Pub Date : 2025-04-01DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.075
Y. Bertrand , T. Planté-Bordeneuve , L. Schmit , M. Lecocq , C. Pilette , A. Froidure
Introduction
La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une pathologie interstitielle sévère, caractérisée par un remodelage hétérogène du tissu pulmonaire distal. Il a été observé que des agrégats lymphoïdes s’accumulaient dans le tissu fibreux mais également que les taux élevés d’IgA, ainsi que de facteur d’activation des lymphocytes B (BAFF) dans le sérum des patients étaient corrélés à une baisse de la survie. De plus, des auto-anticorps circulants dirigés contre des cibles variées ont été identifiés dans le sérum et le lavage bronchoalvéolaire (LBA) des patients FPI. Toutefois, à l’heure actuelle, l’activation locale des lymphocytes B (LyB), leur distribution et leur environnement restent encore à caractériser dans la FPI.
Méthodes
Des immunomarquages sur des lames FFPE de biopsies et d’explants FPI ont été réalisés pour marquer l’IgA, BAFF, CD 19, XBP1, proSP-C, et Krt5. Un dosage de BAFF et APRIL a été effectué dans le LBA et le sérum d’individus FPI et contrôles. Des tests d’immunofluorescence HEp2 ont été réalisés dans les LBA des mêmes individus pour évaluer la présence d’anticorps auto-réactifs d’isotype IgA.
Résultats
Les agrégats de lymphocytes B sont observables dans les régions remodelées du parenchyme pulmonaire. On observe que les lymphocytes B sont présents non seulement dans ces agrégats mais également à un niveau sub-épithélial, à proximité de structures ectopiques (proSP-C+ et Krt5+). Un marquage modéré de BAFF est visible au niveau de ces structures. Toutefois, l’on ne détecte pas de différence dans les taux circulants de BAFF ni d’APRIL entre les individus FPI et contrôle. On n’observe pas non plus de différence significative entre l’intensité de la fluorescence des HEp2 entre ces deux groupes. L’intensité de la fluorescence des anticorps auto-réactifs corrèle avec le taux d’APRIL dans le LBA des individus FPI.
Conclusion
Cette étude met en évidence plusieurs localisations des lymphocytes B au sein du tissu remodelé. On observe non seulement leur présence dans les agrégats lymphoïdes mais également sous les structures épithéliales ectopiques. Ces structures sont également positivement marquées pour BAFF, ce qui suggère une potentielle stimulation de la production d’anticorps ainsi qu’un class-switch favorisé localement vers l’IgA. Dans les LBA, on observe la présence d’auto-anticorps dont les taux corrèlent avec ceux de APRIL. Ces résultats suggèrent que, pour une sous-population de patients, une suractivation locale des lymphocytes B avec une production d’auto-anticorps serait déjà présente au moment du diagnostic.
{"title":"Activation locale des lymphocytes B dans la fibrose pulmonaire idiopathique","authors":"Y. Bertrand , T. Planté-Bordeneuve , L. Schmit , M. Lecocq , C. Pilette , A. Froidure","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.075","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.075","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une pathologie interstitielle sévère, caractérisée par un remodelage hétérogène du tissu pulmonaire distal. Il a été observé que des agrégats lymphoïdes s’accumulaient dans le tissu fibreux mais également que les taux élevés d’IgA, ainsi que de facteur d’activation des lymphocytes B (BAFF) dans le sérum des patients étaient corrélés à une baisse de la survie. De plus, des auto-anticorps circulants dirigés contre des cibles variées ont été identifiés dans le sérum et le lavage bronchoalvéolaire (LBA) des patients FPI. Toutefois, à l’heure actuelle, l’activation locale des lymphocytes B (LyB), leur distribution et leur environnement restent encore à caractériser dans la FPI.</div></div><div><h3>Méthodes</h3><div>Des immunomarquages sur des lames FFPE de biopsies et d’explants FPI ont été réalisés pour marquer l’IgA, BAFF, CD 19, XBP1, proSP-C, et Krt5. Un dosage de BAFF et APRIL a été effectué dans le LBA et le sérum d’individus FPI et contrôles. Des tests d’immunofluorescence HEp2 ont été réalisés dans les LBA des mêmes individus pour évaluer la présence d’anticorps auto-réactifs d’isotype IgA.</div></div><div><h3>Résultats</h3><div>Les agrégats de lymphocytes B sont observables dans les régions remodelées du parenchyme pulmonaire. On observe que les lymphocytes B sont présents non seulement dans ces agrégats mais également à un niveau sub-épithélial, à proximité de structures ectopiques (proSP-C<sup>+</sup> et Krt5<sup>+</sup>). Un marquage modéré de BAFF est visible au niveau de ces structures. Toutefois, l’on ne détecte pas de différence dans les taux circulants de BAFF ni d’APRIL entre les individus FPI et contrôle. On n’observe pas non plus de différence significative entre l’intensité de la fluorescence des HEp2 entre ces deux groupes. L’intensité de la fluorescence des anticorps auto-réactifs corrèle avec le taux d’APRIL dans le LBA des individus FPI.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Cette étude met en évidence plusieurs localisations des lymphocytes B au sein du tissu remodelé. On observe non seulement leur présence dans les agrégats lymphoïdes mais également sous les structures épithéliales ectopiques. Ces structures sont également positivement marquées pour BAFF, ce qui suggère une potentielle stimulation de la production d’anticorps ainsi qu’un class-switch favorisé localement vers l’IgA. Dans les LBA, on observe la présence d’auto-anticorps dont les taux corrèlent avec ceux de APRIL. Ces résultats suggèrent que, pour une sous-population de patients, une suractivation locale des lymphocytes B avec une production d’auto-anticorps serait déjà présente au moment du diagnostic.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 219"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791534","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}
Pub Date : 2025-04-01DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.016
R. Lopes Gonçalves , M. Gautier , J. Mille , L. Guardini , L.-E. Zaragosi , M. Ben Kheder , H. Groux , B. Mari , R. Rezzonico , G. Vassaux
Introduction
The aim of this project is to determine whether single-cell transcriptomics (sc-RNAseq) can provide information susceptible to enrich classical bulk transcriptomics experiments in toxicology. In the present work, we studied the effects of a non-genotoxic carcinogen (CdCl2) on human airway pseudostratified epithelium.
