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Impacts cardiovasculaires de l’emphysème exacerbé sur un modèle de rats adultes élastase-LPS 肺气肿加重对成年大鼠模型的心血管影响
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.2025.02.024
Y. Rourre , Q. Wynands , E. Desplanche , P.-E. Grillet , A. Virsolvy , A. Bourdin , O. Cazorla

Introduction

Quatrième cause de mortalité, la Bronchopneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) présente 2 composantes : obstruction des voies aériennes distales et emphysème (élargissement des espaces aériens distaux dû à une destruction du parenchyme pulmonaire). À cet état chronique s’ajoutent des aggravations des symptômes appelées exacerbations, principalement secondaires à des infections. Les patients BPCO présentent de nombreuses comorbidités, notamment cardiaques, associées à un mauvais pronostic clinique. Notre équipe a développé un modèle animal d’emphysème exacerbé : rats « ELA-LPS », qui développent une insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée (ICFEP, dysfonction diastolique) 5 semaines après l’exacerbation [1], comme en clinique. Les travaux ici exposés visent à réaliser différents degrés d’emphysème pour déterminer si les impacts cardiovasculaires sont dose-dépendants de l’emphysème.

Méthodes

L’emphysème est induit chez des rats mâles Wistar par instillation hebdomadaire d’élastase (ELA) pendant 4 semaines (doses de 4U, 6U ou 10U). Nous avons ajouté du lipopolysaccharide bactérien (LPS) lors de la dernière instillation pour simuler un stress infectieux et induire une exacerbation de la pathologie. Les rats ELA-LPS sont comparés à un groupe de rats contrôle, sans instillation. Les animaux sont euthanasiés 5 semaines après la dernière instillation.
L’emphysème pulmonaire a été évalué par histologie. Les propriétés cardiovasculaires ont été étudiées in-vivo : tension artérielle à la queue, échocardiographies et épreuves d’effort maximales cardiorespiratoires (VO2max, pour le retentissement général). L’hypothèse de l’hyperinflation pulmonaire statique a été testée en mesurant in-vivo la pression intrathoracique. La compliance pulmonaire a été mesurée ex-vivo.

Résultats

L’histologie confirme que notre procédure induit un emphysème dose-dépendant de l’élastase. Les rats ELA-LPS présentent une hypertension artérielle et une ICFEP (FEVG préservée, E/E’ augmenté…) corrélée au degré d’emphysème (R2 = 0,53, p = 0,0003). Ces anomalies se traduisent par une intolérance à l’effort lors des tests de VO2max. La mesure de compliance pulmonaire ex-vivo montre des altérations dose-dépendantes. La mesure in-vivo de pression intrathoracique est en cours d’analyse.

Conclusion

Notre procédure induit un emphysème dose-dépendant avec des conséquences vasculaires (hypertension artérielle), cardiaques (dysfonction diastolique dose-dépendante) et générales (intolérance à l’effort). Nous cherchons à présent à expliquer la pathogenèse de l’ICFEP via 2 hypothèses : hyperinflation pulmonaire statique (augmentation de la Capacité Résiduelle Fonctionnelle) et inflammation.
