heuzé-Vourc’h , T. Sécher

Introduction

Acute and chronic respiratory infections are one of the first causes of death worldwide, especially for young children and elderly people. Their threat on human health has significantly increased over the last few years, due to the emergence of new viruses and the increase of antimicrobial multi-resistant strains of bacteria. Therapeutic antibodies (Ab) have proven their efficacy in infection prevention and control. Their administration inside the airways, rather than through parenteral route, allows to potentiate their therapeutic index against respiratory infections. The mode of action of anti-infectious Ab relies mainly on direct neutralization of the pathogen, and the recruitment of effectors immune cells facilitating its elimination. However, some studies suggest an immunomodulator role of therapeutic antibodies. Thus, this project aimed at making a proof-of-concept of mAb-mediated long-term immune protection after mucosal administration during a pulmonary bacterial infection and deciphering the mechanisms underlying this effect.

Methods

We used a mouse model of Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) lung infection, resembling to human acute pneumonia. The primary infection was treated using a neutralizing anti-P. aeruginosa mAb delivered through the airways. To investigate long-term protection, mice surviving primary infection were challenged a month later, at a time when circulating/local mAb had disappeared, once again with P. aeruginosa. Local and systemic humoral and cellular immune responses were analyzed thereafter.

Results

Thanks to the, previously presented, model, we have shown that beyond a rapid and efficient containment of a lethal primo infection, an antibacterial Ab, administered in the airways, can interact with the mucosal immune system to develop a long-term immunity, protecting against a secondary infection. Results obtained in vitro and in vivo indicate an essential contribution of immune complexes, formed between the bacteria and the antibody, in the induction of an antibacterial humoral response. This humoral response, persistent, is protective against the pathogenic bacteria. The long-term immunity thus seems to be dependent on both the amount of immune complexes, but also the presence of a local inflammation during the primo infection. Interestingly, the long-term immune response also offers a partial protection against a secondary infection by a heterologous strain of P. aeruginosa.

Conclusion

Complementary studies will be needed to identify all cellular and molecular actors implicated in this long-term protection. Nevertheless, our results suggest that a mucosal administration of an Ab enables the neutralization of a bacterial infection and ensures a long-term protection against a reinfection. This immunomodulatory characteristic of inhaled antibacterial Ab opens new pe

引言 急慢性呼吸道感染是全球死亡的首要原因之一，尤其是对幼儿和老人而言。在过去几年中，由于新病毒的出现和抗菌多重耐药菌株的增加，呼吸道感染对人类健康的威胁大大增加。治疗性抗体（Ab）已被证明具有预防和控制感染的功效。在呼吸道内而不是通过肠外途径给药，可以增强其对呼吸道感染的治疗指数。抗感染抗体的作用模式主要是直接中和病原体，并招募效应免疫细胞，促进病原体的清除。然而，一些研究表明治疗性抗体具有免疫调节作用。因此，本项目旨在对肺部细菌感染期间粘膜给药后 mAb 介导的长期免疫保护进行概念验证，并破译这种作用的机制。通过气道递送中和性抗铜绿假单胞菌 mAb 治疗原发性感染。为了研究小鼠的长期保护能力，一个月后，当循环/局部 mAb 消失时，小鼠再次受到铜绿假单胞菌的挑战。结果由于采用了之前提出的模型，我们已经证明，除了快速有效地遏制致命的初次感染外，在气道内注射抗菌 Ab 还能与粘膜免疫系统相互作用，产生长期免疫力，防止二次感染。体外和体内研究结果表明，细菌和抗体之间形成的免疫复合物对诱导抗菌体液反应起着至关重要的作用。这种体液反应持续存在，对病原菌具有保护作用。因此，长期免疫似乎既取决于免疫复合物的数量，也取决于初次感染时局部炎症的存在。有趣的是，长期免疫反应还能提供部分保护，防止铜绿假单胞菌异源菌株的二次感染。尽管如此，我们的研究结果表明，粘膜给药 Ab 能够中和细菌感染，并确保对再感染的长期保护。吸入性抗菌抗体的这种免疫调节特性为治疗呼吸道感染开辟了新的前景。
{"title":"Mucosal administration of an immunotherapy provides long-term protection against a bacterial respiratory infection","authors":"A. Pitiot ,&nbsp;M. Ferreira ,&nbsp;C. Parent ,&nbsp;C. Boisseau ,&nbsp;M. Cortes ,&nbsp;L. Bouvart ,&nbsp;C. Paget ,&nbsp;N. Heuzé-Vourc’h ,&nbsp;T. Sécher","doi":"10.1016/j.rmr.2024.01.059","DOIUrl":"https://doi.org/10.1016/j.rmr.2024.01.059","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><p>Acute and chronic respiratory infections are one of the first causes of death worldwide, especially for young children and elderly people. Their threat on human health has significantly increased over the last few years, due to the emergence of new viruses and the increase of antimicrobial multi-resistant strains of bacteria. Therapeutic antibodies (Ab) have proven their efficacy in infection prevention and control. Their administration inside the airways, rather than through parenteral route, allows to potentiate their therapeutic index against respiratory infections. The mode of action of anti-infectious Ab relies mainly on direct neutralization of the pathogen, and the recruitment of effectors immune cells facilitating its elimination. However, some studies suggest an immunomodulator role of therapeutic antibodies. Thus, this project aimed at making a proof-of-concept of mAb-mediated long-term immune protection after mucosal administration during a pulmonary bacterial infection and deciphering the mechanisms underlying this effect.</p></div><div><h3>Methods</h3><p>We used a mouse model of <em>Pseudomonas aeruginosa</em> (<em>P. aeruginosa</em>) lung infection, resembling to human acute pneumonia. The primary infection was treated using a neutralizing anti-<em>P. aeruginosa</em> mAb delivered through the airways. To investigate long-term protection, mice surviving primary infection were challenged a month later, at a time when circulating/local mAb had disappeared, once again with <em>P. aeruginosa</em>. Local and systemic humoral and cellular immune responses were analyzed thereafter.</p></div><div><h3>Results</h3><p>Thanks to the, previously presented, model, we have shown that beyond a rapid and efficient containment of a lethal primo infection, an antibacterial Ab, administered in the airways, can interact with the mucosal immune system to develop a long-term immunity, protecting against a secondary infection. Results obtained in vitro and in vivo indicate an essential contribution of immune complexes, formed between the bacteria and the antibody, in the induction of an antibacterial humoral response. This humoral response, persistent, is protective against the pathogenic bacteria. The long-term immunity thus seems to be dependent on both the amount of immune complexes, but also the presence of a local inflammation during the primo infection. Interestingly, the long-term immune response also offers a partial protection against a secondary infection by a heterologous strain of <em>P. aeruginosa</em>.</p></div><div><h3>Conclusion</h3><p>Complementary studies will be needed to identify all cellular and molecular actors implicated in this long-term protection. Nevertheless, our results suggest that a mucosal administration of an Ab enables the neutralization of a bacterial infection and ensures a long-term protection against a reinfection. This immunomodulatory characteristic of inhaled antibacterial Ab opens new pe","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2024-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140160473","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Late response of bronchial epithelium to rhinovirus in severe asthma 严重哮喘患者支气管上皮细胞对鼻病毒的晚期反应
IF 0.6 4区 医学 Q4 Medicine
Revue des maladies respiratoires
Pub Date : 2024-03-01 DOI: 10.1016/j.rmr.2024.01.014
K. Valette , L. Moreno , A.S. Payet , P. Chanez , D. Gras

Introduction

Alteration of bronchial epithelium is one of the main features of severe asthma. Bronchial epithelial cells (BEC) promote airway inflammation and remodeling leading to chronic symptoms and airway hyperresponsiveness and obstruction. Moreover, BEC are the first line in viral infections, which are the major contributor to asthma exacerbation. However, the consequences of the persisting long-term responses to viral infection of BEC in severe asthma are not fully understood. The aim of our study was to investigate the morphological and functional responses of bronchial epithelium induced by human rhinovirus in acute and late phase post-infection in severe asthma in an ALI culture model.

Methods

Primary human bronchial epithelial cells (HBECs) from control (C) (n = 3) and severe asthmatic (SA) (n = 4), cultured in air–liquid interface (ALI), were infected with Rhinovirus A16 (RV-A16) at the apical pole. The virus was removed four hours after infection. Differences in term of viral replication, cytotoxicity (measured by LDH activity), epithelium cohesion (TEER measurement) and antiviral response was assessed at the acute phase (until 4 days) and at the late phase (until 14 days) post-infection (dpi).

Results

RV-A16 replication increased during the acute phase then decreased during the late phase, without difference between control and severe asthmatic. Cytotoxicity was slightly induced by RV-A16 infection only in the acute phase with no difference observed between control and severe asthmatic (fold induction compared to MOCK: 10.4 and 11.7 for C and SA respectively at 4 dpi). Epithelium cohesion is damaged by RV-A16 in severe asthmatics at the late phase whereas it is strengthened in controls (Fold induction compared to MOCK: 1.12 and 0.62 for C and SA respectively at 14 dpi). RV-A16 induced secretion of several antiviral defense peptides (IFNλ2-3, IFNλ1, IFNβ, IFNα2) and inflammatory mediators (CCL5, CXCL10, IL 33, TSLP) over the first week post-infection, with different kinetic and intensities between control and severe asthmatic. IL-33 and TSLP secretion is significantly more induced in severe asthmatic than in control (P < 0.05). Antiviral and proinflammatory mediator's secretion returns to baseline at 14 dpi in both severe asthmatics and controls, but declines more rapidly in severe asthmatics.