Methods
The identification of cell-type-specific gene expression signatures was performed through scRNA-seq analyses using PARSE technology on human airway bronchial epithelial cells (HAEC) cultured in 3D at an air-liquid interface (ALI) and exposed to 10 μM CdCl2, an heavy metal pollutant present in cigarette smoke. These cell-type specific responses signatures were validated through RNA-Fluorescence In Situ Hybridizations.
Results
Single-cell gene profiling indicated that different regulons are modulated in a cell-type-specific manner in response to CdCl2 exposure. For instance, we showed that treatment with CdCl2 stimulated the expression of MT1G, MT1 M and to a lesser extent SLC30A1 and HMOX1 preferentially in multiciliated and mucus-secreting cells, while AKT3 and IL1RN are rather induced in basal cells. Among the cadmium-regulated genes, we found that the long non-coding RNA LUCAT1 is induced in specific differentiated cell types. We previously showed1 that LUCAT1 is i) upregulated by hypoxia in lung adenocarcinomas, ii) correlated with poor prognosis in patients and iii) involved in the regulation of oxidative stress in cancer cells. However, its cellular sourcing and physiological role in the differentiated mucociliary airway epithelium have not yet been addressed. We found that LUCAT1 is slightly expressed in the untreated epithelium, but in response to hypoxia or CdCl2, it is markedly induced in suprabasal and deuterosomal cells and in differentiated secretory and multiciliated cells but not in basal cells. Using a CRISPR-Cas9-RNP approach2 to knockdown LUCAT1 in basal bronchial stem cells, we will decipher the cell state-specific functions of this gene i) in the regeneration steps of a fully differentiated mucociliary human airway epithelium and, ii) in hypoxia- and CdCl2-responses.
Conclusion
ScRNA-seq reveals distinct transcriptional responses to CdCl2 among airway epithelial cell subtypes. This method could be applied to other molecules to classify gene expression variations and develop predictive tests for non-genotoxic carcinogens compounds. This study also precise the physiological role of LUCAT1 in the homeostasis, regeneration and stress-response of HAEC.
{"title":"Single-cell transcriptomics identify cell-type specific transcriptomic signatures in response to CdCl2 in human airway bronchial epithelial cells cultured at the air-liquid interface","authors":"R. Lopes Gonçalves , M. Gautier , J. Mille , L. Guardini , L.-E. Zaragosi , M. Ben Kheder , H. Groux , B. Mari , R. Rezzonico , G. Vassaux","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.016","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.016","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>The aim of this project is to determine whether single-cell transcriptomics (sc-RNAseq) can provide information susceptible to enrich classical bulk transcriptomics experiments in toxicology. In the present work, we studied the effects of a non-genotoxic carcinogen (CdCl2) on human airway pseudostratified epithelium.</div></div><div><h3>Methods</h3><div>The identification of cell-type-specific gene expression signatures was performed through scRNA-seq analyses using PARSE technology on human airway bronchial epithelial cells (HAEC) cultured in 3D at an air-liquid interface (ALI) and exposed to 10<!--> <!-->μM CdCl2, an heavy metal pollutant present in cigarette smoke. These cell-type specific responses signatures were validated through RNA-Fluorescence In Situ Hybridizations.</div></div><div><h3>Results</h3><div>Single-cell gene profiling indicated that different regulons are modulated in a cell-type-specific manner in response to CdCl2 exposure. For instance, we showed that treatment with CdCl2 stimulated the expression of MT1G, MT1<!--> <!-->M and to a lesser extent SLC30A1 and HMOX1 preferentially in multiciliated and mucus-secreting cells, while AKT3 and IL1RN are rather induced in basal cells. Among the cadmium-regulated genes, we found that the long non-coding RNA LUCAT1 is induced in specific differentiated cell types. We previously showed1 that LUCAT1 is i) upregulated by hypoxia in lung adenocarcinomas, ii) correlated with poor prognosis in patients and iii) involved in the regulation of oxidative stress in cancer cells. However, its cellular sourcing and physiological role in the differentiated mucociliary airway epithelium have not yet been addressed. We found that LUCAT1 is slightly expressed in the untreated epithelium, but in response to hypoxia or CdCl2, it is markedly induced in suprabasal and deuterosomal cells and in differentiated secretory and multiciliated cells but not in basal cells. Using a CRISPR-Cas9-RNP approach2 to knockdown LUCAT1 in basal bronchial stem cells, we will decipher the cell state-specific functions of this gene i) in the regeneration steps of a fully differentiated mucociliary human airway epithelium and, ii) in hypoxia- and CdCl2-responses.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>ScRNA-seq reveals distinct transcriptional responses to CdCl2 among airway epithelial cell subtypes. This method could be applied to other molecules to classify gene expression variations and develop predictive tests for non-genotoxic carcinogens compounds. This study also precise the physiological role of LUCAT1 in the homeostasis, regeneration and stress-response of HAEC.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 189"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791599","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}
Pub Date : 2025-04-01DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.028
J. Mercier , J. Issard , P. Mordant , G. Fadel , MR. Ghigha , E. Fadel , F. Antigny , O. Mercier
Introduction
Ex vivo lung perfusion (EVLP) is a preservation technique that allows the evaluation and reconditioning of marginal donor grafts, thereby expanding the donor pool. However, EVLP is currently limited to 6 hours in clinical practice and at least 30 % of grafts fail to meet transplantation criteria at the end of perfusion period [1]. Today, EVLP is mainly used to assess lung function before lung transplantation rather than to recondition damaged lungs. We aim to prolong the duration of EVLP as this would allow the application of therapies and potentially increase the number of lungs available for transplantation. We hypothesize that maintaining pH, electrolytes, and glucose levels in the perfusate would allow EVLP for more than 6 hours while preserving organ integrity. Thus, we investigated the effect of a perfusate correcting solution during a 12-hour EVLP in a porcine model.