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是第四大死亡原因,有两个组成部分:远气道阻塞和肺气肿(由于肺内膜破坏而导致的远气道扩张)。除了这种慢性疾病,症状的恶化被称为加重,主要是与感染有关的。慢性阻塞性肺病患者有多种并发疾病,包括心脏病,并伴有较差的临床预后。我们的团队开发了一个加重肺气肿的动物模型:“ELA-LPS”大鼠,它们在加重[1]5周后出现保守分数释放心力衰竭(ICFEP,舒张功能障碍),就像在临床中一样。本文的工作旨在进行不同程度的肺气肿,以确定心血管影响是否与肺气肿的剂量相关。肺气肿是由雄性大鼠Wistar每周注射弹性蛋白(ELA)引起的,持续4周(剂量为4U、6U或10U)。我们在最后一次注射中加入了细菌脂多糖(LPS),以模拟感染应激并诱导病理恶化。将ELA-LPS大鼠与未注射的对照组大鼠进行比较。动物在最后一次注射后5周被安乐死。肺气肿通过组织学进行评估。心血管特性在体内进行了研究:尾压、超声心动图和最大心肺压力(VO2max,用于一般回波)测试。通过测量体内胸腔内压力,验证了静态肺过度膨胀的假设。肺依从性是在体外测量的。结果组织学证实我们的程序引起剂量依赖性弹性松弛肺气肿。ELA-LPS大鼠有高血压和肺气肿程度相关的ICFEP (FEVG保存,E/E升高…)(R2 = 0.53, p = 0.0003)。在VO2max测试中,这些异常会导致努力不耐受。体外肺依从性测量显示剂量依赖性变化。目前正在分析体内胸腔内压力测量。结论我们的程序引起剂量依赖性肺气肿,并伴有血管(高血压)、心脏(剂量依赖性舒张功能障碍)和一般(压力不耐受)的后果。我们现在试图通过两个假设来解释ICFEP的发病机制:静态肺过度膨胀(剩余功能能力增加)和炎症。
{"title":"Impacts cardiovasculaires de l’emphysème exacerbé sur un modèle de rats adultes élastase-LPS","authors":"Y. Rourre ,&nbsp;Q. Wynands ,&nbsp;E. Desplanche ,&nbsp;P.-E. Grillet ,&nbsp;A. Virsolvy ,&nbsp;A. Bourdin ,&nbsp;O. Cazorla","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.024","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.024","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>Quatrième cause de mortalité, la Bronchopneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) présente 2 composantes : obstruction des voies aériennes distales et emphysème (élargissement des espaces aériens distaux dû à une destruction du parenchyme pulmonaire). À cet état chronique s’ajoutent des aggravations des symptômes appelées exacerbations, principalement secondaires à des infections. Les patients BPCO présentent de nombreuses comorbidités, notamment cardiaques, associées à un mauvais pronostic clinique. Notre équipe a développé un modèle animal d’emphysème exacerbé : rats « ELA-LPS », qui développent une insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée (ICFEP, dysfonction diastolique) 5 semaines après l’exacerbation <span><span>[1]</span></span>, comme en clinique. Les travaux ici exposés visent à réaliser différents degrés d’emphysème pour déterminer si les impacts cardiovasculaires sont dose-dépendants de l’emphysème.</div></div><div><h3>Méthodes</h3><div>L’emphysème est induit chez des rats mâles Wistar par instillation hebdomadaire d’élastase (ELA) pendant 4 semaines (doses de 4U, 6U ou 10U). Nous avons ajouté du lipopolysaccharide bactérien (LPS) lors de la dernière instillation pour simuler un stress infectieux et induire une exacerbation de la pathologie. Les rats ELA-LPS sont comparés à un groupe de rats contrôle, sans instillation. Les animaux sont euthanasiés 5 semaines après la dernière instillation.</div><div>L’emphysème pulmonaire a été évalué par histologie. Les propriétés cardiovasculaires ont été étudiées <em>in-vivo</em> : tension artérielle à la queue, échocardiographies et épreuves d’effort maximales cardiorespiratoires (VO<sub>2</sub>max, pour le retentissement général). L’hypothèse de l’hyperinflation pulmonaire statique a été testée en mesurant <em>in-vivo</em> la pression intrathoracique. La compliance pulmonaire a été mesurée <em>ex-vivo</em>.</div></div><div><h3>Résultats</h3><div>L’histologie confirme que notre procédure induit un emphysème dose-dépendant de l’élastase. Les rats ELA-LPS présentent une hypertension artérielle et une ICFEP (FEVG préservée, E/E’ augmenté…) corrélée au degré d’emphysème (R<sup>2</sup> <!-->=<!--> <!-->0,53, <em>p</em> <!-->=<!--> <!-->0,0003). Ces anomalies se traduisent par une intolérance à l’effort lors des tests de VO<sub>2</sub>max. La mesure de compliance pulmonaire <em>ex-vivo</em> montre des altérations dose-dépendantes. La mesure <em>in-vivo</em> de pression intrathoracique est en cours d’analyse.