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L’hyperplasie neuroendocrine pulmonaire diffuse idiopathique (DIPNECH) 弥漫性特发性肺神经内分泌细胞增生(DIPNECH)。
IF 0.5 4区 医学 Q4 RESPIRATORY SYSTEM Pub Date : 2025-05-01 Epub Date: 2025-03-27 DOI: 10.1016/j.rmr.2025.03.001
P. Le Guen , N. Poté , M.-P. Debray , V. Gounant , B. Crestani , C. Taillé

Introduction

L’hyperplasie neuroendocrine pulmonaire diffuse idiopathique, plus connue sous l’acronyme DIPNECH (« diffuse idiopathic pulmonary neuroendocrine cell hyperplasia »), est une pathologie chronique rare, touchant majoritairement les femmes de plus de 60 ans.

État des connaissances

La DIPNECH associe des signes cliniques non spécifiques (toux chronique, dyspnée), une obstruction bronchique et des signes évocateurs au scanner thoracique (signes de bronchiolite, nodules, micronodules multiples). Le diagnostic est le plus souvent histologique retrouvant une hyperplasie des cellules neuroendocrines, des tumorlets et, de manière inconstante, des tumeurs carcinoïdes et une bronchiolite constrictive.

Perspectives

Il n’existe actuellement aucune recommandation pour le traitement de la DIPNECH et la littérature se limite à des cas cliniques et des séries rétrospectives. Les inhibiteurs de mTOR et les analogues de la somatostatine sont des pistes thérapeutiques qui nécessitent d’être validées par des essais thérapeutiques. Un suivi fonctionnel et une surveillance par scanner sont nécessaires pour dépister les complications.

Conclusions

La DIPNECH est une pathologie rare, généralement insidieuse, mais pouvant parfois évoluer vers une insuffisance respiratoire chronique et la formation de tumeurs carcinoïdes. Le diagnostic doit être évoqu, en particulier chez les femmes d’âge mûr présentant une toux chronique.

Introduction

Diffuse idiopathic pulmonary neuroendocrine cell hyperplasia (DIPNECH) is a rare, chronic condition that predominantly affects women over the age of 60.

Current knowledge

DIPNECH combines non-specific clinical signs (chronic cough, dyspnea), bronchial obstruction on PFT and signs suggestive of bronchiolitis on chest CT associated with nodules and multiple micronodules. The diagnosis is most often histological, associating neuroendocrine cell hyperplasia, tumorlets and, inconsistently, carcinoid tumors and constrictive bronchiolitis.

Prospects

There are currently no recommendations for DIPNECH treatment and the literature is limited to case reports and retrospective series. Inhibitors of mTOR and somatostatin analogs are possible treatments requiring validation by clinical trials. Functional follow-up and CT scan monitoring are necessary in order to detect complications.