Methods
Twelve porcine lung blocks were collected and cold-preserved prior to 12 hours of normothermic EVLP. The lung blocks were allocated equally into two groups, according to the perfusate solution. All lung blocks were perfused with STEEN solution™, 100 mL of which was replaced every two hours with either fresh STEEN solution™ (standard group, n = 6) or a modified solution (1/3 STEEN solution™, 1/3 glucose solution [2.5 %], 1/3 sodium bicarbonate solution [14 mg/mL]) designed to correct the perfusate composition (corrected group, n = 6). Perfusate electrolytes, glucose, cytokines, pH, partial oxygen pressure (PO2), pulmonary vascular resistance (PVR), and compliance were measured. After the EVLP period, the left lungs were transplanted into donor-related pigs. The right lungs were used for histology and electron microscopy.
Results
During EVLP, perfusate correction succeeded in maintaining electrolyte and pH, within physiological ranges. However, glycemia increased at a higher level than expected. Higher density of Kohn's pores, as well as less edema and more hyaline membranes, were observed in the corrected group after EVLP. Lung compliance and oxygenation tend to be higher in the corrected group without reaching significance. PVR was similar in both groups, and no significant difference was observed in ΔPO2 between groups after transplantation.
Conclusion
We succeeded in correcting perfusate electrolytes levels and pH, but not maintaining glycemia in physiological ranges. In these conditions, no benefit was clearly demonstrated in the corrected group, while some histological changes occured. Further studies are needed to properly correct perfusate composition and maintain glucose levels within physiological ranges. Thus, the effect of an efficient perfusate composition correction on the duration of EVLP remains unknown
{"title":"Evaluation of perfusate composition correction during 12-hour ex-vivo lung perfusion in swine","authors":"J. Mercier , J. Issard , P. Mordant , G. Fadel , MR. Ghigha , E. Fadel , F. Antigny , O. Mercier","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.028","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.028","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>Ex vivo lung perfusion (EVLP) is a preservation technique that allows the evaluation and reconditioning of marginal donor grafts, thereby expanding the donor pool. However, EVLP is currently limited to 6<!--> <!-->hours in clinical practice and at least 30 % of grafts fail to meet transplantation criteria at the end of perfusion period <span><span>[1]</span></span>. Today, EVLP is mainly used to assess lung function before lung transplantation rather than to recondition damaged lungs. We aim to prolong the duration of EVLP as this would allow the application of therapies and potentially increase the number of lungs available for transplantation. We hypothesize that maintaining pH, electrolytes, and glucose levels in the perfusate would allow EVLP for more than 6<!--> <!-->hours while preserving organ integrity. Thus, we investigated the effect of a perfusate correcting solution during a 12-hour EVLP in a porcine model.</div></div><div><h3>Methods</h3><div>Twelve porcine lung blocks were collected and cold-preserved prior to 12<!--> <!-->hours of normothermic EVLP. The lung blocks were allocated equally into two groups, according to the perfusate solution. All lung blocks were perfused with STEEN solution™, 100<!--> <!-->mL of which was replaced every two hours with either fresh STEEN solution™ (standard group, n<!--> <!-->=<!--> <!-->6) or a modified solution (1/3 STEEN solution™, 1/3 glucose solution [2.5 %], 1/3 sodium bicarbonate solution [14<!--> <!-->mg/mL]) designed to correct the perfusate composition (corrected group, n<!--> <!-->=<!--> <!-->6). Perfusate electrolytes, glucose, cytokines, pH, partial oxygen pressure (PO<sub>2</sub>), pulmonary vascular resistance (PVR), and compliance were measured. After the EVLP period, the left lungs were transplanted into donor-related pigs. The right lungs were used for histology and electron microscopy.</div></div><div><h3>Results</h3><div>During EVLP, perfusate correction succeeded in maintaining electrolyte and pH, within physiological ranges. However, glycemia increased at a higher level than expected. Higher density of Kohn's pores, as well as less edema and more hyaline membranes, were observed in the corrected group after EVLP. Lung compliance and oxygenation tend to be higher in the corrected group without reaching significance. PVR was similar in both groups, and no significant difference was observed in ΔPO<sub>2</sub> between groups after transplantation.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>We succeeded in correcting perfusate electrolytes levels and pH, but not maintaining glycemia in physiological ranges. In these conditions, no benefit was clearly demonstrated in the corrected group, while some histological changes occured. Further studies are needed to properly correct perfusate composition and maintain glucose levels within physiological ranges. Thus, the effect of an efficient perfusate composition correction on the duration of EVLP remains unknown ","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Pages 195-196"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791448","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}
Pub Date : 2025-04-01DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.029
M. Leveque , S. Corgnac , O. Mercier , E. Fadel , G. Dauriat , P. Pradere , M. Phayanouvong , J. Le Pavec , J. Adam
Introduction
L’implication de l’immunité innée dans la toxicité du greffon pulmonaire est de mieux en mieux identifiée. Les lymphocytes Natural Killer (LNK) semblent associés à l’apparition de lésions du greffon, leur concentration étant plus élevée dans le liquide broncho-alvéolaire en cas de rejet aigu (RA) [1], et leur nombre plus important dans le tissu pulmonaire en cas de dysfonction chronique du greffon [2]. Cette étude vise à examiner rôle des LNK dans le RA de greffe pulmonaire.
Méthodes
Des techniques d’immunohistochimie (IHC) et immunofluorescence (IF) multiplex ont été réalisées sur des biopsies transbronchiques (BTB) qui avaient été prélevées en contexte de dysfonction aigue du greffon attribuée à un RA, prouvé histologiquement ou non, lors de la première année post-transplantation des patients greffés pulmonaire entre 2012 et 2022 au sein de l’Hôpital Marie Lannelongue. Les LNK ont été identifiés par l’expression de CD56 et NKp46 et les lymphocytes B et T par l’expression de CD20 et CD3 respectivement.
Résultats
63 BTB ont pu être analysées. Les anticorps utilisés ont permis l’identification de LNK au sein des biopsies. Le coefficient de corrélation entre les marqueurs CD56 et NKp46 était de 0,45 (p < 0,001). La densité en cellules NKp46+ était en moyenne de 16,36 cellules/mm2 sur l’ensemble des BTB, avec une moyenne plus élevée dans le groupe RA humoral comparativement aux autres types de RA. Lorsqu’un un infiltrat lymphocytaire était identifié, la majorité des cellules NKp46+ étaient localisées en son sein pour plus de 50 % des cas.