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Notre procédure induit un emphysème dose-dépendant avec des conséquences vasculaires (hypertension artérielle), cardiaques (dysfonction diastolique dose-dépendante) et générales (intolérance à l’effort). Nous cherchons à présent à expliquer la pathogenèse de l’ICFEP <em>via</em> 2 hypothèses : hyperinflation pulmonaire statique (augmentation de la Capacité Résiduelle Fonctionnelle) et inflammation.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 193"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791514","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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The therapeutic potential of targeting immune checkpoints in IPF 靶向免疫检查点在IPF中的治疗潜力
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.2025.02.076
A. Curioni, D. Pokhreal, G.D. Helou
Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a lethal interstitial lung disease with a high mortality rate. The mechanisms behind the pathophysiology of IPF development remain poorly understood. However, recent developments in fundamental and translational studies demonstrate that immune cells play a significant regulatory role in IPF. Immune players generate multiple growth factors and mediators that greatly affect the initiation and progression of IPF. Immune checkpoints are known for their capacity to regulate the intensity of immune responses. Our project aims to study the implications of these receptors in IPF. Based on a transcriptomic approach, we did identify the most relevant receptors in lung immune cells from IPF patients. Flow cytometry analyses are used to compare the expression of the identified receptors between IPF patients and healthy donors in a stratification approach. Ex-vivo experiments are also implemented to understand how the inhibition or overexpression of these receptors can impact the profibrotic activity of immune cells. In parallel, several models of transgenic mice are currently generated to investigate the implication of the identified receptors in the development of pulmonary fibrosis. Overall, this project might have the potential to uncover novel immune mechanisms leading to new diagnostic and therapeutic tools against a fatal disease.
特发性肺纤维化(Idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)是一种致死率高的肺间质性疾病。IPF发病的病理生理机制尚不清楚。然而,最近基础和转化研究的进展表明,免疫细胞在IPF中起着重要的调节作用。免疫参与者产生多种生长因子和介质,极大地影响IPF的发生和进展。免疫检查点以其调节免疫反应强度的能力而闻名。我们的项目旨在研究这些受体在IPF中的意义。基于转录组学方法,我们确定了IPF患者肺免疫细胞中最相关的受体。流式细胞术分析用于比较IPF患者和健康供者之间鉴定受体的表达。体外实验也被实施,以了解这些受体的抑制或过表达如何影响免疫细胞的纤维化活性。与此同时,一些转基因小鼠模型正在建立,以研究所鉴定的受体在肺纤维化发展中的意义。总的来说,这个项目可能有潜力揭示新的免疫机制,从而产生针对致命疾病的新的诊断和治疗工具。
{"title":"The therapeutic potential of targeting immune checkpoints in IPF","authors":"A. Curioni,&nbsp;D. Pokhreal,&nbsp;G.D. Helou","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.076","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.076","url":null,"abstract":"<div><div>Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a lethal interstitial lung disease with a high mortality rate. The mechanisms behind the pathophysiology of IPF development remain poorly understood. However, recent developments in fundamental and translational studies demonstrate that immune cells play a significant regulatory role in IPF. Immune players generate multiple growth factors and mediators that greatly affect the initiation and progression of IPF. Immune checkpoints are known for their capacity to regulate the intensity of immune responses. Our project aims to study the implications of these receptors in IPF. Based on a transcriptomic approach, we did identify the most relevant receptors in lung immune cells from IPF patients. Flow cytometry analyses are used to compare the expression of the identified receptors between IPF patients and healthy donors in a stratification approach. Ex-vivo experiments are also implemented to understand how the inhibition or overexpression of these receptors can impact the profibrotic activity of immune cells. In parallel, several models of transgenic mice are currently generated to investigate the implication of the identified receptors in the development of pulmonary fibrosis. Overall, this project might have the potential to uncover novel immune mechanisms leading to new diagnostic and therapeutic tools against a fatal disease.