Conclusions

DIPNECH is a rare, usually insidious pathology, and may in some cases expose the patient to a risk of tumor and chronic respiratory failure. The diagnosis should be made in the event of a chronic cough in a middle-aged woman.
弥漫性特发性肺神经内分泌细胞增生(DIPNECH)是一种罕见的慢性疾病,主要影响60岁以上的女性。目前的知识:DIPNECH结合了非特异性临床体征(慢性咳嗽、呼吸困难)、PFT上的支气管阻塞和胸部CT上提示细支气管炎的征象,并伴有结节和多个微结节。诊断通常是组织学上的,与神经内分泌细胞增生、小肿瘤以及不一致的类癌肿瘤和缩窄性细支气管炎有关。前景:目前没有关于DIPNECH治疗的建议,文献也仅限于病例报告和回顾性系列。mTOR抑制剂和生长抑素类似物可能是需要临床试验验证的治疗方法。功能随访和CT扫描监测是必要的,以发现并发症。结论:DIPNECH是一种罕见的,通常是潜伏的病理,在某些情况下可能使患者暴露于肿瘤和慢性呼吸衰竭的风险。诊断应在中年妇女慢性咳嗽的情况下作出。
{"title":"L’hyperplasie neuroendocrine pulmonaire diffuse idiopathique (DIPNECH)","authors":"P. Le Guen ,&nbsp;N. Poté ,&nbsp;M.-P. Debray ,&nbsp;V. Gounant ,&nbsp;B. Crestani ,&nbsp;C. Taillé","doi":"10.1016/j.rmr.2025.03.001","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.03.001","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>L’hyperplasie neuroendocrine pulmonaire diffuse idiopathique, plus connue sous l’acronyme DIPNECH (« <em>diffuse idiopathic pulmonary neuroendocrine cell hyperplasia</em> »), est une pathologie chronique rare, touchant majoritairement les femmes de plus de 60 ans.</div></div><div><h3>État des connaissances</h3><div>La DIPNECH associe des signes cliniques non spécifiques (toux chronique, dyspnée), une obstruction bronchique et des signes évocateurs au scanner thoracique (signes de bronchiolite, nodules, micronodules multiples). Le diagnostic est le plus souvent histologique retrouvant une hyperplasie des cellules neuroendocrines, des tumorlets et, de manière inconstante, des tumeurs carcinoïdes et une bronchiolite constrictive.</div></div><div><h3>Perspectives</h3><div>Il n’existe actuellement aucune recommandation pour le traitement de la DIPNECH et la littérature se limite à des cas cliniques et des séries rétrospectives. Les inhibiteurs de mTOR et les analogues de la somatostatine sont des pistes thérapeutiques qui nécessitent d’être validées par des essais thérapeutiques. Un suivi fonctionnel et une surveillance par scanner sont nécessaires pour dépister les complications.</div></div><div><h3>Conclusions</h3><div>La DIPNECH est une pathologie rare, généralement insidieuse, mais pouvant parfois évoluer vers une insuffisance respiratoire chronique et la formation de tumeurs carcinoïdes. Le diagnostic doit être évoqu, en particulier chez les femmes d’âge mûr présentant une toux chronique.</div></div><div><h3>Introduction</h3><div>Diffuse idiopathic pulmonary neuroendocrine cell hyperplasia (DIPNECH) is a rare, chronic condition that predominantly affects women over the age of 60.</div></div><div><h3>Current knowledge</h3><div>DIPNECH combines non-specific clinical signs (chronic cough, dyspnea), bronchial obstruction on PFT and signs suggestive of bronchiolitis on chest CT associated with nodules and multiple micronodules. The diagnosis is most often histological, associating neuroendocrine cell hyperplasia, tumorlets and, inconsistently, carcinoid tumors and constrictive bronchiolitis.</div></div><div><h3>Prospects</h3><div>There are currently no recommendations for DIPNECH treatment and the literature is limited to case reports and retrospective series. Inhibitors of mTOR and somatostatin analogs are possible treatments requiring validation by clinical trials. Functional follow-up and CT scan monitoring are necessary in order to detect complications.</div></div><div><h3>Conclusions</h3><div>DIPNECH is a rare, usually insidious pathology, and may in some cases expose the patient to a risk of tumor and chronic respiratory failure. The diagnosis should be made in the event of a chronic cough in a middle-aged woman.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 5","pages":"Pages 262-273"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-05-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143743450","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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CBNPC avancés présentant un contrôle prolongé sous immunothérapie : Cohorte BREATH 免疫治疗下长期监测的高级cnpc: BREATH队列
IF 0.5 4区 医学 Q4 RESPIRATORY SYSTEM Pub Date : 2025-05-01 Epub Date: 2025-04-15 DOI: 10.1016/j.rmr.2025.04.001
S. Deslais , C. Pierre , T. Goter , C. Giordanengo , M.-A. Lester , Y. Le Guen , H. Lena , C. Ricordel
<div><h3>Introduction</h3><div>Les inhibiteurs de points de contrôle immunitaires ont révolutionné la prise en charge des cancers bronchiques non à petites cellules avancés (CBNPC). La proportion de patients « long survivants » est estimée entre 8 et 16 %, mais cette population reste mal connue.</div></div><div><h3>Matériel et méthodes</h3><div>L’étude BREATH est une étude observationnelle rétrospective incluant des patients porteurs d’un CBNPC métastatique ou localement avancé non irradiable, traités par immunothérapie et présentant une maladie contrôlée pendant au moins 12 mois après la première injection. L’objectif principal est de décrire les caractéristiques de cette population.</div></div><div><h3>Résultats</h3><div>L’étude a inclus 49 patients. Après 51 mois de suivi médian, la médiane de survie sans progression (SSP) ou de survie globale (SG) n’est pas atteinte. À 36 mois, la SSP était de 64,7 % et la SG de 91,6 %. Les patients ayant reçu un schéma complet d’immunothérapie (2 ans) ont eu une meilleure SSP (HR<!--> <!-->=<!--> <!-->0,046 ; IC à 95 % [0,14–0,98] ; <em>p</em> <!-->=<!--> <!-->0,03) que ceux ayant reçu un schéma incomplet. Un taux d’albumine<!--> <!-->≥<!--> <!-->35<!--> <!-->g/L à l’initiation de l’immunothérapie était le seul facteur associé à une SSP prolongée en analyse multivariée.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Les patients porteurs d’un CBNPC avancé avec un contrôle prolongé sous immunothérapie présentent une survie est exceptionnellement longue indiquant un changement de paradigme dans nos pratiques.</div></div><div><h3>Introduction</h3><div>Immune checkpoint inhibitors have revolutionized the management of advanced non-small cell lung cancer (NSCLC). While the proportion of “long-term survivors” is estimated to be between 8% and 16%, this population remains poorly understood.</div></div><div><h3>Methods</h3><div>BREATH is a retrospective observational study including patients with metastatic or non-radically treatable locally advanced NSCLC, treated with immunotherapy and presenting with controlled disease for at least 12 months after the first immunotherapy injection. The main objective is to describe the characteristics of this population.</div></div><div><h3>Results</h3><div>Forty-nine patients were included in the study. After a median follow-up of 51 months, median progression-free survival (PFS) or overall survival (OS) was not reached. At 36 months, PFS was 64.7% and OS was 91.6%. Patients who received a complete immunotherapy regimen (two years) had a higher rate of PFS (HR 0.046; 95% CI [0.14–0.98]; <em>P</em> <!-->=<!--> <!-->0.03) than those who received an incomplete regimen. An albumin level<!--> <!-->≥<!--> <!-->35<!--> <!-->g/L at the start of immunotherapy was the only factor associated in multivariate analysis with prolonged PFS.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Patients with advanced NSCLC and prolonged disease control under immunotherapy exhibit exceptionally long survival, pointin
免疫检查点抑制剂彻底改变了晚期非小细胞肺癌(NSCC)的治疗。据估计,“长期存活”患者的比例在8%到16%之间,但这一群体并不为人所知。BREATH研究是一项回顾性观察性研究,包括接受免疫治疗的转移性或局部晚期、不可治愈的CBNCP患者,并在首次注射后至少12个月出现疾病控制。主要目的是描述这一群体的特征。该研究包括49名患者。中位随访51个月后,无进展中位生存期(SSH)或总生存期(ILI)未达到。36个月时,PSI为64.7%,ILI为91.6%。接受完整免疫治疗方案(2年)的患者SSP较好(HR = 0.046;IC为95% [0.14 - 0.98];p = 0.03),而不是那些收到不完整方案的人。在多变量分析中,免疫治疗开始时白蛋白≥35 g/L是与PSA延长相关的唯一因素。结论:在免疫治疗下长期监测的晚期CBNPC患者存活率异常高,这表明我们的做法发生了范式转变。免疫检查点抑制剂彻底改变了晚期非小细胞肺癌(NSCLC)的管理。虽然“长期幸存者”的比例估计在8%到16%之间,但对这一群体的了解仍然很差。MethodsBREATH是一项回顾性观察研究,包括转移性或非根治性局部晚期NSCLC患者,接受免疫治疗,并在第一次免疫治疗注射后至少12个月出现控制性疾病。主要目标是描述这一群体的特征。结果:49名患者参与了这项研究。在51个月的中位随访后,中位无进展生存率(PFS)或总生存率(OS)未达到。在36个月时,PFS为64.7%,OS为91.6%。接受全免疫治疗方案(2年)的患者PFS发生率较高(HR 0.046;95% CI [0.14 - 0.98];P = 0.03),而不是那些接受不完整方案的人。在免疫治疗开始时,白蛋白水平≥35 g/L是与PFS延长相关的多变量分析的唯一因素。结论:在免疫治疗下,NSCLC晚期和疾病控制延长的患者生存时间异常长,这表明我们的实践可能发生范式转变。
{"title":"CBNPC avancés présentant un contrôle prolongé sous immunothérapie : Cohorte BREATH","authors":"S. Deslais ,&nbsp;C. Pierre ,&nbsp;T. Goter ,&nbsp;C. Giordanengo ,&nbsp;M.-A. Lester ,&nbsp;Y. Le Guen ,&nbsp;H. Lena ,&nbsp;C. Ricordel","doi":"10.1016/j.rmr.2025.04.001","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.04.001","url":null,"abstract":"&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Introduction&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Les inhibiteurs de points de contrôle immunitaires ont révolutionné la prise en charge des cancers bronchiques non à petites cellules avancés (CBNPC). La proportion de patients « long survivants » est estimée entre 8 et 16 %, mais cette population reste mal connue.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Matériel et méthodes&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;L’étude BREATH est une étude observationnelle rétrospective incluant des patients porteurs d’un CBNPC métastatique ou localement avancé non irradiable, traités par immunothérapie et présentant une maladie contrôlée pendant au moins 12 mois après la première injection. L’objectif principal est de décrire les caractéristiques de cette population.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Résultats&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;L’étude a inclus 49 patients. Après 51 mois de suivi médian, la médiane de survie sans progression (SSP) ou de survie globale (SG) n’est pas atteinte. À 36 mois, la SSP était de 64,7 % et la SG de 91,6 %. Les patients ayant reçu un schéma complet d’immunothérapie (2 ans) ont eu une meilleure SSP (HR&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;=&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;0,046 ; IC à 95 % [0,14–0,98] ; &lt;em&gt;p&lt;/em&gt; &lt;!--&gt;=&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;0,03) que ceux ayant reçu un schéma incomplet. Un taux d’albumine&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;≥&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;35&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;g/L à l’initiation de l’immunothérapie était le seul facteur associé à une SSP prolongée en analyse multivariée.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Conclusion&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Les patients porteurs d’un CBNPC avancé avec un contrôle prolongé sous immunothérapie présentent une survie est exceptionnellement longue indiquant un changement de paradigme dans nos pratiques.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Introduction&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Immune checkpoint inhibitors have revolutionized the management of advanced non-small cell lung cancer (NSCLC). While the proportion of “long-term survivors” is estimated to be between 8% and 16%, this population remains poorly understood.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Methods&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;BREATH is a retrospective observational study including patients with metastatic or non-radically treatable locally advanced NSCLC, treated with immunotherapy and presenting with controlled disease for at least 12 months after the first immunotherapy injection. The main objective is to describe the characteristics of this population.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Results&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Forty-nine patients were included in the study. After a median follow-up of 51 months, median progression-free survival (PFS) or overall survival (OS) was not reached. At 36 months, PFS was 64.7% and OS was 91.6%. Patients who received a complete immunotherapy regimen (two years) had a higher rate of PFS (HR 0.046; 95% CI [0.14–0.98]; &lt;em&gt;P&lt;/em&gt; &lt;!--&gt;=&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;0.03) than those who received an incomplete regimen. An albumin level&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;≥&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;35&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;g/L at the start of immunotherapy was the only factor associated in multivariate analysis with prolonged PFS.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Conclusion&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Patients with advanced NSCLC and prolonged disease control under immunotherapy exhibit exceptionally long survival, pointin","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 5","pages":"Pages 252-261"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-05-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143916914","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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Chronic ozone induces lung inflammation through NLRP6-dependent activation of pyroptosis pathways in pneumocytes 慢性臭氧通过nlrp6依赖性激活肺细胞的焦亡途径诱导肺部炎症
IF 0.5 4区 医学 Q4 RESPIRATORY SYSTEM Pub Date : 2025-04-01 Epub Date: 2025-04-08 DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.035
A. Gombault, S. Huot-Marchand, C. Véront, S. Carignon, VFJ. Quesniaux, B. Ryffel, P. Broz, N. Riteau, I. Couillin

Introduction

Environmental air pollutants including ozone cause severe lung injury and aggravate respiratory diseases such as asthma and COPD. Ozone is a major air pollutant causing pulmonary inflammation evolving into lung emphysema and/or fibrosis in mice exposed to ozone but the mechanisms are not well understood. Innate immune sensors such as nucleotide-oligomerization domain-like receptors (NLRs) are able to form cytosolic complexes named inflammasomes that mediate inflammatory cytokines production and immunological cell death. Among NLRs, NLRP3 was shown to be involved in establishment of lung inflammation to ozone. However, the role of NLRP6, another NLR in involved in inflammasome scaffold, like NLRP6 in ozone-induced lung pathologies is unknown.

Methods

Using a 6 weeks model of chronic ozone exposure in mice, we explored the role of the innate receptor NLRP6 in the context of immunological cell death, in ozone exposure-associated pulmonary inflammation.

Results

We found that Nlrp6 deficiency dampens airway and lung inflammation with reduced neutrophils, eosinophils influx and production of associated chemokines/cytokines including Th2 response, remodeling factor production, collagen deposition and fibrosis in response to chronic ozone exposure. Interestingly, we observed increased NLRP6 expression in bronchial epithelial cells, pneumocytes and infiltrating macrophages in lung tissue and airway macrophages upon chronic ozone exposure. Mechanistically, we report that chronic ozone promotes NLRP6-mediated caspase-1- and caspase11-dependent gasdermin D activation in alveolar type 1 pneumocytes suggesting NLRP6 inflammasome drives lung inflammation. Moreover, gasdermin D deficiency leads to reduced pulmonary inflammation after chronic ozone exposure. Mice deficient for NLRP6 in alveolar epithelial cells display reduced inflammation with impaired caspase-1/11 and gasdermin D activation in lungs, which confirms NLRP6-driven inflammation in these cells. Finally, we found that caspase-3Casp3/8 and gasdermin E activation depends on NLRPlrp6.