Conclusion
L’identification des LNK dans les BTB de patients avec RA de greffe pulmonaire a été possible grâce aux techniques d’IHC et d’IF. Leur répartition tissulaire semble suivre celle des autres populations lymphocytaires. Conformément à leur distribution, leur implication semble plus marquée dans les RA humoraux, mais cette observation nécessite confirmation par des études supplémentaires.
{"title":"Étude du rejet médié par les lymphocytes natural Killer en transplantation pulmonaire","authors":"M. Leveque , S. Corgnac , O. Mercier , E. Fadel , G. Dauriat , P. Pradere , M. Phayanouvong , J. Le Pavec , J. Adam","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.029","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.029","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>L’implication de l’immunité innée dans la toxicité du greffon pulmonaire est de mieux en mieux identifiée. Les lymphocytes Natural Killer (LNK) semblent associés à l’apparition de lésions du greffon, leur concentration étant plus élevée dans le liquide broncho-alvéolaire en cas de rejet aigu (RA) <span><span>[1]</span></span>, et leur nombre plus important dans le tissu pulmonaire en cas de dysfonction chronique du greffon <span><span>[2]</span></span>. Cette étude vise à examiner rôle des LNK dans le RA de greffe pulmonaire.</div></div><div><h3>Méthodes</h3><div>Des techniques d’immunohistochimie (IHC) et immunofluorescence (IF) multiplex ont été réalisées sur des biopsies transbronchiques (BTB) qui avaient été prélevées en contexte de dysfonction aigue du greffon attribuée à un RA, prouvé histologiquement ou non, lors de la première année post-transplantation des patients greffés pulmonaire entre 2012 et 2022 au sein de l’Hôpital Marie Lannelongue. Les LNK ont été identifiés par l’expression de CD<sub>56</sub> et NKp46 et les lymphocytes B et T par l’expression de CD<sub>20</sub> et CD<sub>3</sub> respectivement.</div></div><div><h3>Résultats</h3><div>63 BTB ont pu être analysées. Les anticorps utilisés ont permis l’identification de LNK au sein des biopsies. Le coefficient de corrélation entre les marqueurs CD<sub>56</sub> et NKp46 était de 0,45 (<em>p</em> < 0,001). La densité en cellules NKp46+ était en moyenne de 16,36 cellules/mm<sup>2</sup> sur l’ensemble des BTB, avec une moyenne plus élevée dans le groupe RA humoral comparativement aux autres types de RA. Lorsqu’un un infiltrat lymphocytaire était identifié, la majorité des cellules NKp46+ étaient localisées en son sein pour plus de 50 % des cas.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>L’identification des LNK dans les BTB de patients avec RA de greffe pulmonaire a été possible grâce aux techniques d’IHC et d’IF. Leur répartition tissulaire semble suivre celle des autres populations lymphocytaires. Conformément à leur distribution, leur implication semble plus marquée dans les RA humoraux, mais cette observation nécessite confirmation par des études supplémentaires.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 196"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791449","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}
Pub Date : 2025-04-01DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.060
C. Paillat , L. Boulant , N. Jebnoun , C. Rousseau , F. Pène , M.Z.L. Ladjemi , C. Martin , P.R. Burgel , L. Regard
Introduction
L’infection bronchopulmonaire chronique est une complication fréquente des maladies bronchiques telles que la mucoviscidose ou la BPCO, dont elle grève le pronostic respiratoire. Alors que les effets systémiques induites par la fumée du tabac, notamment les anomalies musculo-squelettiques, ont été bien étudiés chez l’homme et dans les modèles expérimentaux, ceux de l’infection pulmonaire chronique restent méconnus. L’objectif de ce travail est d’étudier l’effet d’une infection bronchique à Staphylococcus aureus (SA) sur la composition corporelle, l’inflammation systémique et l’architecture musculaire et osseuse.
Matériels et méthodes
Des souris C57/Bl6 ont reçu une instillation endotrachéale unique de billes d’agarose contenant une souche clinique de SA (modèle d’infection bronchique chronique, 8,86,105CFU/souris, n = 10/groupe) ou des billes stériles (n = 5/groupe). Le poids et la composition corporelle (scanner à résonance magnétique) des souris ont été mesurés régulièrement dans les 30 jours suivant l’instillation. Les souris ont été sacrifiées à J4, J14et J30 après l’instillation. Les poumons ont été cultivés (poumon droit, compte bactérien) et inclus en paraffine (poumon gauche, analyses immunohistochimiques et morphométriques). Un panel de 13 cytokines pro-inflammatoires a été dosé dans le sang (technologie Luminex). Les pattes arrière ont été prélevées pour étude des muscles en immunofluorescence (myosine) et de l’architecture osseuse (fémurs) en microCT.
Résultats
Une perte de poids précoce et persistante, significativement plus importante dans le groupe SA, est observée au décours de l’instillation (Fig. 1). L’infection bronchique à SA est restée constante entre J4 (1,1,107CFU/poumon) et J30 (7,55,106CFU/poumon). L’étude histologique retrouve une infiltration précoce (J4) et localisée (autour des bronches contenant des billes infectées) de cellules inflammatoires (PNN et macrophages), avec l’apparition progressive d’amas lymphoïdes péribronchiques CD20+. Les concentrations sanguines de G-CSF, MCP-1, KC et IL-6 augmentent transitoirement après l’instillation, tandis que l’INF-gamma et l’IL-9 augmentent à partir de J14. L’infection bronchique persistante à SA ne semble pas modifier l’architecture osseuse à J30. Les analyses de composition corporelle et musculaire sont actuellement en cours.
Conclusion
Nos résultats suggèrent que chez la souris, l’infection bronchique persistante à SA induit un déficit pondéral prolongé, associé à une réponse inflammatoire systémique variable dans le temps, mais elle ne semble pas induire de remodelage osseux.