</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":"143791606","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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Counteracting pulmonary vascular endothelial cell senescence to combat age-related lung dysfunction and pulmonary hypertension 对抗肺血管内皮细胞衰老,对抗年龄相关性肺功能障碍和肺动脉高压
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.2025.02.017
J. Jacquet , E. Marcos , L. Lipskaia , V. Gros , E. Born , N. Vienney , A. Houssaini , M. Goekyildirim , L. Boyer , S. Adnot
<div><div>Senescent endothelial cells (ECs) represent 30 to 50 % of senescent lung cells during aging and/or development of several lung diseases, including pulmonary hypertension (PH) (Born E et al, Circulation 2023) and emphysema. One potential mechanism is impaired angiogenic vascular endothelial growth factor (VEGF) signalling due to increased production of the soluble form of VEGF receptor 1 (sVEGFR1) via alternative splicing of VEGFR1. sVEGFR1 then acts as a VEGF trap.</div><div>The objective is to evaluate the role of impaired VEGF signalling in pulmonary EC senescence during aging and the development of PH and emphysema.</div><div>To characterize the lung expression of sVEGFR1 and VEGF receptors in the lung endothelial cells of young and old patients (classified as emphysematous and controls) undergoing lung surgery, 90 patients will be included during the candidate PhD.</div><div>In parallel, the lung expression of sVEGFR1 and VEGF receptors will be assessed in young and old mice [developing moderate emphysema and PAH], as well as in mouse models of PH (exposure to chronic hypoxia combined to SUGEN) and emphysema (elastase, elastin± mice), and mice with elimination of senescent cells (ABT senolytic treatment), linked to the rarefaction of the pulmonary capillary network (ICAM-1/CD<sub>31</sub>labelling) and the accumulation of senescent ECs (measurement of senescence and DNA damage markers p16, p21).</div><div>To counter EC senescence during aging and PH development, we generated a new mouse model overexpressing VEGF via a constitutive or tissue-specific inducible system allowing controlled delivery of VEGF from the liver to the lungs (VEGF-TG mice).</div><div>The lungs of aged mice compared to young mice have lower capillary density, manifested by a reduction in the number of ECs stained for ICAM1. Treatment of mice with the VEGF receptor inhibitor Sugen amplifies these effects and increases the number of p16-marked senescent ECs, thereby reducing the pulmonary capillary network, impairing pulmonary hemodynamics, and inducing emphysema. Lung expression of sVEGFR1 in mice developing hypoxic PH is increased and worsened by Sugen.</div><div>We show in vitro that sVEGFR1 treatment of cultured ECs from patients leads to cellular senescence. Conversely, VEGF treatment reduces endothelial cell senescence and improves proliferation. Senescent endothelial cells produce less sVEGFR1 in both controls and lung emphysema patients. Emphysema patients show higher EC senescence with higher p16 RNA level and B-galactosidase stained cells. ECs from emphysema patients show a lower cumulative PDL level than control patients. Furthermore, in both control and emphysema patients, there is a tendency towards decreased VEGFR1/2 and sVEGFR1 RNA expression in senescent ECs.</div><div>The results obtained in old VEGF-TG mice show the preservation of pulmonary microvascular density as well as the suppression of p16-stained cells and protection against pulmonary emp