Conclusion

The antiviral response is different in terms of profile and intensity between control and severe asthmatic, both in the acute and late phases. The virus induces alteration of epithelium cohesion in severe asthmatics, suggesting a defect in cellular events normally induced by injury. Then, an altered response of HBECs in severe asthma, illustrated by the increased secretion of epithelial alarmins IL-33 and TSLP, could contribute to increased disease su

导言支气管上皮细胞的改变是严重哮喘的主要特征之一。支气管上皮细胞（BEC）促进气道炎症和重塑，导致慢性症状、气道高反应性和阻塞。此外，支气管上皮细胞是病毒感染的第一线，而病毒感染是导致哮喘恶化的主要因素。然而，BEC 对病毒感染的长期持续反应对重症哮喘的影响尚不完全清楚。我们研究的目的是在 ALI 培养模型中研究人鼻病毒感染重症哮喘患者急性期和晚期支气管上皮细胞后诱导的形态和功能反应。感染四小时后清除病毒。结果RV-A16的复制在急性期增加，在晚期减少，对照组和重症哮喘患者之间没有差异。RV-A16 感染仅在急性期对细胞毒性有轻微诱导作用，对照组和重度哮喘患者的细胞毒性没有差异（与 MOCK 相比，4 dpi 时 C 和 SA 的诱导倍数分别为 10.4 和 11.7）。在晚期阶段，RV-A16 会破坏严重哮喘患者上皮细胞的凝聚力，而在对照组中则会加强这种凝聚力（14 dpi 时，与 MOCK 相比，C 和 SA 的诱导倍数分别为 1.12 和 0.62）。在感染后的第一周，RV-A16 诱导了多种抗病毒防御肽（IFNλ2-3、IFNλ1、IFNβ、IFNα2）和炎症介质（CCL5、CXCL10、IL 33、TSLP）的分泌，对照组和重症哮喘患者分泌的动力学和强度不同。重症哮喘患者的 IL-33 和 TSLP 分泌明显高于对照组（P < 0.05）。严重哮喘患者和对照组的抗病毒和促炎介质分泌在 14 dpi 时均恢复到基线水平，但严重哮喘患者的下降速度更快。病毒会诱导重症哮喘患者上皮细胞内聚力的改变，这表明通常由损伤诱导的细胞事件存在缺陷。重症哮喘患者上皮警戒素 IL-33 和 TSLP 的分泌增加说明 HBECs 的反应发生了改变，这可能会导致对疾病的易感性增加以及对鼻病毒感染的炎症反应增强。
{"title":"Late response of bronchial epithelium to rhinovirus in severe asthma","authors":"K. Valette ,&nbsp;L. Moreno ,&nbsp;A.S. Payet ,&nbsp;P. Chanez ,&nbsp;D. Gras","doi":"10.1016/j.rmr.2024.01.014","DOIUrl":"https://doi.org/10.1016/j.rmr.2024.01.014","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><p>Alteration of bronchial epithelium is one of the main features of severe asthma. Bronchial epithelial cells (BEC) promote airway inflammation and remodeling leading to chronic symptoms and airway hyperresponsiveness and obstruction. Moreover, BEC are the first line in viral infections, which are the major contributor to asthma exacerbation. However, the consequences of the persisting long-term responses to viral infection of BEC in severe asthma are not fully understood. The aim of our study was to investigate the morphological and functional responses of bronchial epithelium induced by human rhinovirus in acute and late phase post-infection in severe asthma in an ALI culture model.</p></div><div><h3>Methods</h3><p>Primary human bronchial epithelial cells (HBECs) from control (C) (<em>n</em> <!-->=<!--> <!-->3) and severe asthmatic (SA) (<em>n</em> <!-->=<!--> <!-->4), cultured in air–liquid interface (ALI), were infected with Rhinovirus A16 (RV-A16) at the apical pole. The virus was removed four hours after infection. Differences in term of viral replication, cytotoxicity (measured by LDH activity), epithelium cohesion (TEER measurement) and antiviral response was assessed at the acute phase (until 4<!--> <!-->days) and at the late phase (until 14<!--> <!-->days) post-infection (dpi).</p></div><div><h3>Results</h3><p>RV-A16 replication increased during the acute phase then decreased during the late phase, without difference between control and severe asthmatic. Cytotoxicity was slightly induced by RV-A16 infection only in the acute phase with no difference observed between control and severe asthmatic (fold induction compared to MOCK: 10.4 and 11.7 for C and SA respectively at 4 dpi). Epithelium cohesion is damaged by RV-A16 in severe asthmatics at the late phase whereas it is strengthened in controls (Fold induction compared to MOCK: 1.12 and 0.62 for C and SA respectively at 14 dpi). RV-A16 induced secretion of several antiviral defense peptides (IFNλ2-3, IFNλ1, IFNβ, IFNα2) and inflammatory mediators (CCL5, CXCL10, IL 33, TSLP) over the first week post-infection, with different kinetic and intensities between control and severe asthmatic. IL-33 and TSLP secretion is significantly more induced in severe asthmatic than in control (<em>P</em> <!-->&lt;<!--> <!-->0.05). Antiviral and proinflammatory mediator's secretion returns to baseline at 14 dpi in both severe asthmatics and controls, but declines more rapidly in severe asthmatics.</p></div><div><h3>Conclusion</h3><p>The antiviral response is different in terms of profile and intensity between control and severe asthmatic, both in the acute and late phases. The virus induces alteration of epithelium cohesion in severe asthmatics, suggesting a defect in cellular events normally induced by injury. Then, an altered response of HBECs in severe asthma, illustrated by the increased secretion of epithelial alarmins IL-33 and TSLP, could contribute to increased disease su","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2024-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140160086","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Combined cellular and gene therapy to treat primary ciliary dyskinesia 治疗原发性睫状肌运动障碍的细胞和基因联合疗法
IF 0.6 4区 医学 Q4 Medicine
Revue des maladies respiratoires
Pub Date : 2024-03-01 DOI: 10.1016/j.rmr.2024.01.007
C. Bourdais , A. Nasri , F. Foisset , I. Vachier , A. Bourdin , S. Assou , J. De Vos

Introduction

Primary ciliary dyskinesia (PCD) is a genetic disease caused by mutations that alter cilia beating, including in the respiratory airways, resulting in impaired mucus clearance and severe morbidity as well as increased mortality. We hypothesized that we could restore bronchial cilia beating with genetically corrected iPSC differentiated into bronchial progenitors.

Methods

Our project aims to assess the ability of a corrected iPSC line to functionally repair pathological models in vitro. We generated a PCD patient iPSC line reprogrammed using Sendai viruses, and the corresponding CRISPR/Cas9 corrected cell line, as well a wild-type iPSC line and its CRISPR/Cas9 mutated counterpart. We also generated a GFP-iPSC line expressing the fluorescent GFP protein under the human elongation factor 1 alpha promoter (EF1a), allowing us to study the engraftment ability of GFP bronchial stem cells on a control epithelium model. To assess the efficiency of different bronchial progenitors to engraft a bronchial epithelium, we used our previously published air–liquid interface bronchial epithelium model (iALI).

Results

One main issue is to identify the competent cell type for regeneration of the adult bronchial epithelium. Indeed, there are several cell types constituting the bronchial epithelium, as well as several developmentally bronchial progenitor cells that could be considered. Our iALI differentiation process mimics the embryonic development and thus the iALI model may provide any cell type from the definitive endoderm to the mature bronchial epithelium. Our results suggest that lung progenitors at the ventralized anterior foregut endoderm stage, could be the most efficient cells for engraftment. Besides, their self-renewal ability and their capacity to differentiate into the different cell type spectrum of the bronchial epithelium are promising for the development of a long-term and efficient therapy. The second issue for bronchial epithelium cell replacement would be to determine the best strategy to erode the bronchi prior to cell therapy. Such an erosion is considered necessary to promote cell engraftment because of the barrier function of the intact bronchial epithelium and the lack of selection advantage from the corrected cells. To this end, we compared mechanical, chemical and enzymatic erosion strategies on the iALI model. Our results suggest a better efficiency with enzymatic erosion, showing a homogeneous detachment of the cells and a better engraftment of cells from the GFP-iPSC line.

Conclusion

In conclusion, engraftment of corrected lung progenitors to enzymatically eroded bronchial epithelium seems to be a promising therapeutic strategy to treat PCD. Future experiments will refine the best condition regarding enzymatic solution (concentration, time exposure) and graft cell number to assure functional recovery of the mucociliary clearance.