Conclusion

In conclusion we provide the first evidence that NLRP6 is a key player in chronic ozone pulmonary inflammation associated with the induction of both gasdermin-D and gasdermin E-dependent pyroptosisimmunogenic cell death.
包括臭氧在内的环境空气污染物会造成严重的肺损伤,加重哮喘和慢性阻塞性肺病等呼吸系统疾病。臭氧是一种主要的空气污染物,可导致暴露于臭氧的小鼠肺部炎症演变为肺气肿和/或纤维化,但其机制尚不清楚。先天免疫传感器如核苷酸寡聚化结构域样受体(NLRs)能够形成称为炎症小体的细胞质复合物,介导炎症细胞因子的产生和免疫细胞死亡。在nlr中,NLRP3被证明参与了肺部对臭氧的炎症的建立。然而,与NLRP6一样,另一种参与炎性小体支架的NLRP6在臭氧诱导的肺部病变中的作用尚不清楚。方法利用小鼠慢性臭氧暴露6周的模型,我们探讨了先天受体NLRP6在臭氧暴露相关肺部炎症中免疫细胞死亡的作用。结果我们发现Nlrp6缺乏可抑制气道和肺部炎症,减少中性粒细胞、嗜酸性粒细胞内流和相关趋化因子/细胞因子的产生,包括Th2反应、重塑因子产生、胶原沉积和纤维化。有趣的是,我们观察到慢性臭氧暴露后支气管上皮细胞、肺细胞、肺组织浸润性巨噬细胞和气道巨噬细胞中NLRP6的表达增加。在机制上,我们报道了慢性臭氧促进NLRP6介导的caspase-1-和caspase11依赖的肺泡1型肺细胞的气皮蛋白D激活,这表明NLRP6炎症小体驱动肺部炎症。此外,气真皮蛋白D缺乏导致慢性臭氧暴露后肺部炎症减少。肺泡上皮细胞缺乏NLRP6的小鼠表现出炎症减少,肺部caspase-1/11和gasdermin D激活受损,这证实了NLRP6驱动的炎症在这些细胞中发生。最后,我们发现caspase-3Casp3/8和gasdermin E的激活依赖于NLRPlrp6。结论本研究首次证实NLRP6在慢性臭氧肺炎症中起关键作用,与诱导气凝胶蛋白d和气凝胶蛋白e依赖的热致免疫细胞死亡有关。
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Design of experiments assisted optimization of induced Pluripotent Stem Cell (iPSC) directed differentiation toward airway progenitors 诱导多能干细胞(iPSC)向气道祖细胞定向分化的实验设计辅助优化
IF 0.5 4区 医学 Q4 RESPIRATORY SYSTEM Pub Date : 2025-04-01 Epub Date: 2025-04-08 DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.027
A. Coeur , C. Bourdais , M. Nadaud , F. Foisset , C. Urena , I. Vachier , S. Assou , A. Bourdin , J. De Vos
Primary ciliary dyskinesia (PCD) is a rare genetic disease causing ciliary function impairment and bronchial mucus accumulation among other comorbidities. We assume that the development of an autologous cell and gene therapy using iPSC derived airway progenitors (AP) could restore mucociliary function of PCD patients. Common bottlenecks regarding iPSC differentiation are the persistence of undifferentiated cells and the emergence of unwanted cell types. In a therapeutic context, it can cause uncontrolled cell proliferation or differentiation and reduce the therapy efficiency. iPSC differentiation into AP often leads to the coexistence of hepatic and pulmonary cell lineages. The emergence of hepatic progenitors occurs between the definitive endoderm (DE) and the anterior foregut endoderm (AFE) stages. This key differentiation step relies on the inhibition of the TGF-β and BMP pathways. In our standard protocol (STD), this is performed by removing all cytokines from the differentiation medium. Alternatively, a double inhibition (DI) can be realized by using inhibitors of both pathways.
A comparison of those two protocols (STD vs DI) showed that DI reduces pluripotency and liver markers expression, improving pulmonary marker expression. Nevertheless, DI leads to increased cell mortality. We chose to optimize DI protocol employing a design of experiments (DOE) approach. Besides, the effect of cell density at the critical step of the protocol has been investigated. To assess the efficiency of the iPSC differentiation, the relative expression of the main airway progenitor biomarker NKX2-1 has been measured by RT-qPCR as well as the expression unwanted cell-types markers. The viability of the cells in the end of the differentiation process has also been assessed.
The main effects shown by the screening DOE were caused by three variables linked to the transition from DE to AFE stages. Significant effects linked to the last step of differentiation have also been observed. The optimization DOE applied to the three most critical variables allowed significant modeling of the expression of several genes. The best conditions of the optimization DOE allow more than a 2-fold increase of the NKX2-1 expression compared to our STD protocol without compromising cell viability. We further optimize the protocol by passaging cells at a lower density once the AFE stage is reached, allowing a 10-fold increase of the NKX2-1 expression and an even lower expression of unwanted cell type markers.
The optimized protocol remains to be tested to assess the capacity of these NKX2-1+ lung progenitors to differentiate into bronchial epithelium. Furthermore, a single cell RNA sequencing analysis will be performed to fully characterize the homogeneity of the resulting cells.
原发性纤毛运动障碍(PCD)是一种罕见的遗传性疾病,可引起纤毛功能障碍和支气管粘液积聚等并发症。我们认为,利用iPSC衍生的气道祖细胞(AP)进行自体细胞和基因治疗可以恢复PCD患者的纤毛粘膜功能。关于iPSC分化的常见瓶颈是未分化细胞的持久性和不需要的细胞类型的出现。在治疗方面,它可以引起不受控制的细胞增殖或分化,降低治疗效率。iPSC分化为AP往往导致肝和肺细胞系共存。肝祖细胞的出现发生在最终内胚层(DE)和前肠内胚层(AFE)阶段之间。这个关键的分化步骤依赖于TGF-β和BMP通路的抑制。在我们的标准方案(STD)中,这是通过从分化培养基中去除所有细胞因子来完成的。或者,双重抑制(DI)可以通过使用两种途径的抑制剂来实现。两种方案(STD和DI)的比较表明,DI降低了多能性和肝脏标志物的表达,提高了肺部标志物的表达。然而,DI会导致细胞死亡率增加。我们选择采用实验设计(DOE)方法来优化DI协议。此外,还研究了细胞密度对工艺关键步骤的影响。为了评估iPSC分化的效率,我们利用RT-qPCR检测了主要气道祖细胞生物标志物NKX2-1的相对表达以及不需要的细胞类型标记的表达。细胞在分化过程结束时的活力也被评估。筛选DOE所显示的主要影响是由与DE到AFE阶段过渡相关的三个变量引起的。与分化的最后一步有关的显著影响也已被观察到。应用于三个最关键变量的优化DOE允许对几个基因的表达进行重要的建模。与我们的STD方案相比,优化DOE的最佳条件允许NKX2-1表达增加2倍以上,而不影响细胞活力。我们进一步优化了方案,一旦达到AFE阶段,就以较低的密度传代细胞,允许NKX2-1表达增加10倍,甚至更低表达不需要的细胞类型标记。优化后的方案仍有待测试,以评估这些NKX2-1+肺祖细胞向支气管上皮分化的能力。此外,将进行单细胞RNA测序分析,以充分表征所得细胞的均匀性。
{"title":"Design of experiments assisted optimization of induced Pluripotent Stem Cell (iPSC) directed differentiation toward airway progenitors","authors":"A. Coeur ,&nbsp;C. Bourdais ,&nbsp;M. Nadaud ,&nbsp;F. Foisset ,&nbsp;C. Urena ,&nbsp;I. Vachier ,&nbsp;S. Assou ,&nbsp;A. Bourdin ,&nbsp;J. De Vos","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.027","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.027","url":null,"abstract":"<div><div>Primary ciliary dyskinesia (PCD) is a rare genetic disease causing ciliary function impairment and bronchial mucus accumulation among other comorbidities. We assume that the development of an autologous cell and gene therapy using iPSC derived airway progenitors (AP) could restore mucociliary function of PCD patients. Common bottlenecks regarding iPSC differentiation are the persistence of undifferentiated cells and the emergence of unwanted cell types. In a therapeutic context, it can cause uncontrolled cell proliferation or differentiation and reduce the therapy efficiency. iPSC differentiation into AP often leads to the coexistence of hepatic and pulmonary cell lineages. The emergence of hepatic progenitors occurs between the definitive endoderm (DE) and the anterior foregut endoderm (AFE) stages. This key differentiation step relies on the inhibition of the TGF-β and BMP pathways. In our standard protocol (STD), this is performed by removing all cytokines from the differentiation medium. Alternatively, a double inhibition (DI) can be realized by using inhibitors of both pathways.</div><div>A comparison of those two protocols (STD <em>vs</em> DI) showed that DI reduces pluripotency and liver markers expression, improving pulmonary marker expression. Nevertheless, DI leads to increased cell mortality. We chose to optimize DI protocol employing a design of experiments (DOE) approach. Besides, the effect of cell density at the critical step of the protocol has been investigated. To assess the efficiency of the iPSC differentiation, the relative expression of the main airway progenitor biomarker NKX2-1 has been measured by RT-qPCR as well as the expression unwanted cell-types markers. The viability of the cells in the end of the differentiation process has also been assessed.</div><div>The main effects shown by the screening DOE were caused by three variables linked to the transition from DE to AFE stages. Significant effects linked to the last step of differentiation have also been observed. The optimization DOE applied to the three most critical variables allowed significant modeling of the expression of several genes. The best conditions of the optimization DOE allow more than a 2-fold increase of the NKX2-1 expression compared to our STD protocol without compromising cell viability. We further optimize the protocol by passaging cells at a lower density once the AFE stage is reached, allowing a 10-fold increase of the NKX2-1 expression and an even lower expression of unwanted cell type markers.</div><div>The optimized protocol remains to be tested to assess the capacity of these NKX2-1+ lung progenitors to differentiate into bronchial epithelium. Furthermore, a single cell RNA sequencing analysis will be performed to fully characterize the homogeneity of the resulting cells.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 195"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791517","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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Prior viral respiratory infections affect the immune response against a mouse-adapted strain of sars-cov-2 and modulate disease severity in mice 先前的病毒性呼吸道感染影响对小鼠适应的sars-cov-2株的免疫反应,并调节小鼠的疾病严重程度
IF 0.5 4区 医学 Q4 RESPIRATORY SYSTEM Pub Date : 2025-04-01 Epub Date: 2025-04-08 DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.059
C. Gourzones, M. Hologne, M. Pathammavong, L. Gillet
Successive pulmonary infections shape the lung's immune landscape, influencing future immune responses to other pathogens. This phenomenon has been particularly evident in the context of SARS-CoV-2 infections, where some patients experienced only mild symptoms, while others required intensive care or succumbed to the virus. While many studies have examined the impact of comorbidities, few have explored the role of patients’ infection histories. In this study, we aimed to investigate how prior exposure to different respiratory viruses affects the pathogenesis of SARS-CoV-2 using preclinical models. Specifically, C57BL/6 mice were either pre-infected or not with a mouse-adapted strain of influenza (PR8), mouse adenovirus 1 (MAV1), Murid Herpesvirus 4 (MuHV4), or the pneumonia virus of mice (PVM). One month later, the mice were infected with a mouse-adapted strain of SARS-CoV-2 (MA30) [1]. Our findings revealed that mice pre-infected with MuHV4, MAV1, and PVM exhibited varying levels of protection against MA30 infection and disease, whereas those pre-infected with PR8 were sicker and had a lower survival rate. Using an Olink® cytokine quantification assay on bronchoalveolar lavage fluid (BALF) collected 4 and 8 days post-MA30 infection, we observed significant differences in the levels and kinetics of BALF cytokines. The most severely affected mice showed increased concentrations of pro-inflammatory cytokines, while those protected exhibited an early cytokine signature associated with protection. Additionally, these observations were linked to variations in leukocyte infiltrates, particularly myeloid cells, in the lungs. In conclusion, our results underscore that a history of respiratory virus infections dramatically influences the outcome of subsequent SARS-CoV-2 infections.
连续的肺部感染塑造了肺部的免疫景观,影响未来对其他病原体的免疫反应。这种现象在SARS-CoV-2感染的情况下尤为明显,一些患者只有轻微的症状,而另一些患者则需要重症监护或死于病毒。虽然许多研究已经检查了合并症的影响,但很少有研究探索患者感染史的作用。在本研究中,我们旨在通过临床前模型研究先前暴露于不同呼吸道病毒如何影响SARS-CoV-2的发病机制。具体来说,C57BL/6小鼠分别被小鼠适应型流感病毒(PR8)、小鼠腺病毒1 (MAV1)、小鼠疱疹病毒4 (MuHV4)或小鼠肺炎病毒(PVM)预感染或未感染。一个月后,这些小鼠感染了小鼠适应的SARS-CoV-2 (MA30)[1]菌株。我们的研究结果显示,预先感染MuHV4、MAV1和PVM的小鼠对MA30感染和疾病表现出不同程度的保护,而预先感染PR8的小鼠病情更重,存活率更低。利用Olink®细胞因子定量分析ma30感染后4天和8天收集的支气管肺泡灌洗液(BALF),我们观察到BALF细胞因子的水平和动力学存在显著差异。受影响最严重的小鼠显示出促炎细胞因子浓度增加,而受保护的小鼠显示出与保护相关的早期细胞因子特征。此外,这些观察结果与肺部白细胞浸润的变化有关,特别是骨髓细胞。总之,我们的研究结果强调呼吸道病毒感染史显著影响后续SARS-CoV-2感染的结果。