{"title":"Effets systémiques de l’infection respiratoire chronique chez la souris","authors":"C. Paillat , L. Boulant , N. Jebnoun , C. Rousseau , F. Pène , M.Z.L. Ladjemi , C. Martin , P.R. Burgel , L. Regard","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.060","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.060","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>L’infection bronchopulmonaire chronique est une complication fréquente des maladies bronchiques telles que la mucoviscidose ou la BPCO, dont elle grève le pronostic respiratoire. Alors que les effets systémiques induites par la fumée du tabac, notamment les anomalies musculo-squelettiques, ont été bien étudiés chez l’homme et dans les modèles expérimentaux, ceux de l’infection pulmonaire chronique restent méconnus. L’objectif de ce travail est d’étudier l’effet d’une infection bronchique à Staphylococcus aureus (SA) sur la composition corporelle, l’inflammation systémique et l’architecture musculaire et osseuse.</div></div><div><h3>Matériels et méthodes</h3><div>Des souris C57/Bl6 ont reçu une instillation endotrachéale unique de billes d’agarose contenant une souche clinique de SA (modèle d’infection bronchique chronique, 8,86,10<sup>5</sup>CFU/souris, <em>n</em> <!-->=<!--> <!-->10/groupe) ou des billes stériles (<em>n</em> <!-->=<!--> <!-->5/groupe). Le poids et la composition corporelle (scanner à résonance magnétique) des souris ont été mesurés régulièrement dans les 30<!--> <!-->jours suivant l’instillation. Les souris ont été sacrifiées à J<sub>4</sub>, J<sub>14</sub>et J<sub>30</sub> après l’instillation. Les poumons ont été cultivés (poumon droit, compte bactérien) et inclus en paraffine (poumon gauche, analyses immunohistochimiques et morphométriques). Un panel de 13 cytokines pro-inflammatoires a été dosé dans le sang (technologie Luminex). Les pattes arrière ont été prélevées pour étude des muscles en immunofluorescence (myosine) et de l’architecture osseuse (fémurs) en microCT.</div></div><div><h3>Résultats</h3><div>Une perte de poids précoce et persistante, significativement plus importante dans le groupe SA, est observée au décours de l’instillation (<span><span>Fig. 1</span></span>). L’infection bronchique à SA est restée constante entre J<sub>4</sub> (1,1,10<sup>7</sup>CFU/poumon) et J<sub>30</sub> (7,55,10<sup>6</sup>CFU/poumon). L’étude histologique retrouve une infiltration précoce (J<sub>4</sub>) et localisée (autour des bronches contenant des billes infectées) de cellules inflammatoires (PNN et macrophages), avec l’apparition progressive d’amas lymphoïdes péribronchiques CD<sub>20</sub> <sup>+</sup>. Les concentrations sanguines de G-CSF, MCP-1, KC et IL-6 augmentent transitoirement après l’instillation, tandis que l’INF-gamma et l’IL-9 augmentent à partir de J<sub>14</sub>. L’infection bronchique persistante à SA ne semble pas modifier l’architecture osseuse à J<sub>30</sub>. Les analyses de composition corporelle et musculaire sont actuellement en cours.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Nos résultats suggèrent que chez la souris, l’infection bronchique persistante à SA induit un déficit pondéral prolongé, associé à une réponse inflammatoire systémique variable dans le temps, mais elle ne semble pas induire de remodelage osseux.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Pages 211-212"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791720","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}
Pub Date : 2025-04-01DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.051
R. Domain , S. Seren , U. Jerke , I. Couillin , R. Williams , R. Kettritz , B. Korkmaz
Introduction
An uncontrolled activity of neutrophil serine proteases (NSPs; elastase, proteinase 3 and cathepsin G) contributes to chronic inflammatory pulmonary diseases. Cathepsin C (CatC), also known as dipeptidyl peptidase I (DPPI), executes the activation of NSPs and represents a promising pharmacological target in NSP-mediated diseases. Results from the Phase 3 ASPEN study using brensocatib, an active site targeting inhibitor, validate CatC as a pharmacological target in non-cystic fibrosis bronchiectasis. CatC is first synthetized as an inactive zymogen containing an intramolecular chain propeptide, the dimeric form of which is processed into the mature tetrameric form by proteolytic cleavages (Figure 1). Pharmacological inhibition of CatC can be achieved either using chemical inhibitors interacting with the mature, functional protease (direct inhibition) or by impairing the activation of its proform by targeting proCatC-converting protease(s) (indirect inhibition). In this study, we investigated the consequences of indirect pharmacological inhibition of CatC on the activation of NSPs.
Methods
CatC is maturated by CatL-like proteases (CatS, CatL, CatF, CatK and CatV) in vitro. CatL-like proteases that could maturate proCatC were investigated by proteomic approaches in neutrophilic precursor cells. Human CD34+ cells were differentiated in neutrophils with or without a nitrile CatS inhibitor, IcatS#54. CatC and NSPs were analysed in neutrophil lysates by western blotting and kinetic assays. Proteolytic pathways involved in the activation of NSPs were studied in neutrophils derived from CatC knock-out (Ctsc−/−) or CatS knock-out (Ctss−/−) mice.
Results
We show that CatS, a potent elastinolytic enzyme, is the major druggable converting protease involved in the maturation of human neutrophil proCatC. Pharmacological targeting of intracellular CatS using IcatS#54 almost completely blocked CatC maturation in CD34+-derived neutrophils and resulted in inactivation and elimination of NSPs (∼70 %). However, CatS is not the major protease responsible for CatC maturation in rodent. Characterisation of proteolytic cascades involved in the activation of macaque NSPs is under investigation.
Conclusion
We established a proof of concept for the indirect inhibition of NSPs by pharmacological targeting of CatC maturation using CatS inhibitors. This emphasizes the potential of CatS as a therapeutic target for inflammatory diseases. Thus, preventing proNSP activation using a CatS inhibitor, alone or in combination with a CatC, represents a promising approach to efficiently control the extent of tissue injury in neutrophil-mediated inflammatory diseases.