导言原发性纤毛运动障碍（PCD）是一种遗传性疾病，由基因突变导致纤毛跳动发生改变，包括呼吸道中的纤毛跳动，从而导致粘液清除能力受损、严重的发病率和死亡率增加。我们假设，我们可以利用经基因校正分化成支气管祖细胞的 iPSC 来恢复支气管纤毛的跳动。我们利用仙台病毒重编程生成了一个 PCD 患者 iPSC 细胞系和相应的 CRISPR/Cas9 校正细胞系，还生成了一个野生型 iPSC 细胞系及其 CRISPR/Cas9 突变对应细胞系。我们还生成了在人类延伸因子1α启动子（EF1a）下表达荧光GFP蛋白的GFP-iPSC细胞系，从而可以研究GFP支气管干细胞在对照上皮细胞模型上的移植能力。为了评估不同支气管祖细胞移植支气管上皮的效率，我们使用了之前发表的气液界面支气管上皮模型（iALI）。事实上，支气管上皮有几种细胞类型，还有几种发育中的支气管祖细胞可以考虑。我们的 iALI 分化过程模拟了胚胎发育过程，因此 iALI 模型可提供从最终内胚层到成熟支气管上皮的任何细胞类型。我们的研究结果表明，腹侧前肠内胚层阶段的肺祖细胞可能是最有效的移植细胞。此外，它们的自我更新能力和分化成支气管上皮不同细胞类型谱的能力也为开发长期高效的疗法带来了希望。支气管上皮细胞替代的第二个问题是确定细胞治疗前侵蚀支气管的最佳策略。由于完整支气管上皮细胞具有屏障功能，而且修正细胞缺乏选择优势，因此这种侵蚀被认为是促进细胞移植所必需的。为此，我们在 iALI 模型上比较了机械、化学和酶侵蚀策略。我们的结果表明，酶侵蚀的效率更高，显示出细胞的均匀分离和来自 GFP-iPSC 株系的细胞更好的接种。未来的实验将完善有关酶溶液（浓度、暴露时间）和移植细胞数量的最佳条件，以确保粘膜纤毛清除功能的恢复。
{"title":"Combined cellular and gene therapy to treat primary ciliary dyskinesia","authors":"C. Bourdais ,&nbsp;A. Nasri ,&nbsp;F. Foisset ,&nbsp;I. Vachier ,&nbsp;A. Bourdin ,&nbsp;S. Assou ,&nbsp;J. De Vos","doi":"10.1016/j.rmr.2024.01.007","DOIUrl":"https://doi.org/10.1016/j.rmr.2024.01.007","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><p>Primary ciliary dyskinesia (PCD) is a genetic disease caused by mutations that alter cilia beating, including in the respiratory airways, resulting in impaired mucus clearance and severe morbidity as well as increased mortality. We hypothesized that we could restore bronchial cilia beating with genetically corrected iPSC differentiated into bronchial progenitors.</p></div><div><h3>Methods</h3><p>Our project aims to assess the ability of a corrected iPSC line to functionally repair pathological models in vitro. We generated a PCD patient iPSC line reprogrammed using Sendai viruses, and the corresponding CRISPR/Cas9 corrected cell line, as well a wild-type iPSC line and its CRISPR/Cas9 mutated counterpart. We also generated a GFP-iPSC line expressing the fluorescent GFP protein under the human elongation factor 1 alpha promoter (EF1a), allowing us to study the engraftment ability of GFP bronchial stem cells on a control epithelium model. To assess the efficiency of different bronchial progenitors to engraft a bronchial epithelium, we used our previously published air–liquid interface bronchial epithelium model (iALI).</p></div><div><h3>Results</h3><p>One main issue is to identify the competent cell type for regeneration of the adult bronchial epithelium. Indeed, there are several cell types constituting the bronchial epithelium, as well as several developmentally bronchial progenitor cells that could be considered. Our iALI differentiation process mimics the embryonic development and thus the iALI model may provide any cell type from the definitive endoderm to the mature bronchial epithelium. Our results suggest that lung progenitors at the ventralized anterior foregut endoderm stage, could be the most efficient cells for engraftment. Besides, their self-renewal ability and their capacity to differentiate into the different cell type spectrum of the bronchial epithelium are promising for the development of a long-term and efficient therapy. The second issue for bronchial epithelium cell replacement would be to determine the best strategy to erode the bronchi prior to cell therapy. Such an erosion is considered necessary to promote cell engraftment because of the barrier function of the intact bronchial epithelium and the lack of selection advantage from the corrected cells. To this end, we compared mechanical, chemical and enzymatic erosion strategies on the iALI model. Our results suggest a better efficiency with enzymatic erosion, showing a homogeneous detachment of the cells and a better engraftment of cells from the GFP-iPSC line.</p></div><div><h3>Conclusion</h3><p>In conclusion, engraftment of corrected lung progenitors to enzymatically eroded bronchial epithelium seems to be a promising therapeutic strategy to treat PCD. Future experiments will refine the best condition regarding enzymatic solution (concentration, time exposure) and graft cell number to assure functional recovery of the mucociliary clearance.</p>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2024-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140160152","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Impact de l’activation de la GTPase Rac dans la maturation et les fonctions de l’éosinophile dans l’asthme sévère Rac GTPase 激活对严重哮喘患者嗜酸性粒细胞成熟和功能的影响
IF 0.6 4区 医学 Q4 Medicine
Revue des maladies respiratoires
Pub Date : 2024-03-01 DOI: 10.1016/j.rmr.2024.01.008
B. Hugo , E. Coralie , R. Morgane , B. François-Xavier , L. Gervaise , H. Dorian , S. Vincent

Introduction

L’asthme est une pathologie bronchique caractérisée par une hyperréactivité bronchique, un remodelage tissulaire et une inflammation chronique. Nos travaux ont montré que la GTPase Rac était activée au sein des éosinophiles dans un modèle murin d’asthme allergique sévère. Notre objectif est d’évaluer le rôle de la protéine Rac dans la maturation et la dégranulation des éosinophiles.

Méthodes

Les éosinophiles étudiés ont été obtenus par différenciation de cellules médullaires issues de moelles osseuses de souris. Les niveaux de Rac-GTP ont été évalués au cours de la maturation cellulaire par cytométrie en flux et western blot. Sur le plan fonctionnel, la dégranulation des éosinophiles est induite in vitro par le platelet activating factor (PAF) et évaluée par la mesure de l’activité peroxidase et RNase.

Résultats

Le protocole de différenciation des cellules médullaire permet d’obtenir des cultures cellulaires contenant 95 % d’éosinophiles. Au cours de cette différenciation, le niveau de Rac actif (Rac-GTP) augmente significativement (j4 0,6 vs j11 2,7, p = 0,03). Par cytométrie en flux, nous avons déterminé que cette élévation concerne principalement les éosinophiles. Nous avons observé que le PAF entraîne la dégranulation des éosinophiles en culture avec une libération d’éosinophile péroxidase et de RNases. Cette dégranulation s’accompagne d’une augmentation de l’activation de Rac. L’inhibition pharmacologique de Rac génère une accumulation des granules au niveau de la membrane plasmique et prévient la dégranulation in vitro (diminution de 74 %, p = 0,002) et sur des lysats pulmonaires de modèles d’asthme sévère.

Conclusions

Nos résultats mettent en évidence que l’activation de Rac participe à la maturation et à la dégranulation des polynucléaires éosinophiles. Rac apparaît comme une nouvelle cible thérapeutique dans l’asthme allergique pour lutter contre l’inflammation.

导言哮喘是一种支气管病变，其特点是支气管高反应性、组织重塑和慢性炎症。我们的研究表明，在严重过敏性哮喘小鼠模型中，嗜酸性粒细胞中的 Rac GTPase 被激活。我们的目的是评估 Rac 在嗜酸性粒细胞成熟和脱颗粒过程中的作用。研究的嗜酸性粒细胞是通过小鼠骨髓中的骨髓细胞分化获得的。在细胞成熟过程中，通过流式细胞术和 Western 印迹对 Rac-GTP 的水平进行了评估。从功能上讲，嗜酸性粒细胞脱颗粒是由血小板活化因子（PAF）在体外诱导的，并通过测量过氧化物酶和 RNase 活性进行评估。在分化过程中，活性 Rac（Rac-GTP）的水平显著增加（d4 0.6 vs d11 2.7，p = 0.03）。通过流式细胞术，我们确定这种增加主要与嗜酸性粒细胞有关。我们观察到，PAF 会导致嗜酸性粒细胞在培养过程中脱粒，并释放出嗜酸性粒细胞过氧化物酶和 RN 酶。这种脱颗粒现象伴随着 Rac 活化的增加。对 Rac 的药理抑制导致颗粒在质膜上堆积，并阻止了体外（减少 74%，p=0.002）和严重哮喘模型肺裂解液中的脱颗粒。Rac 似乎是过敏性哮喘对抗炎症的一个新的治疗靶点。
{"title":"Impact de l’activation de la GTPase Rac dans la maturation et les fonctions de l’éosinophile dans l’asthme sévère","authors":"B. Hugo ,&nbsp;E. Coralie ,&nbsp;R. Morgane ,&nbsp;B. François-Xavier ,&nbsp;L. Gervaise ,&nbsp;H. Dorian ,&nbsp;S. Vincent","doi":"10.1016/j.rmr.2024.01.008","DOIUrl":"https://doi.org/10.1016/j.rmr.2024.01.008","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><p>L’asthme est une pathologie bronchique caractérisée par une hyperréactivité bronchique, un remodelage tissulaire et une inflammation chronique. Nos travaux ont montré que la GTPase Rac était activée au sein des éosinophiles dans un modèle murin d’asthme allergique sévère. Notre objectif est d’évaluer le rôle de la protéine Rac dans la maturation et la dégranulation des éosinophiles.</p></div><div><h3>Méthodes</h3><p>Les éosinophiles étudiés ont été obtenus par différenciation de cellules médullaires issues de moelles osseuses de souris. Les niveaux de Rac-GTP ont été évalués au cours de la maturation cellulaire par cytométrie en flux et western blot. Sur le plan fonctionnel, la dégranulation des éosinophiles est induite in vitro par le <em>platelet activating factor</em> (PAF) et évaluée par la mesure de l’activité peroxidase et RNase.</p></div><div><h3>Résultats</h3><p>Le protocole de différenciation des cellules médullaire permet d’obtenir des cultures cellulaires contenant 95 % d’éosinophiles. Au cours de cette différenciation, le niveau de Rac actif (Rac-GTP) augmente significativement (j4 0,6 vs j11 2,7, <em>p</em> <!-->=<!--> <!-->0,03). Par cytométrie en flux, nous avons déterminé que cette élévation concerne principalement les éosinophiles. Nous avons observé que le PAF entraîne la dégranulation des éosinophiles en culture avec une libération d’éosinophile péroxidase et de RNases. Cette dégranulation s’accompagne d’une augmentation de l’activation de Rac. L’inhibition pharmacologique de Rac génère une accumulation des granules au niveau de la membrane plasmique et prévient la dégranulation in vitro (diminution de 74 %, <em>p</em> <!-->=<!--> <!-->0,002) et sur des lysats pulmonaires de modèles d’asthme sévère.</p></div><div><h3>Conclusions</h3><p>Nos résultats mettent en évidence que l’activation de Rac participe à la maturation et à la dégranulation des polynucléaires éosinophiles. Rac apparaît comme une nouvelle cible thérapeutique dans l’asthme allergique pour lutter contre l’inflammation.</p></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2024-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140160153","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Identification of a host metabolite with both antiviral and anti-inflammatory properties that protects against influenza virus-driven morbidity and mortality 鉴定一种具有抗病毒和抗炎特性的宿主代谢物，这种代谢物可防止流感病毒导致的发病和死亡
IF 0.6 4区 医学 Q4 Medicine
Revue des maladies respiratoires
Pub Date : 2024-03-01 DOI: 10.1016/j.rmr.2024.01.051
A. Cezard , D. Brea , V. Vasseur , L. Gonzalez , B. Da-Costa , R. Le Goffic , D. Fouquenet , T. Baranek , C. Paget , A. Guillon , M. Si-Tahar

Introduction

Influenza is an acute respiratory immunopathology resulting from the intrinsic pathogenicity of influenza A (IAV) and B (IBV) viruses, added to an inflammatory host response, which in excess, is deleterious. Influenza is a major public health issue, causing 500,000 deaths per year and a considerable socioeconomic burden. Frequent vaccine escape and emerging antiviral resistance spur innovative research on host-directed therapy against influenza. In that regard, some host metabolites have emerged as potent immuno-regulatory molecules.