{"title":"Prior viral respiratory infections affect the immune response against a mouse-adapted strain of sars-cov-2 and modulate disease severity in mice","authors":"C. Gourzones,&nbsp;M. Hologne,&nbsp;M. Pathammavong,&nbsp;L. Gillet","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.059","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.059","url":null,"abstract":"<div><div>Successive pulmonary infections shape the lung's immune landscape, influencing future immune responses to other pathogens. This phenomenon has been particularly evident in the context of SARS-CoV-2 infections, where some patients experienced only mild symptoms, while others required intensive care or succumbed to the virus. While many studies have examined the impact of comorbidities, few have explored the role of patients’ infection histories. In this study, we aimed to investigate how prior exposure to different respiratory viruses affects the pathogenesis of SARS-CoV-2 using preclinical models. Specifically, C57BL/6 mice were either pre-infected or not with a mouse-adapted strain of influenza (PR8), mouse adenovirus 1 (MAV1), Murid Herpesvirus 4 (MuHV4), or the pneumonia virus of mice (PVM). One month later, the mice were infected with a mouse-adapted strain of SARS-CoV-2 (MA30) <span><span>[1]</span></span>. Our findings revealed that mice pre-infected with MuHV4, MAV1, and PVM exhibited varying levels of protection against MA30 infection and disease, whereas those pre-infected with PR8 were sicker and had a lower survival rate. Using an Olink® cytokine quantification assay on bronchoalveolar lavage fluid (BALF) collected 4 and 8 days post-MA30 infection, we observed significant differences in the levels and kinetics of BALF cytokines. The most severely affected mice showed increased concentrations of pro-inflammatory cytokines, while those protected exhibited an early cytokine signature associated with protection. Additionally, these observations were linked to variations in leukocyte infiltrates, particularly myeloid cells, in the lungs. In conclusion, our results underscore that a history of respiratory virus infections dramatically influences the outcome of subsequent SARS-CoV-2 infections.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 211"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791719","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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Effects of perinatal exposure to nanoparticles on lung function 围产期接触纳米颗粒对肺功能的影响
IF 0.5 4区 医学 Q4 RESPIRATORY SYSTEM Pub Date : 2025-04-01 Epub Date: 2025-04-08 DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.047
T. Bellil , L. Plantade , B. Costes , R. Souktani , J. Rose , S. Bellusci , A. Aissat , S. Lanone , Y. Watanabe
<div><h3>Introduction</h3><div>Nanoparticles (NP) are materials with 3 dimensions between 1 and 100<!--> <!-->nm Due to their physico-chemical characteristics, they can be found in many daily products. In particular, Titanium dioxide (TiO<sub>2</sub>) NP are widely used in industry in many applications owing to their large range of properties (ultraviolet absorption, antimicrobial effect, food brightening and whitening agent etc.). This raises questions about their potential effect on health, particularly in the perinatal period, when the developing organism is more vulnerable to environmental stressors. Indeed, in mice models, TiO<sub>2</sub>NP administered to pregnant or lactating mice can reach the fetus, crossing the placental barrier via the bloodstream, or the offspring after translocation in the breastmilk. Our goal is to better understand the perinatal toxicity of TiO<sub>2</sub>NP on lung development and function, by studying two distinct TiO<sub>2</sub>NP with different sizes and crystalline phases.</div></div><div><h3>Methods</h3><div>Pregnant and/or lactating C57BL/6<!--> <!-->J mice were exposed to 10<!--> <!-->nm anatase (Ti10) and 21<!--> <!-->nm anatase/rutile (P25) NP by intra-tracheal instillation (100<!--> <!-->μg of NP) once a week, during the gestation and/or the lactation. The pulmonary phenotype of the offspring was analyzed on juvenile and adult mice weighed every week from D<sub>9</sub>to D<sub>60</sub>. The pulmonary function was measured by two techniques: whole-body plethysmography (VivoFlow®), a non-invasive technique on awake mice that measures respiratory times and the FlexiVent® system, an invasive technique on anesthetized mice that evaluates lung mechanical properties.</div></div><div><h3>Results</h3><div>Perinatal exposure to P25 induced a decrease in body weight for both males and females from D<sub>16</sub>until D<sub>60</sub>. Ti10 exposure induced a decrease in body weight for males from D<sub>32</sub>and a transient increase in females from D<sub>16</sub>to D<sub>37</sub>. In juvenile mice, perinatal exposure to P25 and Ti10 NP induced abnormalities in respiratory parameters with no change in lung mechanical properties. Indeed, P25 gestational exposure induced a decrease of tidal volume wheareas Ti10 exposure induced an increase of tidal volume. At the adult age, only P25 exposure provoked male specific modifications on the mechanical properties characterized by a decrease of inspiratory capacity and forced vital capacity.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>TiO<sub>2</sub>NP maternal exposure had an impact on the offspring, while this impact is different for the 2 NP tested. Ti10 exposure induced transient changes on the body weight and on the respiratory parameters that do not last until the adult age. On the other hand, P25 exposure provoked a permanent decrease in body weight, induced transient abnormalities of the respiratory parameters in juvenile mice and lung mechanical defects at the adult age.
纳米粒子(NP)是一种具有1到100纳米的三维材料,由于其物理化学特性,它们可以在许多日常产品中找到。特别是二氧化钛(TiO2) NP,由于其广泛的性能(紫外线吸收、抗菌作用、食品增白剂等),在工业上得到了广泛的应用。这就提出了它们对健康的潜在影响的问题,特别是在围产期,这时发育中的生物体更容易受到环境压力的影响。事实上,在小鼠模型中,给孕鼠或哺乳期小鼠注射TiO2NP可以通过血液穿过胎盘屏障到达胎儿,或者在母乳中易位后到达后代。我们的目的是通过研究两种不同大小和晶相的tio2 - np,更好地了解tio2 - np对肺发育和功能的围产期毒性。方法妊娠期和/或哺乳期C57BL/ 6j小鼠每周1次气管内灌注10 nm锐钛矿(Ti10)和21 nm锐钛矿/金红石(P25) NP (NP 100 μg)。从d9到D60,每周称重幼鼠和成年小鼠,分析其后代的肺表型。肺功能通过两种技术测量:全身体积脉搏描记仪(VivoFlow®),一种用于清醒小鼠测量呼吸时间的无创技术,以及用于麻醉小鼠评估肺力学特性的有创技术FlexiVent®系统。结果产前暴露于P25可导致小鼠体重从d16至D60下降。Ti10暴露导致雄性从d32到D37体重下降,雌性从d16到D37体重短暂增加。在幼年小鼠中,围产期暴露于P25和Ti10 NP会导致呼吸参数异常,但肺力学特性没有变化。的确,P25妊娠暴露导致潮气量减少,而Ti10暴露导致潮气量增加。在成年期,只有P25暴露会引起男性机械性能的特异性改变,其特征是吸气量和强迫肺活量减少。结论母亲接触tio2对子代有影响,但对2种NP的影响不同。Ti10暴露引起体重和呼吸参数的短暂变化,这种变化不会持续到成年。另一方面,暴露于P25可引起幼年小鼠体重的永久性下降,导致呼吸参数的一过性异常,并在成年时引起肺机械缺陷。需要进一步的实验来更好地描述观察到的缺陷。
{"title":"Effects of perinatal exposure to nanoparticles on lung function","authors":"T. Bellil ,&nbsp;L. Plantade ,&nbsp;B. Costes ,&nbsp;R. Souktani ,&nbsp;J. Rose ,&nbsp;S. Bellusci ,&nbsp;A. Aissat ,&nbsp;S. Lanone ,&nbsp;Y. Watanabe","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.047","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.047","url":null,"abstract":"&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Introduction&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Nanoparticles (NP) are materials with 3 dimensions between 1 and 100&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;nm Due to their physico-chemical characteristics, they can be found in many daily products. In particular, Titanium dioxide (TiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;) NP are widely used in industry in many applications owing to their large range of properties (ultraviolet absorption, antimicrobial effect, food brightening and whitening agent etc.). This raises questions about their potential effect on health, particularly in the perinatal period, when the developing organism is more vulnerable to environmental stressors. Indeed, in mice models, TiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;NP administered to pregnant or lactating mice can reach the fetus, crossing the placental barrier via the bloodstream, or the offspring after translocation in the breastmilk. Our goal is to better understand the perinatal toxicity of TiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;NP on lung development and function, by studying two distinct TiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;NP with different sizes and crystalline phases.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Methods&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Pregnant and/or lactating C57BL/6&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;J mice were exposed to 10&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;nm anatase (Ti10) and 21&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;nm anatase/rutile (P25) NP by intra-tracheal instillation (100&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;μg of NP) once a week, during the gestation and/or the lactation. The pulmonary phenotype of the offspring was analyzed on juvenile and adult mice weighed every week from D&lt;sub&gt;9&lt;/sub&gt;to D&lt;sub&gt;60&lt;/sub&gt;. The pulmonary function was measured by two techniques: whole-body plethysmography (VivoFlow®), a non-invasive technique on awake mice that measures respiratory times and the FlexiVent® system, an invasive technique on anesthetized mice that evaluates lung mechanical properties.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Results&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Perinatal exposure to P25 induced a decrease in body weight for both males and females from D&lt;sub&gt;16&lt;/sub&gt;until D&lt;sub&gt;60&lt;/sub&gt;. Ti10 exposure induced a decrease in body weight for males from D&lt;sub&gt;32&lt;/sub&gt;and a transient increase in females from D&lt;sub&gt;16&lt;/sub&gt;to D&lt;sub&gt;37&lt;/sub&gt;. In juvenile mice, perinatal exposure to P25 and Ti10 NP induced abnormalities in respiratory parameters with no change in lung mechanical properties. Indeed, P25 gestational exposure induced a decrease of tidal volume wheareas Ti10 exposure induced an increase of tidal volume. At the adult age, only P25 exposure provoked male specific modifications on the mechanical properties characterized by a decrease of inspiratory capacity and forced vital capacity.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Conclusion&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;TiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;NP maternal exposure had an impact on the offspring, while this impact is different for the 2 NP tested. Ti10 exposure induced transient changes on the body weight and on the respiratory parameters that do not last until the adult age. On the other hand, P25 exposure provoked a permanent decrease in body weight, induced transient abnormalities of the respiratory parameters in juvenile mice and lung mechanical defects at the adult age.","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 205"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791794","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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Cystatin M/E, Cathepsin V and Asparaginyl Endopeptidase: New actors of the proteolytic balance in lung fibrosis 胱抑素M/E、组织蛋白酶V和天冬酰胺内肽酶:肺纤维化中蛋白水解平衡的新参与者
IF 0.5 4区 医学 Q4 RESPIRATORY SYSTEM Pub Date : 2025-04-01 Epub Date: 2025-04-08 DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.081
B. Rigoux , A. David , R. Allouche , L. Vanderlynden , F. Lecaille , S. Marchand-Adam , G. Lalmanach , A. Saidi