衰老内皮细胞(ECs)在衰老和/或几种肺部疾病的发展过程中占衰老肺细胞的30%至50%,包括肺动脉高压(PH) (Born E等,Circulation 2023)和肺气肿。一种潜在的机制是由于VEGF受体1 (sVEGFR1)的可溶性形式通过VEGFR1的选择性剪接增加而导致血管生成性血管内皮生长因子(VEGF)信号传导受损。然后sVEGFR1作为VEGF陷阱。目的是评估受损的VEGF信号在衰老过程中肺EC衰老以及PH和肺气肿的发展中的作用。为了表征sVEGFR1和VEGF受体在接受肺部手术的年轻和老年患者(分为肺气肿和对照组)肺内皮细胞中的表达,90名患者将在候选博士期间纳入研究。与此同时,sVEGFR1和VEGF受体的肺表达将在年轻和老年小鼠(发生中度肺气肿和PAH)、PH(暴露于慢性缺氧合并SUGEN)和肺气肿(弹性酶、弹性蛋白±小鼠)和消除衰老细胞(ABT抗衰老治疗)小鼠模型中进行评估。与肺毛细血管网络的稀疏(ICAM-1/ cd31标记)和衰老ec的积累(衰老和DNA损伤标记p16, p21的测量)有关。为了对抗衰老和PH发育过程中的EC衰老,我们通过组成性或组织特异性诱导系统生成了一种新的小鼠模型,该模型允许将VEGF从肝脏控制地传递到肺部(VEGF- tg小鼠)。与年轻小鼠相比,老年小鼠的肺部毛细血管密度较低,表现为ICAM1染色的ECs数量减少。用VEGF受体抑制剂Sugen治疗小鼠可以增强这些作用,增加p16标记的衰老内皮细胞的数量,从而减少肺毛细血管网络,损害肺血流动力学,诱发肺气肿。在缺氧PH小鼠中,sVEGFR1的肺表达在Sugen作用下升高和恶化。我们在体外证明,sVEGFR1处理来自患者培养的内皮细胞会导致细胞衰老。相反,VEGF治疗可减少内皮细胞衰老并促进增殖。在对照组和肺气肿患者中,衰老的内皮细胞产生较少的sVEGFR1。肺气肿患者EC衰老程度较高,p16 RNA水平较高,细胞b -半乳糖苷酶染色。肺气肿患者的ECs中累积PDL水平低于对照组。此外,在对照组和肺气肿患者中,衰老ec中VEGFR1/2和sVEGFR1 RNA的表达都有下降的趋势。在年老VEGF-TG小鼠中获得的结果显示,它可以保持肺微血管密度,抑制p16染色细胞,并对肺气肿有保护作用。接下来,将肝脏中过表达VEGF的幼鼠暴露于缺氧环境中,观察与对照组和同窝小鼠相比,它们是否能免受低氧性肺动脉高压的影响,结果正在研究中。增强的VEGF信号可以防止衰老过程中的肺EC衰老和肺气肿,并对PH的发展具有预期的保护作用。
{"title":"Counteracting pulmonary vascular endothelial cell senescence to combat age-related lung dysfunction and pulmonary hypertension","authors":"J. Jacquet ,&nbsp;E. Marcos ,&nbsp;L. Lipskaia ,&nbsp;V. Gros ,&nbsp;E. Born ,&nbsp;N. Vienney ,&nbsp;A. Houssaini ,&nbsp;M. Goekyildirim ,&nbsp;L. Boyer ,&nbsp;S. Adnot","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.017","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.017","url":null,"abstract":"&lt;div&gt;&lt;div&gt;Senescent endothelial cells (ECs) represent 30 to 50 % of senescent lung cells during aging and/or development of several lung diseases, including pulmonary hypertension (PH) (Born E et al, Circulation 2023) and emphysema. One potential mechanism is impaired angiogenic vascular endothelial growth factor (VEGF) signalling due to increased production of the soluble form of VEGF receptor 1 (sVEGFR1) via alternative splicing of VEGFR1. sVEGFR1 then acts as a VEGF trap.&lt;/div&gt;&lt;div&gt;The objective is to evaluate the role of impaired VEGF signalling in pulmonary EC senescence during aging and the development of PH and emphysema.&lt;/div&gt;&lt;div&gt;To characterize the lung expression of sVEGFR1 and VEGF receptors in the lung endothelial cells of young and old patients (classified as emphysematous and controls) undergoing lung surgery, 90 patients will be included during the candidate PhD.&lt;/div&gt;&lt;div&gt;In parallel, the lung expression of sVEGFR1 and VEGF receptors will be assessed in young and old mice [developing moderate emphysema and PAH], as well as in mouse models of PH (exposure to chronic hypoxia combined to SUGEN) and emphysema (elastase, elastin± mice), and mice with elimination of senescent cells (ABT senolytic treatment), linked to the rarefaction of the pulmonary capillary network (ICAM-1/CD&lt;sub&gt;31&lt;/sub&gt;labelling) and the accumulation of senescent ECs (measurement of senescence and DNA damage markers p16, p21).&lt;/div&gt;&lt;div&gt;To counter EC senescence during aging and PH development, we generated a new mouse model overexpressing VEGF via a constitutive or tissue-specific inducible system allowing controlled delivery of VEGF from the liver to the lungs (VEGF-TG mice).&lt;/div&gt;&lt;div&gt;The lungs of aged mice compared to young mice have lower capillary density, manifested by a reduction in the number of ECs stained for ICAM1. Treatment of mice with the VEGF receptor inhibitor Sugen amplifies these effects and increases the number of p16-marked senescent ECs, thereby reducing the pulmonary capillary network, impairing pulmonary hemodynamics, and inducing emphysema. Lung expression of sVEGFR1 in mice developing hypoxic PH is increased and worsened by Sugen.