Methods

We recently characterized mitochondria-derived succinate as a major antiviral metabolite (EMBO J., 2022). Here, we extended those findings by screening the effect of other host metabolites on influenza virus infection, using human bronchial epithelial cells. Among these metabolites, we focused on one mitochondria-derived metabolite (coined here “C2”) and evaluated its anti-inflammatory and antiviral activity using complementary approaches, such as immunological and qRT-PCR assays, reverse genetics, western-blotting, flow cytometry and confocal microscopy techniques.

Results

We found that C2 has a major antiviral activity by preventing the expression of viral mRNA and protein, and the subsequent multiplication of both influenza A and B virus strains. Next, we observed that C2 alleviates the inflammatory cascades triggered by influenza virus and other inflammatory stimuli, including the inflammatory cytokine TNFα. We further showed in a mouse model of influenza pneumonia that C2 decreases the viral load, the leukocyte recruitment into the airspaces, the secretion of inflammatory mediators and the damage of lung tissues. As a result, mice treated at day 2 post-infection with C2 resist better than non-treated animals to a lethal dose of influenza virus (survival rate: 70% and 0%, respectively).

Conclusion

We reveal that C2 is a host metabolite with anti-viral and anti-inflammatory properties that protect against influenza pneumonia. Our results open new avenues for the development of a C2-based treatment of influenza virus infection.

导言流感是由甲型流感病毒（IAV）和乙型流感病毒（IBV）的固有致病性和宿主的炎症反应引起的一种急性呼吸道免疫病理。流感是一个重大的公共卫生问题，每年造成 500,000 人死亡，给社会经济带来沉重负担。疫苗频频失效和新出现的抗病毒抗药性促使人们对流感的宿主导向疗法进行创新性研究。在这方面，一些宿主代谢物已成为有效的免疫调节分子。我们最近发现线粒体衍生的琥珀酸是一种主要的抗病毒代谢物（EMBO J., 2022）。在此，我们利用人类支气管上皮细胞筛选了其他宿主代谢物对流感病毒感染的影响，从而扩展了这些发现。在这些代谢物中，我们重点研究了一种线粒体衍生的代谢物（在此称为 "C2"），并使用免疫学和 qRT-PCR 分析、反向遗传学、西方印迹法、流式细胞术和共聚焦显微镜技术等互补方法评估了其抗炎和抗病毒活性。接着，我们观察到 C2 可减轻流感病毒和其他炎症刺激（包括炎症细胞因子 TNFα）引发的炎症级联反应。我们还在流感肺炎小鼠模型中进一步发现，C2 能减少病毒载量、白细胞进入气腔的数量、炎症介质的分泌和肺组织的损伤。结论我们发现，C2 是一种宿主代谢物，具有抗病毒和抗炎特性，可预防流感性肺炎。我们的研究结果为开发基于 C2 的流感病毒感染治疗方法开辟了新途径。
{"title":"Identification of a host metabolite with both antiviral and anti-inflammatory properties that protects against influenza virus-driven morbidity and mortality","authors":"A. Cezard ,&nbsp;D. Brea ,&nbsp;V. Vasseur ,&nbsp;L. Gonzalez ,&nbsp;B. Da-Costa ,&nbsp;R. Le Goffic ,&nbsp;D. Fouquenet ,&nbsp;T. Baranek ,&nbsp;C. Paget ,&nbsp;A. Guillon ,&nbsp;M. Si-Tahar","doi":"10.1016/j.rmr.2024.01.051","DOIUrl":"https://doi.org/10.1016/j.rmr.2024.01.051","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><p>Influenza is an acute respiratory immunopathology resulting from the intrinsic pathogenicity of influenza A (IAV) and B (IBV) viruses, added to an inflammatory host response, which in excess, is deleterious. Influenza is a major public health issue, causing 500,000 deaths per year and a considerable socioeconomic burden. Frequent vaccine escape and emerging antiviral resistance spur innovative research on host-directed therapy against influenza. In that regard, some host metabolites have emerged as potent immuno-regulatory molecules.</p></div><div><h3>Methods</h3><p>We recently characterized mitochondria-derived succinate as a major antiviral metabolite (EMBO J., 2022). Here, we extended those findings by screening the effect of other host metabolites on influenza virus infection, using human bronchial epithelial cells. Among these metabolites, we focused on one mitochondria-derived metabolite (coined here “C2”) and evaluated its anti-inflammatory and antiviral activity using complementary approaches, such as immunological and qRT-PCR assays, reverse genetics, western-blotting, flow cytometry and confocal microscopy techniques.</p></div><div><h3>Results</h3><p>We found that C2 has a major antiviral activity by preventing the expression of viral mRNA and protein, and the subsequent multiplication of both influenza A and B virus strains. Next, we observed that C2 alleviates the inflammatory cascades triggered by influenza virus and other inflammatory stimuli, including the inflammatory cytokine TNFα. We further showed in a mouse model of influenza pneumonia that C2 decreases the viral load, the leukocyte recruitment into the airspaces, the secretion of inflammatory mediators and the damage of lung tissues. As a result, mice treated at day 2 post-infection with C2 resist better than non-treated animals to a lethal dose of influenza virus (survival rate: 70% and 0%, respectively).</p></div><div><h3>Conclusion</h3><p>We reveal that C2 is a host metabolite with anti-viral and anti-inflammatory properties that protect against influenza pneumonia. Our results open new avenues for the development of a C2-based treatment of influenza virus infection.</p></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2024-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140160437","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Noenatal obstructive sleep apneas in a mouse model of Down syndrome 唐氏综合征小鼠模型中的产前阻塞性睡眠呼吸暂停
IF 0.6 4区 医学 Q4 Medicine
Revue des maladies respiratoires
Pub Date : 2024-03-01 DOI: 10.1016/j.rmr.2024.01.085
M. Moreau , A. Madani , R. Dard , T. Bourgeois , M.P. D’Ortho , P. Bokov , N. Janel , B. Matrot

Introduction

Down syndrome (DS) is a genetic disease caused by a third copy of chromosome 21, leading to various physical features, developmental and cognitive delays and intellectual disability. In neonates, main symptoms concern congenital heart defects, gastrointestinal abnormalities and sleep disordered breathing. A recent retrospective study showed a high prevalence of obstructive sleep apnea (OSA) in children with DS, with severity inversely related with age culminating at 58% of severe OSA in neonates < 1y. Knowing that OSA can cause intermittent hypoxia and hypercapnia and have detrimental effects on health and development, it raises concerns about the impact of OSA on neurodevelopmental disorders associated with DS, especially in neonates. Many animal models exist. Dp(16)1Yey mice, a genetically engineered model, exhibit cognitive impairments and characteristics associated with OSA, including craniofacial hypoplasia and reduced upper airway volume at adult age. To further investigate the contribution of respiratory-related disorders to DS pathophysiology, we examined the respiratory phenotype of Dp(16)1Yey mice at birth, with special attention to central, obstructive and mixed apneas.

Methods

On the day of birth, the pups’ snouts were attached to a pneumotachometer with a polyether adhesive. Abdominal movements were measured using a laser sensor pointing the lateral abdominal wall to detect respiratory efforts and discriminate apnea. The classification into central, obstructive or mixed apneas was performed by visual inspection of pneumotachometer and laser signals. Electrocardiograms (ECG) were recorded using two human skin electrodes adapted to the size of the pups. Heart rate (HR) was determined from the R-R wave peaks after visual selection of continuous, 20-s or longer ECG segments with clearly defined QRS waves.

Results

At birth, Dp(16)1Yey mouse pups exhibited lower weight and HR compared to their wild type (WT) counterparts. Baseline breathing variables and response to hypercapnia were similar between the two groups. Total time for obstructive apneas was longer in Dp(16)1Yey than in WT pups (2.18 ± 1.8 s/min vs. 1.24 ± 1.6 s/min, respectively; P = 0.023), owing to their longer mean duration (3.11 ± 1.1 s vs. 2.05 ± 0.7 s, respectively; P = 0.002). ECG analysis did not reveal apnea-related bradycardia in either group.