Introduction

Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a chronic disease with unknown etiology, characterized by progressive and irreversible fibrous thickening in the interstitial spaces of the lung. Alterations in alveolar epithelia induce the TGF-β1-dependent differentiation and proliferation of fibroblasts into myofibroblasts. Extracellular matrix (ECM) overproduction by myofibroblasts causes a dysregulated remodeling in fibrotic foci, which is closely associated with an altered protease/antiprotease balance [1]. Among proteases involved, some cysteine cathepsins are potent collagenases and elastases which participate in ECM remodeling. During IPF, the cathepsin/cystatin (i.e. endogenous cathepsin inhibitors) balance is impaired in favor of cystatins. The secretion of human Cystatin C (CysC) is upregulated during myodifferentiation, promoting collagen I deposition [2]. In addition, expression levels of both fibronectin and elastin are altered during fibrogenesis. Accordingly, this led us to investigate the involvement of Cathepsin V (CatV, the most potent human elastase) [3], Asparaginyl endopeptidase (AEP) (a.k.a. Legumain (LGMN), participate in extracellular matrix degradation) [4] and of Cystatin M/E (CysM) (a dual tight-binding inhibitor of both enzymes) [5], in the differentiation of human lung fibroblasts.

Methods

Characterization of CysC, CysM, CatV and AEP was conducted by immunochemical analysis of control and IPF bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and lung biopsies. CCD-19Lu human lung fibroblasts were used as a model of TGF-β1-dependent myodifferentiation to study the regulation of these proteases and cystatins during pulmonary fibrosis. SiRNAs targeting the proteins of interest and the effects on ECM were evaluated as previously. Also, kinetic assays were performed.

Results

We observed that CysC and CysM are oversecreted in IPF patients BALF. Similar results were observed in supernatants of TGF-β1-differentiated human lung fibroblasts. Furthermore, silencing of CatV and AEP increased the expression levels of ECM proteins, elastin and fibronectin, respectively.