{"title":"Consequences of pharmacological inhibition of cathepsin S on the activation of neutrophil serine proteases","authors":"R. Domain , S. Seren , U. Jerke , I. Couillin , R. Williams , R. Kettritz , B. Korkmaz","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.051","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.051","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>An uncontrolled activity of neutrophil serine proteases (NSPs; elastase, proteinase 3 and cathepsin G) contributes to chronic inflammatory pulmonary diseases. Cathepsin C (CatC), also known as dipeptidyl peptidase I (DPPI), executes the activation of NSPs and represents a promising pharmacological target in NSP-mediated diseases. Results from the Phase 3 ASPEN study using brensocatib, an active site targeting inhibitor, validate CatC as a pharmacological target in non-cystic fibrosis bronchiectasis. CatC is first synthetized as an inactive zymogen containing an intramolecular chain propeptide, the dimeric form of which is processed into the mature tetrameric form by proteolytic cleavages (<span><span>Figure 1</span></span>). Pharmacological inhibition of CatC can be achieved either using chemical inhibitors interacting with the mature, functional protease (direct inhibition) or by impairing the activation of its proform by targeting proCatC-converting protease(s) (indirect inhibition). In this study, we investigated the consequences of indirect pharmacological inhibition of CatC on the activation of NSPs.</div></div><div><h3>Methods</h3><div>CatC is maturated by CatL-like proteases (CatS, CatL, CatF, CatK and CatV) in vitro. CatL-like proteases that could maturate proCatC were investigated by proteomic approaches in neutrophilic precursor cells. Human CD<sub>34</sub> <sup>+</sup> cells were differentiated in neutrophils with or without a nitrile CatS inhibitor, IcatS<sub>#54</sub>. CatC and NSPs were analysed in neutrophil lysates by western blotting and kinetic assays. Proteolytic pathways involved in the activation of NSPs were studied in neutrophils derived from CatC knock-out (<em>Ctsc</em><sup><em>−/−</em></sup><em>)</em> or CatS knock-out (<em>Ctss</em><sup><em>−/−</em></sup>) mice.</div></div><div><h3>Results</h3><div>We show that CatS, a potent elastinolytic enzyme, is the major druggable converting protease involved in the maturation of human neutrophil proCatC. Pharmacological targeting of intracellular CatS using IcatS<sub>#54</sub> almost completely blocked CatC maturation in CD<sub>34</sub> <sup>+</sup>-derived neutrophils and resulted in inactivation and elimination of NSPs (∼70 %). However, CatS is not the major protease responsible for CatC maturation in rodent. Characterisation of proteolytic cascades involved in the activation of macaque NSPs is under investigation.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>We established a proof of concept for the indirect inhibition of NSPs by pharmacological targeting of CatC maturation using CatS inhibitors. This emphasizes the potential of CatS as a therapeutic target for inflammatory diseases. Thus, preventing proNSP activation using a CatS inhibitor, alone or in combination with a CatC, represents a promising approach to efficiently control the extent of tissue injury in neutrophil-mediated inflammatory diseases.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 207"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791801","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}
Pub Date : 2025-04-01DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.037
M. Schultz , A. Bai , L.H. Kachmar , A.-M. Lauzon
Introduction
Le muscle lisse (ML) est le principal effecteur de l’hyperréactivité bronchique dans l’asthme. La contraction du ML est produite par l’interaction cyclique entre les protéines motrices appelées « myosine » et les filaments d’actine. Cette interaction est régulée par l’activation de la myosine via la phosphorylation de sa chaîne légère régulatrice (LC20) et qui est renversée par la phosphatase de la chaîne légère (MLCP). Cependant, le ML a la capacité de maintenir la contraction même après la désactivation de la majorité des myosines (ce qu’on appelle l’état latch). Cette propriété, si dérégulée, pourrait contribuer à la physiopathologie de l’asthme. Le modèle classique de l’état latch stipule qu’il se produit lorsque les myosines sont désactivées tout en restant attachées à l’actine. Toutefois, ce modèle ne considère pas d’autres éléments régulateurs de la contraction du ML, comme la protéine régulatrice de l’actine h-caldesmon (hCaD), qui est supposée jouer un rôle important dans la régulation du ML. Ainsi, dans cette étude nous cherchons à comprendre comment l’hCaD influence la capacité des myosines à maintenir la force après leur inactivation.
Objectif
Déterminer les effets de l’hCaD sur l’interaction entre la myosine et l’actine lors de la désactivation des molécules de myosine.
Méthodes
Nous avons récemment développé une technique nous permettant de mesurer la génération de forces moléculaires tout en modifiant les conditions in vitro, de façon dynamique, pour simuler l’état latch. Des pinces optiques ainsi que des méthodes d’analyse d’image ont été utilisées pour mesurer la force et le temps de maintien de la force par des myosines qui tirent sur un filament unique d’actine, pendant l’injection de MLCP, en présence et en absence de l’hCaD (400 nM). De plus, l’essai de motilité in-vitro a été utilisé pour examiner les interactions mécaniques entre les myosines actives et inactives en mesurant la vitesse moyenne (vavg) et la fraction (fmot) de filaments d’actine mobiles pendant la déphosphorylation de la myosine par injection de MLCP, en présence ou en absence de hCaD (400 nM). vavg et fmot ont également été mesurés à quatre niveaux de phosphorylation de la myosine, en présence et en absence de hCaD (400 nM).