Conclusion

These findings highlight the relevance of the Dp(16)1Yey model for studying OSA in DS, including its occurrence at birth. This model represents a valuable tool to investigate the contribution of early respiratory disorders to DS pathology and assess safety and efficacy of pharmacological treatments targeting obstructive sleep disordered breathing in

导言 唐氏综合征（Down Syndrome，DS）是一种由 21 号染色体第三拷贝引起的遗传病，会导致各种身体特征、发育和认知迟缓以及智力障碍。在新生儿中，主要症状包括先天性心脏缺陷、胃肠道异常和睡眠呼吸紊乱。最近的一项回顾性研究显示，DS患儿中阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）的发病率很高，其严重程度与年龄成反比，在1岁以下的新生儿中，58%患有严重的OSA。由于 OSA 可导致间歇性缺氧和高碳酸血症，对健康和发育产生不利影响，因此人们开始关注 OSA 对 DS 相关神经发育障碍的影响，尤其是对新生儿的影响。目前有许多动物模型。基因工程模型 Dp(16)1Yey 小鼠表现出认知障碍和与 OSA 相关的特征，包括颅面发育不良和成年后上气道容积减少。为了进一步研究呼吸系统相关疾病对 DS 病理生理学的影响，我们研究了 Dp(16)1Yey 小鼠出生时的呼吸表型，特别关注中枢性、阻塞性和混合性呼吸暂停。用激光传感器对准侧腹壁测量腹部运动，以检测呼吸强度和判别呼吸暂停。中枢性、阻塞性或混合性呼吸暂停是通过目测气压计和激光信号进行分类的。心电图（ECG）使用两个与幼鼠体型相适应的人体皮肤电极进行记录。结果与野生型（WT）小鼠相比，Dp(16)1Yey小鼠幼鼠出生时的体重和心率较低。两组的基线呼吸变量和对高碳酸血症的反应相似。由于阻塞性呼吸暂停的平均持续时间较长（分别为 3.11 ± 1.1 秒 vs. 2.05 ± 0.7 秒；P = 0.002），Dp(16)1Yey 幼鼠阻塞性呼吸暂停的总时间比 WT 幼鼠长（分别为 2.18 ± 1.8 秒/分钟 vs. 1.24 ± 1.6 秒/分钟；P = 0.023）。结论：这些研究结果突显了 Dp(16)1Yey 模型在研究 DS OSA（包括出生时发生的 OSA）方面的相关性。该模型是一种宝贵的工具，可用于研究早期呼吸紊乱对 DS 病理学的影响，以及评估针对 DS 阻塞性睡眠呼吸障碍的药物治疗的安全性和有效性。
{"title":"Noenatal obstructive sleep apneas in a mouse model of Down syndrome","authors":"M. Moreau ,&nbsp;A. Madani ,&nbsp;R. Dard ,&nbsp;T. Bourgeois ,&nbsp;M.P. D’Ortho ,&nbsp;P. Bokov ,&nbsp;N. Janel ,&nbsp;B. Matrot","doi":"10.1016/j.rmr.2024.01.085","DOIUrl":"https://doi.org/10.1016/j.rmr.2024.01.085","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><p>Down syndrome (DS) is a genetic disease caused by a third copy of chromosome 21, leading to various physical features, developmental and cognitive delays and intellectual disability. In neonates, main symptoms concern congenital heart defects, gastrointestinal abnormalities and sleep disordered breathing. A recent retrospective study showed a high prevalence of obstructive sleep apnea (OSA) in children with DS, with severity inversely related with age culminating at 58% of severe OSA in neonates<!--> <!-->&lt;<!--> <!-->1y. Knowing that OSA can cause intermittent hypoxia and hypercapnia and have detrimental effects on health and development, it raises concerns about the impact of OSA on neurodevelopmental disorders associated with DS, especially in neonates. Many animal models exist. Dp(16)1Yey mice, a genetically engineered model, exhibit cognitive impairments and characteristics associated with OSA, including craniofacial hypoplasia and reduced upper airway volume at adult age. To further investigate the contribution of respiratory-related disorders to DS pathophysiology, we examined the respiratory phenotype of Dp(16)1Yey mice at birth, with special attention to central, obstructive and mixed apneas.</p></div><div><h3>Methods</h3><p>On the day of birth, the pups’ snouts were attached to a pneumotachometer with a polyether adhesive. Abdominal movements were measured using a laser sensor pointing the lateral abdominal wall to detect respiratory efforts and discriminate apnea. The classification into central, obstructive or mixed apneas was performed by visual inspection of pneumotachometer and laser signals. Electrocardiograms (ECG) were recorded using two human skin electrodes adapted to the size of the pups. Heart rate (HR) was determined from the R-R wave peaks after visual selection of continuous, 20-s or longer ECG segments with clearly defined QRS waves.</p></div><div><h3>Results</h3><p>At birth, Dp(16)1Yey mouse pups exhibited lower weight and HR compared to their wild type (WT) counterparts. Baseline breathing variables and response to hypercapnia were similar between the two groups. Total time for obstructive apneas was longer in Dp(16)1Yey than in WT pups (2.18<!--> <!-->±<!--> <!-->1.8 s/min vs. 1.24<!--> <!-->±<!--> <!-->1.6 s/min, respectively; <em>P</em> <!-->=<!--> <!-->0.023), owing to their longer mean duration (3.11<!--> <!-->±<!--> <!-->1.1<!--> <!-->s vs. 2.05<!--> <!-->±<!--> <!-->0.7<!--> <!-->s, respectively; <em>P</em> <!-->=<!--> <!-->0.002). ECG analysis did not reveal apnea-related bradycardia in either group.</p></div><div><h3>Conclusion</h3><p>These findings highlight the relevance of the Dp(16)1Yey model for studying OSA in DS, including its occurrence at birth. This model represents a valuable tool to investigate the contribution of early respiratory disorders to DS pathology and assess safety and efficacy of pharmacological treatments targeting obstructive sleep disordered breathing in","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2024-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140159940","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Identification des gènes associés au programme de ciliogenèse primaire dans les maladies respiratoires chroniques 确定与慢性呼吸系统疾病中初级纤毛生成计划相关的基因
IF 0.6 4区 医学 Q4 Medicine
Revue des maladies respiratoires
Pub Date : 2024-03-01 DOI: 10.1016/j.rmr.2024.01.022
S. Hatoum , R. Belgacemi , G. Deslée , M. Polette , J.M. Perotin , D. Al Alam , V. Dormoy

Introduction

Les maladies respiratoires chroniques restent l’une des principales causes de décès dans le monde avec une incidence de 7,4 %. Ces pathologies sont caractérisées par un remodelage de l’épithélium des voies aériennes à l’origine d’une altération de la clairance mucociliaire, notamment dans la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO). Dans ce contexte, nous avons démontré que (i) la ciliogenèse primaire est essentielle pour la différentiation des cellules épithéliales des voies aériennes et (ii) que la voie Hedgehog (HH) est altérée dans la BPCO. L’objectif est donc d’identifier les gènes impliqués dans la ciliogenèse primaire afin de caractériser leur rôle dans la BPCO.

Méthodes

Des cellules de la lignées A549 ont été traitées par du Tgfβ1 (0 et 5 ng/mL) pour 8 h, 24 h, 48 h et 72 h en condition de confluence ou en prolifération afin d’induire la ciliogenèse primaire. Des immunomarquages fluorescents (IF) et des analyses quantitatives ont été réalisés pour évaluer l’effet de Tgfβ1 sur la ciliation. Finalement, l’analyse du transcriptome en réponse au Tgfβ1 a été explorée.

Résultats

Une augmentation de l’index de ciliation et de la longueur des cils ont été observés pour les différents temps de traitement par Tgfβ1 mais surtout après 48 h : 9,27 % ± 1,25 des cellules confluentes non traitées avaient des cils primaires avec une longueur de 1,21 μm ± 0,02 contre 12,86 % ± 0,23 et une longueur de 1,46 μm ± 0,03 pour les cellules confluentes traitées par Tgfβ1 (p < 0,05). Concernant les analyses des données transcriptomiques des gènes associés aux cils (398 gènes extraits des protéines associées aux cils, aux corps basaux et aux ciliopathies sur UniProt), entre 16 h, 24 h et 72 h de culture après le traitement par Tgfβ1, 27 gènes étaient communément altérés et potentiellement associés au programme de la ciliogenèse dont 3 des acteurs de la voie HH (SNAI2, CDON, GLI2). Les 3 gènes les plus dérégulés, suite au traitement par Tgfβ1, étaient SNAI2, DAAM1 et EPHB2 (respectivement surexprimés 1,44, 1,42, et 1,37 fois).

Conclusion

La caractérisation phénotypique de la lignée A549 traitée par Tgfβ1 a pu mettre en évidence des gènes potentiellement impliqués dans la formation des cils primaires. Ainsi, l’analyse des mécanismes de régulation cellulaire liés à ces gènes pourra ouvrir la voie à la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques ainsi qu’à l’amélioration du pronostic et du diagnostic dans les pathologies respiratoires associées à du remodelage épithélial.