Conclusion

Our data support that CysC and CysM are key molecular players involved in the TGF-β1-dependent myofibrogenesis. Secreted forms could impair both fibronectin degradation and elastinolytic activities of extracellular cysteine proteases. Results obtained from IPF lung biopsies further confirmed this imbalance between protease and cystatins. Since, these proteases are involved in the ECM remodeling, we suggest that this alteration of protease/antiprotease balance may subsequently promote fibrotic phenotype found in IPF.
特发性肺纤维化(IPF)是一种病因不明的慢性疾病,以肺间质进行性和不可逆的纤维增厚为特征。肺泡上皮的改变诱导了TGF-β1依赖性成纤维细胞向肌成纤维细胞的分化和增殖。肌成纤维细胞细胞外基质(ECM)的过量产生导致纤维化灶重构失调,这与蛋白酶/抗蛋白酶平衡的改变密切相关。在涉及的蛋白酶中,一些半胱氨酸组织蛋白酶是参与ECM重塑的强效胶原酶和弹性酶。在IPF期间,组织蛋白酶/胱抑素(即内源性组织蛋白酶抑制剂)平衡受损,有利于胱抑素。人胱抑素C (Cystatin C, CysC)的分泌在肌分化过程中上调,促进I型胶原沉积[2]。此外,纤维连接蛋白和弹性蛋白的表达水平在纤维形成过程中发生改变。因此,我们研究了组织蛋白酶V (CatV,最有效的人弹性酶)[3]、天冬酰胺内肽酶(又称豆素(LGMN),参与细胞外基质降解)[4]和胱抑素M/E(两种酶的双重紧密结合抑制剂)[5]在人肺成纤维细胞分化中的作用。方法采用对照组、IPF支气管肺泡灌洗液(BALF)免疫化学分析及肺活检对CysC、CysM、CatV、AEP进行表征。我们将CCD-19Lu人肺成纤维细胞作为TGF-β1依赖性肌分化模型,研究这些蛋白酶和胱抑素在肺纤维化过程中的调控作用。靶向感兴趣蛋白的sirna及其对ECM的影响与之前一样进行了评估。同时进行了动力学分析。结果我们观察到IPF患者中CysC和CysM分泌过量。在TGF-β1分化的人肺成纤维细胞上清液中也观察到类似的结果。此外,CatV和AEP的沉默使ECM蛋白、弹性蛋白和纤维连接蛋白的表达水平分别升高。结论CysC和CysM是TGF-β1依赖性肌纤维化发生的关键分子。分泌形式可损害纤维连接蛋白降解和细胞外半胱氨酸蛋白酶的弹性蛋白溶解活性。IPF肺活检结果进一步证实了蛋白酶和胱抑素之间的不平衡。由于这些蛋白酶参与ECM重塑,我们认为这种蛋白酶/抗蛋白酶平衡的改变可能随后促进IPF中发现的纤维化表型。
{"title":"Cystatin M/E, Cathepsin V and Asparaginyl Endopeptidase: New actors of the proteolytic balance in lung fibrosis","authors":"B. Rigoux ,&nbsp;A. David ,&nbsp;R. Allouche ,&nbsp;L. Vanderlynden ,&nbsp;F. Lecaille ,&nbsp;S. Marchand-Adam ,&nbsp;G. Lalmanach ,&nbsp;A. Saidi","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.081","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.081","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a chronic disease with unknown etiology, characterized by progressive and irreversible fibrous thickening in the interstitial spaces of the lung. Alterations in alveolar epithelia induce the TGF-β1-dependent differentiation and proliferation of fibroblasts into myofibroblasts. Extracellular matrix (ECM) overproduction by myofibroblasts causes a dysregulated remodeling in fibrotic foci, which is closely associated with an altered protease/antiprotease balance <span><span>[1]</span></span>. Among proteases involved, some cysteine cathepsins are potent collagenases and elastases which participate in ECM remodeling. During IPF, the cathepsin/cystatin (i.e. endogenous cathepsin inhibitors) balance is impaired in favor of cystatins. The secretion of human Cystatin C (CysC) is upregulated during myodifferentiation, promoting collagen I deposition <span><span>[2]</span></span>. In addition, expression levels of both fibronectin and elastin are altered during fibrogenesis. Accordingly, this led us to investigate the involvement of Cathepsin V (CatV, the most potent human elastase) <span><span>[3]</span></span>, Asparaginyl endopeptidase (AEP) (a.k.a. Legumain (LGMN), participate in extracellular matrix degradation) <span><span>[4]</span></span> and of Cystatin M/E (CysM) (a dual tight-binding inhibitor of both enzymes) <span><span>[5]</span></span>, in the differentiation of human lung fibroblasts.</div></div><div><h3>Methods</h3><div>Characterization of CysC, CysM, CatV and AEP was conducted by immunochemical analysis of control and IPF bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and lung biopsies. CCD-19Lu human lung fibroblasts were used as a model of TGF-β1-dependent myodifferentiation to study the regulation of these proteases and cystatins during pulmonary fibrosis. SiRNAs targeting the proteins of interest and the effects on ECM were evaluated as previously. Also, kinetic assays were performed.</div></div><div><h3>Results</h3><div>We observed that CysC and CysM are oversecreted in IPF patients BALF. Similar results were observed in supernatants of TGF-β1-differentiated human lung fibroblasts. Furthermore, silencing of CatV and AEP increased the expression levels of ECM proteins, elastin and fibronectin, respectively.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Our data support that CysC and CysM are key molecular players involved in the TGF-β1-dependent myofibrogenesis. Secreted forms could impair both fibronectin degradation and elastinolytic activities of extracellular cysteine proteases. Results obtained from IPF lung biopsies further confirmed this imbalance between protease and cystatins. Since, these proteases are involved in the ECM remodeling, we suggest that this alteration of protease/antiprotease balance may subsequently promote fibrotic phenotype found in IPF.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 222"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791404","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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Dyspnée et activation cérébrale corticale mesurée par spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge au cours d’une épreuve de sevrage de la ventilation mécanique 通过近红外功能光谱测量的呼吸困难和皮质脑激活,在机械呼吸停止试验中
IF 0.5 4区 医学 Q4 RESPIRATORY SYSTEM Pub Date : 2025-04-01 Epub Date: 2025-04-08 DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.085
G. Kemoun , D. Jimenez , M.-C. Nierat , N. Wattiez , D. Bachasson , J. Mayaux , M. Lecronier , T. Similowski , A. Demoule , M. Dres , M. Decavèle
<div><h3>Introduction</h3><div>Chez les patients intubés en réanimation, la dyspnée est fréquente et délétère. Sa détection et sa quantification reposent sur les capacités d’auto-évaluation du patient. Or, la moitié des patients en réanimation sont incapable de rapporter leurs symptômes. Les échelles observationnelles, comme la Mechanical Ventilation Respiratory Distress Observation Scale (MV-RDOS), basées sur les changements physiologiques et comportementaux, sont des outils prometteurs pour suspecter la dyspnée chez ces patients. Cependant, elles reposent encore largement sur une évaluation subjective. L’objectif principal de l’étude est de mesurer et de comparer l’évolution de l’activité cérébrale corticale mesurée par spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS) entre des patients intubés dyspnéiques et non dyspnéiques au cours d’une épreuve de sevrage ventilatoire.</div></div><div><h3>Méthodes</h3><div>Il s’agit d’une étude physiologique monocentrique prospective. Les patients sous ventilation mécanique invasive depuis plus de 24<!--> <!-->heures et jugés aptes à la réalisation d’une épreuve de sevrage ventilatoire (SBT) ont été inclus. Au cours du SBT étaient mesurées : la dyspnée définie par un score MV-RDOS<!--> <!-->><!--> <!-->2,6, et la fNIRS sur 24 canaux en regard des cortex frontaux et pariétaux. À partir des signaux fNIRS étaient extraits le taux d’oxyhémoglobine (HbO<sub>2</sub>) et désoxyhémoglobine ainsi que l’amplitude d’oscillation du signal à divers fréquences correspondant à l’activité myogénique (tonus sympathique), neurogénique (tonus des grosses artères) et métabolique (tonus des petits vaisseaux).</div></div><div><h3>Résultats</h3><div>Au total, 12 patients ont été inclus. Sept patients (42 %) étaient dyspnéiques pendant le SBT. La <span><span>Fig. 1</span></span> représente l’évolution de l’amplitude d’oscillation fréquentielle myogène de l’HbO<sub>2</sub>en regard de l’aire motrice supplémentaire (AMS) entre les patients dyspnéiques ou non. Il existait une corrélation positive entre le score MV-RDOS et l’élévation de l’HbO<sub>2</sub>au niveau de l’AMS avec un coefficient de Spearman rho à 0,30 (<em>p</em> <!-->=<!--> <!-->0,019) et du cortex préfrontal droit (PFD) avec un rho à 0,54 (<em>p</em> <!--><<!--> <!-->0,001). Une corrélation positive est également observée entre le score MV-RDOS et l’amplitude des oscillations en regard de l’AMS aux fréquences métaboliques, neurogènes et myogènes, respectivement r<!--> <!-->=<!--> <!-->0,48 (<em>p</em> <!--><<!--> <!-->0,001), r<!--> <!-->=<!--> <!-->0,36 (<em>p</em> <!-->=<!--> <!-->0,005) et r<!--> <!-->=<!--> <!-->0,35 (<em>p</em> <!-->=<!--> <!-->0,006).</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Au cours d’un SBT, les patients dyspnéiques présentent un pattern de perfusion cérébrale, mesurée par la fNIRS, différent des patients non dyspnéiques. Le manque de puissance ne permet probablement pas d’atteindre la significativité statistique.</div></div
在插管重症监护患者中,呼吸困难是常见的,而且是有害的。它的检测和量化取决于患者的自我评估能力。然而,一半的复苏患者无法报告他们的症状。基于生理和行为变化的机械通风呼吸困难观察量表(MV-RDOS)等观察量表是怀疑这些患者呼吸困难的有希望的工具。然而,它们在很大程度上仍然依赖于主观评估。本研究的主要目的是测量和比较在通气断断试验中,通过近红外功能光谱(fNIRS)测量的呼吸困难和非呼吸困难患者的大脑皮层活动的演变。方法论是一种前瞻性的单中心生理学研究。接受侵入性机械通气超过24小时并被认为有能力进行通气中断试验(SBT)的患者也包括在内。在SBT期间测量:由MV-RDOS分数定义的呼吸困难2,6,以及额叶和顶叶皮层24个通道的fNIRS。从fNIRS信号中提取氧血红蛋白(HbO2)和脱氧血红蛋白的水平,以及对应于肌源性(交感神经源性)、神经源性(大动脉源性)和代谢性(小血管源性)活动的不同频率的信号振幅。结果共包括12例患者。7例患者(42%)在SBT期间患有睡眠呼吸暂停。图1显示了呼吸困难患者和非呼吸困难患者HbO2en相对于辅助运动区(AMS)的肌源性频率振荡振幅的变化。MV-RDOS分数与Spearman rho系数0.30 (p = 0.019)的AMS水平HbO2升高和Rho系数0.54的右前额叶皮层(PFD)呈正相关。0.001)。在代谢、神经和肌源性频率上,MV-RDOS分数和相对于AMS的振幅也存在正相关,r = 0.48 (p <;0.001), r = 0.36 (p = 0.005)和r = 0.35 mm (p = 0.006)。在创伤后应激障碍患者中,由fNIRS测量的脑输注模式与非创伤后应激障碍患者不同。缺乏电力可能无法达到统计意义。
{"title":"Dyspnée et activation cérébrale corticale mesurée par spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge au cours d’une épreuve de sevrage de la ventilation mécanique","authors":"G. Kemoun ,&nbsp;D. Jimenez ,&nbsp;M.-C. Nierat ,&nbsp;N. Wattiez ,&nbsp;D. Bachasson ,&nbsp;J. Mayaux ,&nbsp;M. Lecronier ,&nbsp;T. Similowski ,&nbsp;A. Demoule ,&nbsp;M. Dres ,&nbsp;M. Decavèle","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.085","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.085","url":null,"abstract":"&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Introduction&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Chez les patients intubés en réanimation, la dyspnée est fréquente et délétère. Sa détection et sa quantification reposent sur les capacités d’auto-évaluation du patient. Or, la moitié des patients en réanimation sont incapable de rapporter leurs symptômes. Les échelles observationnelles, comme la Mechanical Ventilation Respiratory Distress Observation Scale (MV-RDOS), basées sur les changements physiologiques et comportementaux, sont des outils prometteurs pour suspecter la dyspnée chez ces patients. Cependant, elles reposent encore largement sur une évaluation subjective. L’objectif principal de l’étude est de mesurer et de comparer l’évolution de l’activité cérébrale corticale mesurée par spectroscopie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS) entre des patients intubés dyspnéiques et non dyspnéiques au cours d’une épreuve de sevrage ventilatoire.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Méthodes&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Il s’agit d’une étude physiologique monocentrique prospective. Les patients sous ventilation mécanique invasive depuis plus de 24&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;heures et jugés aptes à la réalisation d’une épreuve de sevrage ventilatoire (SBT) ont été inclus. Au cours du SBT étaient mesurées : la dyspnée définie par un score MV-RDOS&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;&gt;&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;2,6, et la fNIRS sur 24 canaux en regard des cortex frontaux et pariétaux. À partir des signaux fNIRS étaient extraits le taux d’oxyhémoglobine (HbO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;) et désoxyhémoglobine ainsi que l’amplitude d’oscillation du signal à divers fréquences correspondant à l’activité myogénique (tonus sympathique), neurogénique (tonus des grosses artères) et métabolique (tonus des petits vaisseaux).&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Résultats&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Au total, 12 patients ont été inclus. Sept patients (42 %) étaient dyspnéiques pendant le SBT. La &lt;span&gt;&lt;span&gt;Fig. 1&lt;/span&gt;&lt;/span&gt; représente l’évolution de l’amplitude d’oscillation fréquentielle myogène de l’HbO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;en regard de l’aire motrice supplémentaire (AMS) entre les patients dyspnéiques ou non. Il existait une corrélation positive entre le score MV-RDOS et l’élévation de l’HbO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;au niveau de l’AMS avec un coefficient de Spearman rho à 0,30 (&lt;em&gt;p&lt;/em&gt; &lt;!--&gt;=&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;0,019) et du cortex préfrontal droit (PFD) avec un rho à 0,54 (&lt;em&gt;p&lt;/em&gt; &lt;!--&gt;&lt;&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;0,001). Une corrélation positive est également observée entre le score MV-RDOS et l’amplitude des oscillations en regard de l’AMS aux fréquences métaboliques, neurogènes et myogènes, respectivement r&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;=&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;0,48 (&lt;em&gt;p&lt;/em&gt; &lt;!--&gt;&lt;&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;0,001), r&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;=&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;0,36 (&lt;em&gt;p&lt;/em&gt; &lt;!--&gt;=&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;0,005) et r&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;=&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;0,35 (&lt;em&gt;p&lt;/em&gt; &lt;!--&gt;=&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;0,006).&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Conclusion&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Au cours d’un SBT, les patients dyspnéiques présentent un pattern de perfusion cérébrale, mesurée par la fNIRS, différent des patients non dyspnéiques. Le manque de puissance ne permet probablement pas d’atteindre la significativité statistique.&lt;/div&gt;&lt;/div","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 224"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791408","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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Implication des protéines polymorphiques épithéliales dans les réponses immunitaires post-transplantation pulmonaire 上皮多态性蛋白在移植后肺部免疫反应中的作用
IF 0.5 4区 医学 Q4 RESPIRATORY SYSTEM Pub Date : 2025-04-01 Epub Date: 2025-04-08 DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.030
J. Milesi , J. Di Cristofaro , M. Reynaud-Gaubert , P. Chanez , B. Coiffard , D. Gras