Résultats
Des régressions sigmoïdales des données d’injection de MLCP montrent une diminution plus rapide et plus précoce de fmot en présence de hCaD. Une tendance similaire est observée pour vavg. Les régressions des données de tests de motilité in vitro à différents niveaux de phosphorylation de LC20 avec un modèle mathématique de l’interaction mécanique entre les myosines montre que l’hCaD augmente la concavité ascendante de la relation entre la vitesse et le pourcentage de phosphorylation, une caractéristique corrélée à une augmentation de la charge subie par les molécules de myosine phos
{"title":"Exploration du role de la h-caldesmon dans la modulation de la contraction prolongée du muscle lisse","authors":"M. Schultz , A. Bai , L.H. Kachmar , A.-M. Lauzon","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.037","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.037","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>Le muscle lisse (ML) est le principal effecteur de l’hyperréactivité bronchique dans l’asthme. La contraction du ML est produite par l’interaction cyclique entre les protéines motrices appelées « myosine » et les filaments d’actine. Cette interaction est régulée par l’activation de la myosine via la phosphorylation de sa chaîne légère régulatrice (LC20) et qui est renversée par la phosphatase de la chaîne légère (MLCP). Cependant, le ML a la capacité de maintenir la contraction même après la désactivation de la majorité des myosines (ce qu’on appelle l’état latch). Cette propriété, si dérégulée, pourrait contribuer à la physiopathologie de l’asthme. Le modèle classique de l’état latch stipule qu’il se produit lorsque les myosines sont désactivées tout en restant attachées à l’actine. Toutefois, ce modèle ne considère pas d’autres éléments régulateurs de la contraction du ML, comme la protéine régulatrice de l’actine h-caldesmon (hCaD), qui est supposée jouer un rôle important dans la régulation du ML. Ainsi, dans cette étude nous cherchons à comprendre comment l’hCaD influence la capacité des myosines à maintenir la force après leur inactivation.</div></div><div><h3>Objectif</h3><div>Déterminer les effets de l’hCaD sur l’interaction entre la myosine et l’actine lors de la désactivation des molécules de myosine.</div></div><div><h3>Méthodes</h3><div>Nous avons récemment développé une technique nous permettant de mesurer la génération de forces moléculaires tout en modifiant les conditions in vitro, de façon dynamique, pour simuler l’état latch. Des pinces optiques ainsi que des méthodes d’analyse d’image ont été utilisées pour mesurer la force et le temps de maintien de la force par des myosines qui tirent sur un filament unique d’actine, pendant l’injection de MLCP, en présence et en absence de l’hCaD (400<!--> <!-->nM). De plus, l’essai de motilité in-vitro a été utilisé pour examiner les interactions mécaniques entre les myosines actives et inactives en mesurant la vitesse moyenne (vavg) et la fraction (fmot) de filaments d’actine mobiles pendant la déphosphorylation de la myosine par injection de MLCP, en présence ou en absence de hCaD (400<!--> <!-->nM). vavg et fmot ont également été mesurés à quatre niveaux de phosphorylation de la myosine, en présence et en absence de hCaD (400<!--> <!-->nM).</div></div><div><h3>Résultats</h3><div>Des régressions sigmoïdales des données d’injection de MLCP montrent une diminution plus rapide et plus précoce de fmot en présence de hCaD. Une tendance similaire est observée pour vavg. Les régressions des données de tests de motilité in vitro à différents niveaux de phosphorylation de LC20 avec un modèle mathématique de l’interaction mécanique entre les myosines montre que l’hCaD augmente la concavité ascendante de la relation entre la vitesse et le pourcentage de phosphorylation, une caractéristique corrélée à une augmentation de la charge subie par les molécules de myosine phos","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 200"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791873","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}
Pub Date : 2025-04-01DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.040
K. Raasch , E. Maurat , A.E. Leipold , P. Henrot , M. Zysman , R. Prevel , T. Trian , T. Krammer , V. Bergeron , M. Thumerel , P. Nassoy , P. Berger , A.E. Saliba , L. Andrique , G. Recher , I. Dupin
Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is characterized by progressive irreversible limitation of expiratory airflow, primarily affecting distal airways, which show early signs of remodelling, inflammation and obliteration. The limited relevance of 2D cell models and lack of 3D models mimicking small airway features hinder early pathophysiological understanding and drug discovery. We have previously developed a 3D mesenchyme-free “bronchioid” model using an innovative tubuloid cell-based assay and human bronchial epithelial adult stem cells derived from clinical samples [1]. Here, we aimed at integrating mesenchymal cells into the bronchioid model to investigate epithelial-mesenchymal interactions and their role in COPD development. Fine-tuning the composition of the scaffold is required to obtain a bronchioid with mesenchymal cells. Epithelial and mesenchymal cells were viable and organized from lumen to periphery, akin to bronchial topology. Adding this mesenchymal component improved the robustness of the system, highlighting their pivotal role in adhesion and contraction balance. Flow cytometry analysis and 3D imaging shows interactions between both compartments, strongly affecting epithelial differentiation. We conclude that the bi-component bronchioid enables modeling of the distal lung's epithelial–mesenchymal unit and represents a powerful tool for a comprehensive grasp of the disease processes in COPD.
{"title":"Modeling COPD with a complex tubular model of distal airways integrating the epithelial and mesenchymal compartments","authors":"K. Raasch , E. Maurat , A.E. Leipold , P. Henrot , M. Zysman , R. Prevel , T. Trian , T. Krammer , V. Bergeron , M. Thumerel , P. Nassoy , P. Berger , A.E. Saliba , L. Andrique , G. Recher , I. Dupin","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.040","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.040","url":null,"abstract":"<div><div>Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is characterized by progressive irreversible limitation of expiratory airflow, primarily affecting distal airways, which show early signs of remodelling, inflammation and obliteration. The limited relevance of 2D cell models and lack of 3D models mimicking small airway features hinder early pathophysiological understanding and drug discovery. We have previously developed a 3D mesenchyme-free “bronchioid” model using an innovative tubuloid cell-based assay and human bronchial epithelial adult stem cells derived from clinical samples <span><span>[1]</span></span>. Here, we aimed at integrating mesenchymal cells into the bronchioid model to investigate epithelial-mesenchymal interactions and their role in COPD development. Fine-tuning the composition of the scaffold is required to obtain a bronchioid with mesenchymal cells. Epithelial and mesenchymal cells were viable and organized from lumen to periphery, akin to bronchial topology. Adding this mesenchymal component improved the robustness of the system, highlighting their pivotal role in adhesion and contraction balance. Flow cytometry analysis and 3D imaging shows interactions between both compartments, strongly affecting epithelial differentiation. We conclude that the bi-component bronchioid enables modeling of the distal lung's epithelial–mesenchymal unit and represents a powerful tool for a comprehensive grasp of the disease processes in COPD.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Pages 201-202"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791976","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}
Pub Date : 2025-04-01DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.089
V. Gros , E. arcos , J. Jacquet , E. Born , J.A. De Freitas , S. Abid , D. Beaulieu , N. Vienney , A. Houssaini , L. Lipskaia , C. Jourdan Le Saux , O. Bischof , H. Duez , B. Pourcet , L. Boyer , S. Adnot
Introduction
Obstructive sleep apnoea syndrome (OSAS) and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are common syndromes that lead either to intermittent or chronic hypoxia. We previously demonstrated that OSAS and COPD were associated with telomere shortening and increased cell senescence. Furthermore, we showed that pulmonary hypertension (PH) driven by chronic hypoxia in mice is associated with an accumulation of senescent cells in the lung. The cyclin-dependent kinase inhibitor p21, the main effector of p53, is activated in response to DNA damage and telomere dysfunction but is down-regulated by certain clock genes. Sleep abnormalities and hypoxia also disrupt endogenous circadian clock genes, more specifically Rev-Erbα, a central transcriptional repressor of the molecular clock that downregulates p21 expression.