导言：慢性呼吸道疾病仍然是导致全球死亡的主要原因之一，发病率为 7.4%。这些疾病的特点是气道上皮的重塑导致粘膜纤毛清除功能受损，尤其是慢性阻塞性肺病（COPD）。在这种情况下，我们已经证明：(i) 初级纤毛生成对气道上皮细胞的分化至关重要；(ii) 在慢性阻塞性肺病中，刺猬（HH）通路发生了改变。方法A549系细胞在汇合或增殖条件下分别用Tgfβ1（0和5纳克/毫升）处理8小时、24小时、48小时和72小时，以诱导初级纤毛生成。荧光免疫染色（IF）和定量分析评估了Tgfβ1对纤毛的影响。最后，对Tgfβ1的反应进行了转录组分析。结果 在不同的Tgfβ1处理时间，尤其是48小时后，观察到纤毛指数和纤毛长度增加：9.27% ± 1.25的未处理汇合细胞具有初级纤毛，长度为1.21 μm ± 0.02；而12.86% ± 0.23的Tgfβ1处理汇合细胞具有初级纤毛，长度为1.46 μm ± 0.03（p <0.05）。关于纤毛相关基因转录组数据的分析（从UniProt上与纤毛、基底体和纤毛疾病相关的蛋白质中提取的398个基因），在Tgfβ1处理后16小时、24小时和72小时的培养过程中，27个基因发生了常见的改变，这些基因可能与纤毛发生程序有关，其中包括3个HH通路参与者（SNAI2、CDON和GLI2）。Tgfβ1处理后，3个变化最大的基因是SNAI2、DAAM1和EPHB2（分别过表达1.44倍、1.42倍和1.37倍）。分析与这些基因相关的细胞调控机制可为发现新的治疗靶点、改善与上皮重塑相关的呼吸系统疾病的预后和诊断铺平道路。
{"title":"Identification des gènes associés au programme de ciliogenèse primaire dans les maladies respiratoires chroniques","authors":"S. Hatoum ,&nbsp;R. Belgacemi ,&nbsp;G. Deslée ,&nbsp;M. Polette ,&nbsp;J.M. Perotin ,&nbsp;D. Al Alam ,&nbsp;V. Dormoy","doi":"10.1016/j.rmr.2024.01.022","DOIUrl":"https://doi.org/10.1016/j.rmr.2024.01.022","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><p>Les maladies respiratoires chroniques restent l’une des principales causes de décès dans le monde avec une incidence de 7,4 %. Ces pathologies sont caractérisées par un remodelage de l’épithélium des voies aériennes à l’origine d’une altération de la clairance mucociliaire, notamment dans la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO). Dans ce contexte, nous avons démontré que (i) la ciliogenèse primaire est essentielle pour la différentiation des cellules épithéliales des voies aériennes et (ii) que la voie Hedgehog (HH) est altérée dans la BPCO. L’objectif est donc d’identifier les gènes impliqués dans la ciliogenèse primaire afin de caractériser leur rôle dans la BPCO.</p></div><div><h3>Méthodes</h3><p>Des cellules de la lignées A549 ont été traitées par du Tgfβ1 (0 et 5<!--> <!-->ng/mL) pour 8<!--> <!-->h, 24<!--> <!-->h, 48<!--> <!-->h et 72<!--> <!-->h en condition de confluence ou en prolifération afin d’induire la ciliogenèse primaire. Des immunomarquages fluorescents (IF) et des analyses quantitatives ont été réalisés pour évaluer l’effet de Tgfβ1 sur la ciliation. Finalement, l’analyse du transcriptome en réponse au Tgfβ1 a été explorée.</p></div><div><h3>Résultats</h3><p>Une augmentation de l’index de ciliation et de la longueur des cils ont été observés pour les différents temps de traitement par Tgfβ1 mais surtout après 48<!--> <!-->h : 9,27 %<!--> <!-->±<!--> <!-->1,25 des cellules confluentes non traitées avaient des cils primaires avec une longueur de 1,21<!--> <!-->μm<!--> <!-->±<!--> <!-->0,02 contre 12,86 %<!--> <!-->±<!--> <!-->0,23 et une longueur de 1,46<!--> <!-->μm<!--> <!-->±<!--> <!-->0,03 pour les cellules confluentes traitées par Tgfβ1 (<em>p</em> <!-->&lt;<!--> <!-->0,05). Concernant les analyses des données transcriptomiques des gènes associés aux cils (398 gènes extraits des protéines associées aux cils, aux corps basaux et aux ciliopathies sur UniProt), entre 16<!--> <!-->h, 24<!--> <!-->h et 72<!--> <!-->h de culture après le traitement par Tgfβ1, 27 gènes étaient communément altérés et potentiellement associés au programme de la ciliogenèse dont 3 des acteurs de la voie HH (SNAI2, CDON, GLI2). Les 3 gènes les plus dérégulés, suite au traitement par Tgfβ1, étaient <em>SNAI2</em>, <em>DAAM1</em> et <em>EPHB2</em> (respectivement surexprimés 1,44, 1,42, et 1,37 fois).</p></div><div><h3>Conclusion</h3><p>La caractérisation phénotypique de la lignée A549 traitée par Tgfβ1 a pu mettre en évidence des gènes potentiellement impliqués dans la formation des cils primaires. Ainsi, l’analyse des mécanismes de régulation cellulaire liés à ces gènes pourra ouvrir la voie à la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques ainsi qu’à l’amélioration du pronostic et du diagnostic dans les pathologies respiratoires associées à du remodelage épithélial.</p></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2024-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140159981","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Étude des associations entre dérégulations associées aux cils dans l’épithélium des voies aériennes et phénotypes asthmatiques 气道上皮细胞纤毛相关失调与哮喘表型之间的关联研究
IF 0.6 4区 医学 Q4 Medicine
Revue des maladies respiratoires
Pub Date : 2024-03-01 DOI: 10.1016/j.rmr.2024.01.011
M.A. Devilliers , A. Brisebarre , L.M.G. Petit , M. Polette , G. Deslée , R. Djukanovic , V. Dormoy , J.M. Perotin

Introduction

L’asthme est une maladie fréquente caractérisée par une inflammation chronique et un remodelage des voies aériennes touchant 7 à 10 % de la population en France et représentant un impact socioéconomique important. L’asthme est très hétérogène en termes d’expression clinique et les principaux phénotypes décrits à ce jour reposent sur le type d’inflammation prédominant. Au niveau de l’épithélium respiratoire, des anomalies des cils moteurs et d’expression de certains gènes associés aux cils ont été démontrées dans l’asthme mais le rôle des cils dans la physiopathologie de la maladie reste encore peu décrit. L’objectif de ce projet est de mettre en évidence des associations entre des anomalies liées aux cils dans l’épithélium des voies aériennes et des phénotypes asthmatiques.

Méthodes

Les données de transcriptome épithélial bronchique obtenues à partir de la cohorte européenne U-BIOPRED (GSE76226) ont été analysées dans le but de déterminer des clusters de patients asthmatiques sur la base d’expression des gènes associés aux cils (879 gènes décrits). Les patients fumeurs ont été exclus de l’étude. Les caractéristiques cliniques, phénotypiques et biologiques ont été comparées entre les groupes de patients identifiés par des expressions différentielles des transcrits associés aux cils. Les processus biologiques (termes GO) et les interactions protéiques probables des 100 gènes les plus dérégulés dans le transcriptome épithélial complet de chacun des groupes de patients ont été analysés à l’aide de l’interface STRING.

Résultats

L’analyse bio-informatique a permis d’identifier et comparer deux groupes de patients asthmatiques sévères : patients dits « dérégulés » (SAd, n = 18) présentant les dérégulations les plus importantes en termes d’expression des gènes associés aux cils, et patients dits « non dérégulés » (SA, n = 43) correspondant au reste des asthmatiques sévères de la cohorte. Une augmentation significative des taux de cytokines associées au phénotype éosinophile, CCL17 (147 ± 108 contre 76 ± 62 pg/mL), IL-13 (1,3 ± 1,2 contre 0,8 ± 0,6 pg/mL) et MIP1b (67 ± 20 contre 54 ± 20 pg/mL), est observée dans le plasma des patients SAd ; ainsi qu’une augmentation du nombre d’éosinophiles (0,39 ± 0,34 contre 0,25 ± 0,20 × 103/μL) et de basophiles (0,16 ± 0,34 contre 0,03 ± 0,04 × 103/μL) dans le sang périphérique traduisant un phénotype inflammatoire de profil T2 high. L’analyse ontologique a permis d’associer les 100 gènes les plus dérégulés parmi le transcriptome épithélial complet chez les patients SAd à des termes GO liés à l’inflammatio