Introduction

La transplantation pulmonaire (TxP) est une option thérapeutique pour les patients en insuffisance respiratoire terminale, bien que la survie soit limitée par des complications immunologiques, notamment les rejets aigus concernant 35 % des patients à 1 an post-TxP. Les cellules épithéliales bronchiques (HBEC) expriment des molécules polymorphiques pouvant être soit des allo-antigènes, soit induire ou réprimer des réactions immunitaires. Elles pourraient ainsi avoir un rôle central dans le devenir post-TxP.

Méthodes

Un modèle de culture cellulaire reproduisant l’épithélium bronchique en interface air/Liquide in vitro en condition standard et pro-inflammatoire (stimulation avec TNFa ou poly IC) a été utilisé. Nous avons réalisé une analyse transcriptomique par séquençage des ARN totaux (RNAseq) afin de déterminer les gènes codant pour des protéines polymorphiques transmembranaires (BEPM). L’analyse ontologique du panel de gènes identifiés a été faite à l’aide des bases de données GO et KEGG. L’influence des incompatibilités polymorphiques sur le devenir post-TxP a été évaluée en utilisant la cohorte LARA. Une sélection des gènes d’intérêt en TxP a été faite (ALCAM, EGFR, CD146, CD68, HLA-F, THBD et MICA) et leur expression protéique à la surface des HBEC a été montrée par cytométrie.

Résultats

L’analyse RNAseq a permis d’identifier 916 séquences codantes réparties en 282 gènes, hors système HLA. L’analyse ontologique a mis en évidence que les processus biologiques d’adhésion cellulaire et d’entrée intracellulaire étaient les plus représentés. Les BEPM sont également impliquées dans des voies de signalisation immunitaires, telles que JAK-STAT, ou encore la cytotoxicité des cellules NK (Figure 1). Au-delà du nombre d’incompatibilités polymorphiques, c’est leur nature qui semble influencer le devenir post-TxP. L’expression de des gènes tels que ALCAM, EGFR, CD146, CD68et HLA-F, déjà décrite dans les HBEC, a été confirmée à la surface des HBEC. Cependant, il s’agit de la première mise en évidence de l’expression de THBD et MICA à la surface des HBEC.