Methods
We investigated mice exposed to chronic intermittent hypoxia (CIH) and to chronic hypoxia (Hx) in comparison to normoxic mice. Mice exposed to CIH were subjected to repeated cycles of 90 sec hypoxia-reoxygenation (21–5% O2), 8 hours a day for one to 21 days, biological analyses were performed on the day after CIH discontinuation. Hx mice were exposed to chronic hypoxia (10% O2) during 3 weeks. Similar protocols were performed in Rev-Erbα KO mice.
Results
In normoxic mice, rhythmicity of the canonical clock genes Rev-Erbα, Rev-Erbβ, and Bmal-1 was associated with rhythmicity of lung p21, with opposite variations in Rev-Erbα and p21. Compared to normoxia, CIH for 1.2, 7, or 21 days increased Rev-Erbα at ZT 2-4 (morning) and downregulated p21; these effects persisted beyond 48 hours after CIH cessation. Bulk RNA sequencing performed 3 weeks after CIH confirmed dysregulation of the circadian clock and clock-controlled genes (Dbp, Rev-Erbα, Hlf) and showed increases in several collagen transcripts. Senescence markers including p16 and SASP components were unaffected by CIH exposure. Similar findings were observed in aged (18-month-old) mice. Rev-Erbα KO mice compared to WT mice exhibited an increase in lung p16 positive nuclei. Consistent with this, cultured primary lung fibroblasts from Rev-Erbα KO mice compared to WT mice exhibited premature senescence-as assessed by increased β-galactosidase positive cells and decreased cell growth. Conversely to WT mice exposed to CIH, WT mice exposed to Hx exhibited a downregulation of Rev-Erbα together with increased p21 expression. Moreover, Rev-Erbα KO mice exposed to Hx were partially protected against hypoxia-induced PH. Studies are underway to assess PH in CIH mice.
Conclusion
Clock genes, namely Rev-Erbα, plays an important role in the response to CIH and Hx by affecting cell senescence with, consequently, a reduction of lung cell proliferation and protection against PH.
{"title":"Chronic and intermittent hypoxias lead to disrupted clock genes expression in mouse lung tissues: Implications for lung cell senescence","authors":"V. Gros , E. arcos , J. Jacquet , E. Born , J.A. De Freitas , S. Abid , D. Beaulieu , N. Vienney , A. Houssaini , L. Lipskaia , C. Jourdan Le Saux , O. Bischof , H. Duez , B. Pourcet , L. Boyer , S. Adnot","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.089","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.089","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>Obstructive sleep apnoea syndrome (OSAS) and chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are common syndromes that lead either to intermittent or chronic hypoxia. We previously demonstrated that OSAS and COPD were associated with telomere shortening and increased cell senescence. Furthermore, we showed that pulmonary hypertension (PH) driven by chronic hypoxia in mice is associated with an accumulation of senescent cells in the lung. The cyclin-dependent kinase inhibitor p21, the main effector of p53, is activated in response to DNA damage and telomere dysfunction but is down-regulated by certain clock genes. Sleep abnormalities and hypoxia also disrupt endogenous circadian clock genes, more specifically Rev-Erbα, a central transcriptional repressor of the molecular clock that downregulates p21 expression.</div></div><div><h3>Methods</h3><div>We investigated mice exposed to chronic intermittent hypoxia (CIH) and to chronic hypoxia (Hx) in comparison to normoxic mice. Mice exposed to CIH were subjected to repeated cycles of 90<!--> <!-->sec hypoxia-reoxygenation (21–5% O<sub>2</sub>), 8<!--> <!-->hours a day for one to 21 days, biological analyses were performed on the day after CIH discontinuation. Hx mice were exposed to chronic hypoxia (10% O<sub>2</sub>) during 3 weeks. Similar protocols were performed in Rev-Erbα KO mice.</div></div><div><h3>Results</h3><div>In normoxic mice, rhythmicity of the canonical clock genes <em>Rev-Erbα</em>, <em>Rev-Erbβ</em>, and <em>Bmal-1</em> was associated with rhythmicity of lung p21, with opposite variations in Rev-Erbα and p21. Compared to normoxia, CIH for 1.2, 7, or 21 days increased Rev-Erbα at ZT 2-4 (morning) and downregulated p21; these effects persisted beyond 48<!--> <!-->hours after CIH cessation. Bulk RNA sequencing performed 3 weeks after CIH confirmed dysregulation of the circadian clock and clock-controlled genes (Dbp, Rev-Erbα, Hlf) and showed increases in several collagen transcripts. Senescence markers including p16 and SASP components were unaffected by CIH exposure. Similar findings were observed in aged (18-month-old) mice. Rev-Erbα KO mice compared to WT mice exhibited an increase in lung p16 positive nuclei. Consistent with this, cultured primary lung fibroblasts from Rev-Erbα KO mice compared to WT mice exhibited premature senescence-as assessed by increased β-galactosidase positive cells and decreased cell growth. Conversely to WT mice exposed to CIH, WT mice exposed to Hx exhibited a downregulation of Rev-Erbα together with increased p21 expression. Moreover, Rev-Erbα KO mice exposed to Hx were partially protected against hypoxia-induced PH. Studies are underway to assess PH in CIH mice.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Clock genes, namely <em>Rev-Erbα</em>, plays an important role in the response to CIH and Hx by affecting cell senescence with, consequently, a reduction of lung cell proliferation and protection against PH.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Pages 226-227"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143792057","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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