导言哮喘是一种常见疾病，其特点是气道慢性炎症和重塑，在法国有 7-10%的人患有哮喘，并对社会经济产生了重大影响。哮喘在临床表现上具有高度异质性，迄今描述的主要表型基于主要的炎症类型。在呼吸道上皮细胞层面，哮喘患者的运动纤毛和某些与纤毛相关的基因表达出现异常，但纤毛在该病病理生理学中的作用仍未得到充分说明。本项目旨在确定气道上皮细胞中与纤毛相关的异常与哮喘表型之间的关联。方法分析了从欧洲 U-BIOPRED 队列（GSE76226）中获得的支气管上皮细胞转录组数据，以便根据与纤毛相关的基因（描述了 879 个基因）的表达情况确定哮喘患者群。研究排除了吸烟患者。对通过纤毛相关转录本的差异表达确定的各组患者的临床、表型和生物学特征进行了比较。使用 STRING 界面分析了每个患者组完整上皮转录组中 100 个变化最大基因的生物过程（GO 术语）和可能的蛋白质相互作用。结果通过生物信息学分析，我们确定并比较了两组重症哮喘患者：在纤毛相关基因表达方面出现最显著失调的所谓 "失调 "患者（SAd，n = 18）和与队列中其他重症哮喘患者相对应的所谓 "非失调 "患者（SA，n = 43）。在 SAd 患者的血浆中，与嗜酸性粒细胞表型相关的细胞因子 CCL17（147±108 对 76±62 pg/mL）、IL-13（1.3±1.2 对 0.8±0.6 pg/mL）和 MIP1b（67±20 对 54±20 pg/mL）的水平明显升高；以及外周血中嗜酸性粒细胞（0.39 ± 0.34 对 0.25 ± 0.20 × 103/μL）和嗜碱性粒细胞（0.16 ± 0.34 对 0.03 ± 0.04 × 103/μL）的数量增加，反映了 T2 高炎症表型。通过本体论分析，可以将 SAd 患者完整上皮转录组中变化最大的 100 个基因与炎症和免疫系统相关的 GO 术语联系起来。这些结果为哮喘患者的治疗管理开辟了新的临床前景。
{"title":"Étude des associations entre dérégulations associées aux cils dans l’épithélium des voies aériennes et phénotypes asthmatiques","authors":"M.A. Devilliers ,&nbsp;A. Brisebarre ,&nbsp;L.M.G. Petit ,&nbsp;M. Polette ,&nbsp;G. Deslée ,&nbsp;R. Djukanovic ,&nbsp;V. Dormoy ,&nbsp;J.M. Perotin","doi":"10.1016/j.rmr.2024.01.011","DOIUrl":"https://doi.org/10.1016/j.rmr.2024.01.011","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><p>L’asthme est une maladie fréquente caractérisée par une inflammation chronique et un remodelage des voies aériennes touchant 7 à 10 % de la population en France et représentant un impact socioéconomique important. L’asthme est très hétérogène en termes d’expression clinique et les principaux phénotypes décrits à ce jour reposent sur le type d’inflammation prédominant. Au niveau de l’épithélium respiratoire, des anomalies des cils moteurs et d’expression de certains gènes associés aux cils ont été démontrées dans l’asthme mais le rôle des cils dans la physiopathologie de la maladie reste encore peu décrit. L’objectif de ce projet est de mettre en évidence des associations entre des anomalies liées aux cils dans l’épithélium des voies aériennes et des phénotypes asthmatiques.</p></div><div><h3>Méthodes</h3><p>Les données de transcriptome épithélial bronchique obtenues à partir de la cohorte européenne U-BIOPRED (GSE76226) ont été analysées dans le but de déterminer des clusters de patients asthmatiques sur la base d’expression des gènes associés aux cils (879 gènes décrits). Les patients fumeurs ont été exclus de l’étude. Les caractéristiques cliniques, phénotypiques et biologiques ont été comparées entre les groupes de patients identifiés par des expressions différentielles des transcrits associés aux cils. Les processus biologiques (termes GO) et les interactions protéiques probables des 100 gènes les plus dérégulés dans le transcriptome épithélial complet de chacun des groupes de patients ont été analysés à l’aide de l’interface STRING.</p></div><div><h3>Résultats</h3><p>L’analyse bio-informatique a permis d’identifier et comparer deux groupes de patients asthmatiques sévères : patients dits « dérégulés » (SAd, <em>n</em> <!-->=<!--> <!-->18) présentant les dérégulations les plus importantes en termes d’expression des gènes associés aux cils, et patients dits « non dérégulés » (SA, <em>n</em> <!-->=<!--> <!-->43) correspondant au reste des asthmatiques sévères de la cohorte. Une augmentation significative des taux de cytokines associées au phénotype éosinophile, CCL17 (147<!--> <!-->±<!--> <!-->108 contre 76<!--> <!-->±<!--> <!-->62<!--> <!-->pg/mL), IL-13 (1,3<!--> <!-->±<!--> <!-->1,2 contre 0,8<!--> <!-->±<!--> <!-->0,6<!--> <!-->pg/mL) et MIP1b (67<!--> <!-->±<!--> <!-->20 contre 54<!--> <!-->±<!--> <!-->20<!--> <!-->pg/mL), est observée dans le plasma des patients SAd ; ainsi qu’une augmentation du nombre d’éosinophiles (0,39<!--> <!-->±<!--> <!-->0,34 contre 0,25<!--> <!-->±<!--> <!-->0,20<!--> <!-->×<!--> <!-->10<sup>3</sup>/μL) et de basophiles (0,16<!--> <!-->±<!--> <!-->0,34 contre 0,03<!--> <!-->±<!--> <!-->0,04<!--> <!-->×<!--> <!-->10<sup>3</sup>/μL) dans le sang périphérique traduisant un phénotype inflammatoire de profil T2 high. L’analyse ontologique a permis d’associer les 100 gènes les plus dérégulés parmi le transcriptome épithélial complet chez les patients SAd à des termes GO liés à l’inflammatio","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2024-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140160156","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Understanding persistent airway obstruction in type 2 severe asthma using human induced pluripotent stem cells (iPSCs) 利用人体诱导多能干细胞（iPSC）了解 2 型重症哮喘的持续气道阻塞情况
IF 0.6 4区 医学 Q4 Medicine
Revue des maladies respiratoires
Pub Date : 2024-03-01 DOI: 10.1016/j.rmr.2024.01.012
E. Ahmed , F. Foisset , C. Bourdais , A. Nasri , A. Petit , S. Assou , D. Gras , P. Chanez , I. Vachier , H. Hammad , J. Vos (De) , B. Lambrecht , A. Bourdin

Introduction

Despite the new biologics to treat inflammation in severe asthma, targeting persistent obstruction of the airways remains challenging. Galectin-10 eosinophil derived crystals, also known as Charcot-Leyden crystals (CLCs) have been described to be present in the mucus plugs in the airways of patients with severe asthma. However, a direct role for CLCs in mucus production has not been established. We hypothesize that plugged airways constitute a unique niche where type 2 immune cells communicate with structural cells to perpetuate disease. We aimed to set up a new model using induced pluripotent stem cells (iPSCs).

Methods

Three human iPSCs lines from type 2 severe asthma patients have been derived (MOSAIC study, University Hospital of Montpellier, NCT05616338) and differentiated into airway epithelium in air–liquid interface (i-ALI). The healthy iPSC line UHOMi002-A was used as a control. At day 21 of ALI culture, iPSC derived-airway epithelia were stimulated at the apical side with either IL-13 every two days (10 ng/mL) during one week, acute stimulation (24 h) with recombinant Gal10 crystals (100 ng/mL), both IL-13 and Gal10 crystals or PBS (vehicle). We aimed to evaluate the effect on i-ALI differentiation at day 30.

Results

We successfully differentiated the iPSC lines generated from the T2 severe asthma patients, and achieving a high purity rate at each developmental stages. The mean cell purity at the definitive endoderm for each cell line was > 80% assessed by flow cytometry quantification of C-X-C Motif Chemokine Receptor 4 (CXCR4)/c-KIT double positive cells and immunolabelling of Forkhead Box A2 (FOXA2)+/SRY-box transcription factor 17 (SOX17)+. Purity for ventral anterior foregut endoderm (vAFE) stage was evaluated at 70%, through Transcription Factor NK2 Homeobox 1 (NKX2.1) expression, Carboxy Peptidase M (CPM) by flow cytometry. vAFE cells from the hiPSC lines differentiated into bronchial epithelium in air–liquid interface conditions. Chronic IL-13 challenging and CLC were both able to induce an increasing of MUC5AC+ cells and also an increase of neuroendocrine cells in asthmatic iPSC lines.

Conclusion

iALI bronchial epithelium can recapitulate T2 severe asthma features in vitro, and highlighted a possible direct effect of the CLC on the airway epithelium.

导言尽管有新的生物制剂可治疗严重哮喘的炎症，但针对气道持续阻塞的治疗仍具有挑战性。Galectin-10 嗜酸性粒细胞衍生的结晶，也称为夏科-雷登结晶（CLCs），已被描述存在于重症哮喘患者气道的粘液栓中。然而，CLCs 在粘液分泌中的直接作用尚未确定。我们假设，堵塞的气道构成了一个独特的生态位，2 型免疫细胞在此与结构细胞交流，从而使疾病长期存在。我们的目标是利用诱导多能干细胞（iPSCs）建立一个新模型。方法从2型重症哮喘患者中提取了三个人类iPSCs品系（蒙彼利埃大学医院MOSAIC研究，NCT05616338），并在气液界面（i-ALI）中分化成气道上皮细胞。健康的 iPSC 系 UHOMi002-A 作为对照。在ALI培养的第21天，iPSC衍生的气道上皮在一周内每两天接受一次IL-13（10纳克/毫升）刺激，或接受重组Gal10晶体（100纳克/毫升）、IL-13和Gal10晶体或PBS（载体）的急性刺激（24小时）。结果我们成功分化了从 T2 重症哮喘患者中产生的 iPSC 株系，并在每个发育阶段都达到了较高的纯度。通过流式细胞术定量分析C-X-C Motif趋化因子受体4（CXCR4）/c-KIT双阳性细胞和叉头框A2（FOXA2）+/SRY-框转录因子17（SOX17）+免疫标记，评估每个细胞系最终内胚层的平均细胞纯度为80%。通过转录因子 NK2 Homeobox 1（NKX2.1）表达和流式细胞术检测羧基肽酶 M（CPM），腹侧前肠内胚层（vAFE）阶段的纯度被评估为 70%。慢性 IL-13 挑战和 CLC 都能诱导哮喘 iPSC 株系中 MUC5AC+ 细胞的增加和神经内分泌细胞的增加。
{"title":"Understanding persistent airway obstruction in type 2 severe asthma using human induced pluripotent stem cells (iPSCs)","authors":"E. Ahmed ,&nbsp;F. Foisset ,&nbsp;C. Bourdais ,&nbsp;A. Nasri ,&nbsp;A. Petit ,&nbsp;S. Assou ,&nbsp;D. Gras ,&nbsp;P. Chanez ,&nbsp;I. Vachier ,&nbsp;H. Hammad ,&nbsp;J. Vos (De) ,&nbsp;B. Lambrecht ,&nbsp;A. Bourdin","doi":"10.1016/j.rmr.2024.01.012","DOIUrl":"https://doi.org/10.1016/j.rmr.2024.01.012","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><p>Despite the new biologics to treat inflammation in severe asthma, targeting persistent obstruction of the airways remains challenging. Galectin-10 eosinophil derived crystals, also known as Charcot-Leyden crystals (CLCs) have been described to be present in the mucus plugs in the airways of patients with severe asthma. However, a direct role for CLCs in mucus production has not been established. We hypothesize that plugged airways constitute a unique niche where type 2 immune cells communicate with structural cells to perpetuate disease. We aimed to set up a new model using induced pluripotent stem cells (iPSCs).</p></div><div><h3>Methods</h3><p>Three human iPSCs lines from type 2 severe asthma patients have been derived (MOSAIC study, University Hospital of Montpellier, <span>NCT05616338</span><svg><path></path></svg>) and differentiated into airway epithelium in air–liquid interface (i-ALI). The healthy iPSC line UHOMi002-A was used as a control. At day 21 of ALI culture, iPSC derived-airway epithelia were stimulated at the apical side with either IL-13 every two days (10<!--> <!-->ng/mL) during one week, acute stimulation (24<!--> <!-->h) with recombinant Gal10 crystals (100<!--> <!-->ng/mL), both IL-13 and Gal10 crystals or PBS (vehicle). We aimed to evaluate the effect on i-ALI differentiation at day 30.</p></div><div><h3>Results</h3><p>We successfully differentiated the iPSC lines generated from the T2 severe asthma patients, and achieving a high purity rate at each developmental stages. The mean cell purity at the definitive endoderm for each cell line was<!--> <!-->&gt;<!--> <!-->80% assessed by flow cytometry quantification of C-X-C Motif Chemokine Receptor 4 (CXCR4)/c-KIT double positive cells and immunolabelling of Forkhead Box A2 (FOXA2)+/SRY-box transcription factor 17 (SOX17)+. Purity for ventral anterior foregut endoderm (vAFE) stage was evaluated at 70%, through Transcription Factor NK2 Homeobox 1 (NKX2.1) expression, Carboxy Peptidase M (CPM) by flow cytometry. vAFE cells from the hiPSC lines differentiated into bronchial epithelium in air–liquid interface conditions. Chronic IL-13 challenging and CLC were both able to induce an increasing of MUC5AC+ cells and also an increase of neuroendocrine cells in asthmatic iPSC lines.</p></div><div><h3>Conclusion</h3><p>iALI bronchial epithelium can recapitulate T2 severe asthma features in vitro, and highlighted a possible direct effect of the CLC on the airway epithelium.</p></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2024-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140160157","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Développement d’un modèle d’épithélium bronchique innervé par des neurones sensoriels obtenus à partir de cellules souches pluripotentes induites 开发由诱导多能干细胞获得的感觉神经元支配的支气管上皮细胞模型
IF 0.6 4区 医学 Q4 Medicine
Revue des maladies respiratoires
Pub Date : 2024-03-01 DOI: 10.1016/j.rmr.2024.01.013
F. Foisset , C. Lehalle , A. Nasri , C. Bourdais , L. Morichon , M. Nadaud , I. Vachier , S. Assou , A. Bourdin , J. De Vos , N. Frossard