Conclusion

Nos résultats suggèrent que les HBEC, au-delà de leur rôle de barrière physique, participent activement aux réponses immunitaires post-TxP par l’expression de BEPM polymorphiques. Ces protéines pourraient servir de biomarqueurs pour identifier les patients à risque de rejet aigu compte tenu de leur variabilité inter-individuelle. Les études futures incluront l’évaluation de l’influence des immunosuppresseurs sur l’expression des BEPM et l’analyse des profils génétiques pour affiner la prédiction du rejet. À long terme, la détection d’anticorps dirigés contre ces BEPM pourrait constituer un test diagnostic ou une cible thérapeutique potentielle.
肺移植(TxP)是终末期呼吸衰竭患者的一种治疗选择,尽管生存率受到免疫并发症的限制,包括35%的患者在TxP后1年内出现急性排斥反应。支气管上皮细胞(HBEC)表达多态性分子,可作为等位抗原或诱导或抑制免疫反应。因此,它们可能在tpxp之后的未来中发挥核心作用。方法采用细胞培养模型,在标准和炎症前条件(TNFa或poly IC刺激)下,在体外空气/液体界面复制支气管上皮。我们进行了总RNA测序转录组分析(RNAseq),以确定编码跨膜多态性蛋白(BEPM)的基因。使用GO和KEGG数据库对已识别的基因组进行了本体论分析。使用LARA队列评估了多态不相容对TxP后未来的影响。对TxP感兴趣的基因(ALCAM、EGFR、CD146、CD68、HLA-F、THBD和MICA)进行了选择,并通过细胞学法显示了它们在HBEC表面的蛋白表达。RNAseq分析确定了282个基因的916个编码序列,不包括HLA系统。本体论分析表明,细胞粘附和细胞内进入的生物过程是最常见的。BEPM还参与免疫信号通路,如JAK-STAT和NK细胞的细胞毒性(图1)。除了多态性不相容的数量之外,BEPM的性质似乎也影响着TxP后的命运。如ALCAM、EGFR、CD146、CD68和HLA-F等基因,已经在HBEC中描述,已被证实在HBEC表面表达。然而,这是首次在HBEC表面发现THBD和MICA的表达。结论:我们的研究结果表明,HBECs除了作为物理屏障的作用外,还通过多态性BEPM的表达积极参与TxP后的免疫反应。这些蛋白质可以作为生物标志物,根据其个体间的可变性,识别有急性排斥风险的患者。未来的研究将包括评估免疫抑制剂对BEPM表达的影响,并分析遗传图谱以改进排斥预测。从长远来看,针对这些BEPM的抗体检测可能是一种潜在的诊断测试或治疗靶点。
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Étude du remodelage épithélial dans l’asthme sévère par approche de séquençage sur cellule unique 利用单细胞测序法研究严重哮喘上皮重塑
IF 0.5 4区 医学 Q4 RESPIRATORY SYSTEM Pub Date : 2025-04-01 Epub Date: 2025-04-08 DOI: 10.1016/j.rmr.2025.02.033
E. Redman , M. Fierville , D. Gras , K. Valette , P. Porracciolo , S. Leroy , M. Couralet , P. Chanez , P. Barbry , LE. Zaragosi
<div><h3>Introduction</h3><div>Dans l’asthme, l’épithélium des voies respiratoires est l’objet d’une inflammation chronique conduisant à un remodelage qui se caractérise par une diminution des cellules multiciliées et une hyperplasie des cellules à mucus. Ce remodelage peut être induit par l’interleukine 13 (IL-13) dans l’asthme de type 2, mais les effets de cette cytokine sur des épithéliums de donneurs sains et d’asthmatiques sévères n’ont encore jamais été comparés. De plus, les événements cellulaires et moléculaires permettant la régénération de l’épithélium dans ce contexte restent inexplorés. Ainsi, l’objectif de cette étude était d’identifier les acteurs clés du remodelage pathologique de l’épithélium des voies respiratoires dans l’asthme sévère.</div></div><div><h3>Méthodes</h3><div>L’étude a porté sur des épithéliums reconstitués in vitro, dans un modèle de culture à interface air-liquide, à partir de biopsies bronchiques issues de donneurs sains ou souffrant d’asthme sévère. Après 8 (J<sub>8</sub>) ou 22<!--> <!-->jours (J<sub>22</sub>) de traitement apical par IL-13, les épithéliums ont été analysés par imagerie confocale et séquençage d’ARN sur cellule unique. Une deuxième mesure a été réalisée deux semaines après retrait de l’IL-13 afin de mimer la résolution de l’inflammation locale. L’implication de deux gènes dans le remodelage épithélial a été plus particulièrement étudiée après leur invalidation par CRISPR-Cas9 et analyse par séquençage d’ARN sur cellule unique.</div></div><div><h3>Résultats</h3><div>Plus de 260 000 cellules issues de 9 donneurs sains et 11 donneurs asthmatiques sévères ont été étudiées. Les épithéliums d’asthmatiques sévères ont présenté, à l’état de base, une hyperplasie des cellules basales et un défaut de différenciation cellulaire avec l’expression luminale des kératines <em>KRT5</em>, <em>KRT6A</em> et <em>KRT16</em>. L’IL-13 a induit, dans les épithéliums d’asthmatiques sévères, un remodelage en deux temps avec initialement (J<sub>8</sub>) une hyperplasie des cellules à mucus, suivie d’une hyperplasie des cellules basales à J<sub>22</sub>. Deux semaines après le retrait de l’IL-13, les capacités de récupération entre les cellules saines et les cellules d’asthmatiques sévères sont apparues similaires. Des analyses de suivi par microscopie confocale et d’inférence de trajectoires cellulaires ont identifié une population de cellules hybrides exprimant à la fois des marqueurs de cellules multiciliées (<em>FOXJ</em><sub><em>1</em></sub>) et de cellules à mucus (<em>SPDEF</em>), dont l’origine semble être les cellules multiciliées. Notre analyse transcriptomique a dressé une liste de gènes susceptibles de réguler le remodelage épithélial. L’effet de l’invalidation par CRISPR-Cas9 de deux de ces gènes, <em>EHF</em> et <em>GATA3</em>, a été évalué par séquençage d’ARN sur cellule unique.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Cette étude met en évidence des défauts de différenciation des cellules épithéliales d’
在哮喘中,气道上皮是慢性炎症的目标,导致重塑,其特征是多纤毛细胞减少和粘液细胞增生。这种重塑可能是由白细胞介素13 (IL-13)在2型哮喘中诱导的,但这种细胞因子对健康供体上皮和严重哮喘患者的影响尚未得到比较。此外,在这种情况下允许上皮再生的细胞和分子事件仍未被探索。因此,本研究的目的是确定严重哮喘患者气道上皮病理重塑的关键因素。方法:本研究采用空气-液体界面培养模型,从健康或严重哮喘供者的支气管活检中提取体外重建上皮。在IL-13治疗8 (J8)或22 (J22)天后,通过共聚焦成像和单细胞RNA测序分析上皮细胞。第二次测量是在IL-13被移除两周后进行的,以模拟局部炎症的解决。在CRISPR-Cas9使这两个基因失效后,对这两个基因在上皮重塑中的作用进行了进一步的研究,并对单细胞RNA进行了测序分析。结果研究了来自9名健康捐赠者和11名严重哮喘捐赠者的26万多个细胞。严重哮喘患者的上皮表现为基底细胞增生和KRT5、KRT6A和KRT16角蛋白光表达的细胞分化缺陷。IL-13诱导严重哮喘患者上皮两阶段重塑,最初(J8)为粘液细胞增生,随后为J22基底细胞增生。IL-13被移除两周后,健康细胞和严重哮喘细胞的恢复能力似乎相似。共聚焦跟踪分析和细胞路径推断发现了一组同时表达多纤毛细胞标记物(FOXJ1)和粘液细胞标记物(SPDEF)的杂交细胞,其起源似乎是多纤毛细胞。我们的转录分析列出了可能调节上皮重塑的基因。CRISPR-Cas9使EHF和GATA3这两个基因失效的效果已经通过单细胞RNA测序进行了评估。结论:本研究揭示了严重哮喘患者上皮细胞在基线状态下的分化缺陷,基线标记物过度表达和IL-13影响下的独特重塑过程。FOXJ1 + SPDEF+杂交细胞的鉴定表明,细胞转移分化事件可能有助于组织组成和功能的放松管制。
{"title":"Étude du remodelage épithélial dans l’asthme sévère par approche de séquençage sur cellule unique","authors":"E. Redman ,&nbsp;M. Fierville ,&nbsp;D. Gras ,&nbsp;K. Valette ,&nbsp;P. Porracciolo ,&nbsp;S. Leroy ,&nbsp;M. Couralet ,&nbsp;P. Chanez ,&nbsp;P. Barbry ,&nbsp;LE. Zaragosi","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.033","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.033","url":null,"abstract":"&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Introduction&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Dans l’asthme, l’épithélium des voies respiratoires est l’objet d’une inflammation chronique conduisant à un remodelage qui se caractérise par une diminution des cellules multiciliées et une hyperplasie des cellules à mucus. Ce remodelage peut être induit par l’interleukine 13 (IL-13) dans l’asthme de type 2, mais les effets de cette cytokine sur des épithéliums de donneurs sains et d’asthmatiques sévères n’ont encore jamais été comparés. De plus, les événements cellulaires et moléculaires permettant la régénération de l’épithélium dans ce contexte restent inexplorés. Ainsi, l’objectif de cette étude était d’identifier les acteurs clés du remodelage pathologique de l’épithélium des voies respiratoires dans l’asthme sévère.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Méthodes&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;L’étude a porté sur des épithéliums reconstitués in vitro, dans un modèle de culture à interface air-liquide, à partir de biopsies bronchiques issues de donneurs sains ou souffrant d’asthme sévère. Après 8 (J&lt;sub&gt;8&lt;/sub&gt;) ou 22&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;jours (J&lt;sub&gt;22&lt;/sub&gt;) de traitement apical par IL-13, les épithéliums ont été analysés par imagerie confocale et séquençage d’ARN sur cellule unique. Une deuxième mesure a été réalisée deux semaines après retrait de l’IL-13 afin de mimer la résolution de l’inflammation locale. L’implication de deux gènes dans le remodelage épithélial a été plus particulièrement étudiée après leur invalidation par CRISPR-Cas9 et analyse par séquençage d’ARN sur cellule unique.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Résultats&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Plus de 260 000 cellules issues de 9 donneurs sains et 11 donneurs asthmatiques sévères ont été étudiées. Les épithéliums d’asthmatiques sévères ont présenté, à l’état de base, une hyperplasie des cellules basales et un défaut de différenciation cellulaire avec l’expression luminale des kératines &lt;em&gt;KRT5&lt;/em&gt;, &lt;em&gt;KRT6A&lt;/em&gt; et &lt;em&gt;KRT16&lt;/em&gt;. L’IL-13 a induit, dans les épithéliums d’asthmatiques sévères, un remodelage en deux temps avec initialement (J&lt;sub&gt;8&lt;/sub&gt;) une hyperplasie des cellules à mucus, suivie d’une hyperplasie des cellules basales à J&lt;sub&gt;22&lt;/sub&gt;. Deux semaines après le retrait de l’IL-13, les capacités de récupération entre les cellules saines et les cellules d’asthmatiques sévères sont apparues similaires. Des analyses de suivi par microscopie confocale et d’inférence de trajectoires cellulaires ont identifié une population de cellules hybrides exprimant à la fois des marqueurs de cellules multiciliées (&lt;em&gt;FOXJ&lt;/em&gt;&lt;sub&gt;&lt;em&gt;1&lt;/em&gt;&lt;/sub&gt;) et de cellules à mucus (&lt;em&gt;SPDEF&lt;/em&gt;), dont l’origine semble être les cellules multiciliées. Notre analyse transcriptomique a dressé une liste de gènes susceptibles de réguler le remodelage épithélial. L’effet de l’invalidation par CRISPR-Cas9 de deux de ces gènes, &lt;em&gt;EHF&lt;/em&gt; et &lt;em&gt;GATA3&lt;/em&gt;, a été évalué par séquençage d’ARN sur cellule unique.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Conclusion&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Cette étude met en évidence des défauts de différenciation des cellules épithéliales d’","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 198"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791453","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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Revue des maladies respiratoires
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