Introduction

Les maladies respiratoires sévères, dont l’asthme, nécessitent de nouveaux traitements car les traitements actuels sont encore inefficaces chez un certain nombre de patients. Notre projet vise à obtenir un modèle d’épithélium bronchique innervé par une innervation sensitive in vitro à partir de cellules souches pluripotentes induites (iPSC).

Méthodes

Nous avons synthétisé une matrice extracellulaire composée d’un mélange de collagène bovin de type I et de chitosan. Cette matrice est d’abord colonisée par des fibroblastes bronchiques humains primaires et agit comme une muqueuse sous-épithéliale. Des neurones sensitifs dérivés de cellules souches pluripotentes induites (iPSC) sont cultivés sur la face inférieure de la matrice et un épithélium bronchique dérivé d’iPSC provenant des mêmes sujets est cultivé sur la surface, en interface air/Liquide (ALI), selon notre protocole décrit précédemment [1].

Résultats

Nous avons obtenu un épithélium bronchique dérivé d’iPSC présentant les principaux types cellulaires. Il repose sur une matrice extracellulaire épaissie par le collagène sécrété par les fibroblastes et présentant une lame basale. La coloration HES des coupes en paraffine montre un épithélium pseudostratifié avec différents types cellulaires bronchiques, y compris des cellules ciliées, Club, à mucus et basales. La coloration à l’acide périodique Schiff - Bleu Alcian permet de visualiser les cellules à mucus. Ces résultats sont confirmés par l’immunofluorescence de MUC5AC+. Les cellules ciliées sont TUBULINE ß IV+, les cellules basales Kératine 5+, les cellules club CCSP+, et nous avons également observé des cellules neuroendocrines chromogranineÀ+. Une innervation partielle est démontrée à l’intérieur de la matrice par immunofluorescence des neurones sensoriels dérivés des iPSC (TUBß3+). Pour essayer d’améliorer cette innervation, nous avons différencié et ajouté des cellules de Schwann dérivées d’iPSCS dans ce modèle car elles pourraient permettre le guidage des fibres nerveuses [2]. Les résultats préliminaires montrent une amélioration de l’innervation avec la présence effective de fibres nerveuses PGP9,5+ et TUBß3+ dans la matrice. La maturation de ces fibres sensitives et attestée par la présence de neuropeptides (fibres CGRP +).

Conclusion

En conclusion, nous avons obtenu avec succès un épithélium bronchique humain dérivé d’iPSC en 3D reposant sur une muqueuse sous-épithéliale. Des différenciations sont en cours pour confirmer les résultats obtenus avec l’innervation et la fonctionnalité de notre modèle complet.

导言包括哮喘在内的严重呼吸系统疾病需要新的治疗方法，因为目前的疗法对许多患者仍然无效。我们项目的目的是利用诱导多能干细胞（iPSCs）在体外获得由敏感神经支配的支气管上皮细胞模型。这种基质首先被原代人类支气管成纤维细胞定殖，并充当上皮下粘膜。诱导多能干细胞（iPSCs）衍生的感觉神经元培养在基质的底部，而来自同一受试者的 iPSC 衍生支气管上皮则培养在基质的表面，在空气/液体界面（ALI）中，采用我们之前描述的方案[1]。它基于由成纤维细胞分泌的胶原增厚的细胞外基质，并呈现基底层。石蜡切片的 HES 染色显示支气管上皮呈假分层，有不同类型的支气管细胞，包括纤毛细胞、俱乐部细胞、粘液细胞和基底细胞。高碘酸希夫-阿尔新蓝染色可显示粘液细胞。这些结果通过 MUC5AC+ 的免疫荧光得到了证实。毛细胞为 TUBULINE ß IV+，基底细胞为 Keratin 5+，俱乐部细胞为 CCSP+，我们还观察到 chromograninÀ+ 神经内分泌细胞。iPSC 衍生的感觉神经元（TUBß3+）的免疫荧光显示了基质内的部分神经支配。为了改善这种神经支配，我们在该模型中分化并添加了 iPSCS 衍生的许旺细胞，因为它们可以实现神经纤维的引导[2]。初步结果显示，由于基质中有效存在 PGP9.5+ 和 TUBß3+ 神经纤维，神经支配得到了改善。这些感觉纤维的成熟可以通过神经肽（CGRP + 纤维）的存在得到证明。目前正在进行分化，以确认我们的完整模型在神经支配和功能方面所取得的成果。
{"title":"Développement d’un modèle d’épithélium bronchique innervé par des neurones sensoriels obtenus à partir de cellules souches pluripotentes induites","authors":"F. Foisset ,&nbsp;C. Lehalle ,&nbsp;A. Nasri ,&nbsp;C. Bourdais ,&nbsp;L. Morichon ,&nbsp;M. Nadaud ,&nbsp;I. Vachier ,&nbsp;S. Assou ,&nbsp;A. Bourdin ,&nbsp;J. De Vos ,&nbsp;N. Frossard","doi":"10.1016/j.rmr.2024.01.013","DOIUrl":"https://doi.org/10.1016/j.rmr.2024.01.013","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><p>Les maladies respiratoires sévères, dont l’asthme, nécessitent de nouveaux traitements car les traitements actuels sont encore inefficaces chez un certain nombre de patients. Notre projet vise à obtenir un modèle d’épithélium bronchique innervé par une innervation sensitive in vitro à partir de cellules souches pluripotentes induites (iPSC).</p></div><div><h3>Méthodes</h3><p>Nous avons synthétisé une matrice extracellulaire composée d’un mélange de collagène bovin de type I et de chitosan. Cette matrice est d’abord colonisée par des fibroblastes bronchiques humains primaires et agit comme une muqueuse sous-épithéliale. Des neurones sensitifs dérivés de cellules souches pluripotentes induites (iPSC) sont cultivés sur la face inférieure de la matrice et un épithélium bronchique dérivé d’iPSC provenant des mêmes sujets est cultivé sur la surface, en interface air/Liquide (ALI), selon notre protocole décrit précédemment <span>[1]</span>.</p></div><div><h3>Résultats</h3><p>Nous avons obtenu un épithélium bronchique dérivé d’iPSC présentant les principaux types cellulaires. Il repose sur une matrice extracellulaire épaissie par le collagène sécrété par les fibroblastes et présentant une lame basale. La coloration HES des coupes en paraffine montre un épithélium pseudostratifié avec différents types cellulaires bronchiques, y compris des cellules ciliées, Club, à mucus et basales. La coloration à l’acide périodique Schiff - Bleu Alcian permet de visualiser les cellules à mucus. Ces résultats sont confirmés par l’immunofluorescence de MUC5AC+. Les cellules ciliées sont TUBULINE ß IV+, les cellules basales Kératine 5+, les cellules club CCSP+, et nous avons également observé des cellules neuroendocrines chromogranineÀ+. Une innervation partielle est démontrée à l’intérieur de la matrice par immunofluorescence des neurones sensoriels dérivés des iPSC (TUBß3+). Pour essayer d’améliorer cette innervation, nous avons différencié et ajouté des cellules de Schwann dérivées d’iPSCS dans ce modèle car elles pourraient permettre le guidage des fibres nerveuses <span>[2]</span>. Les résultats préliminaires montrent une amélioration de l’innervation avec la présence effective de fibres nerveuses PGP9,5+ et TUBß3+ dans la matrice. La maturation de ces fibres sensitives et attestée par la présence de neuropeptides (fibres CGRP +).</p></div><div><h3>Conclusion</h3><p>En conclusion, nous avons obtenu avec succès un épithélium bronchique humain dérivé d’iPSC en 3D reposant sur une muqueuse sous-épithéliale. Des différenciations sont en cours pour confirmer les résultats obtenus avec l’innervation et la fonctionnalité de notre modèle complet.</p></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2024-03-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"140160158","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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