&lt;/div&gt;&lt;div&gt;We show in vitro that sVEGFR1 treatment of cultured ECs from patients leads to cellular senescence. Conversely, VEGF treatment reduces endothelial cell senescence and improves proliferation. Senescent endothelial cells produce less sVEGFR1 in both controls and lung emphysema patients. Emphysema patients show higher EC senescence with higher p16 RNA level and B-galactosidase stained cells. ECs from emphysema patients show a lower cumulative PDL level than control patients. Furthermore, in both control and emphysema patients, there is a tendency towards decreased VEGFR1/2 and sVEGFR1 RNA expression in senescent ECs.&lt;/div&gt;&lt;div&gt;The results obtained in old VEGF-TG mice show the preservation of pulmonary microvascular density as well as the suppression of p16-stained cells and protection against pulmonary emp","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 190"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791600","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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Difference in the inflammatory response and the corticoid response of human lung macrophages and parenchymal explants to ex-vivo cigarette smoke exposure 人肺巨噬细胞和实质外植体对离体香烟烟雾暴露的炎症反应和皮质激素反应的差异
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.2025.02.054
M. Brollo , Q. Marquant , M. Dres , H. Salvator , J. Cohen , E. Sage , M. Glorion , S. Grassin-Delyle , P. Devillier
<div><h3>Introduction</h3><div>COPD affects approximately 10% of the global population, with three million annual deaths. About half of COPD cases are linked to smoking, but fewer than 50% of heavy smokers develop the disease. The pharmacoloical treatment of stable COPD relies on inhaled bronchodilators and corticosteroids (ICS). The ICS use benefit in terms of lung function and exacerbation rates to both current and ex-smokers with COPD although the magnitude of the effect is lower in heavy or current smokers compared to light or ex-smokers. Cigarette smoke (CS), rich in free radicals, increases immune cells recruitment in the lungs, particularly alveolar macrophages (AM) <span><span>[1]</span></span>. Studies show varied results on the production of pro-inflammatory cytokines by AMs in smokers vs. ex- or non-smokers. Moreover, there is also a large variation in the therapeutic response to ICS in COPD patients. The lack of clear data prevents an objective view of the impact of CS on AM activation and their sensitivity to corticosteroids. This study evaluates the inflammatory responses induced by cigarette smoke extracts (CSE) on human lung macrophages in vitro and compares the effect of budesonide (BUD) under conditions exposed to CSE or LPS.</div></div><div><h3>Methods</h3><div>Lung tissues were obtained from 51 patients undergoing surgical resection for lung cancer. Peripheral tissues distant from the tumor were carefully dissected. Lung macrophages (LM) were isolated through cell adhesion from the peripheral tissue supernatant <span><span>[2]</span></span>, while parenchymal explants (PE) were prepared by dissecting 50<!--> <!-->mg fragments from the lung tissues. LM and PE were cultured separately in a warm medium containing cigarette smoke extract (CSE) at concentrations of 1%, 5%, and 7.5% for 24<!--> <!-->hours. In some experiments, LPS (10<!--> <!-->ng/mL for LM, 1<!--> <!-->μg/mL for PE) or TNF-α (10<!--> <!-->ng/mL) was added to the culture one hour after CSE stimulation. Additionally, in certain conditions, LM or PE stimulated with CSE were pre-incubated with BUD at concentrations of 10<sup>−10</sup>, 10<sup>−9</sup>, and 10<sup>−8</sup> <!-->M for 30<!--> <!-->minutes before LPS stimulation. After 24<!--> <!-->hours, supernatants were collected, and cytokine production (TNF-α, IL-6, CCL2, CCL4, CXCL1, CXCL5, and CXCL8) was measured in the LM and PE supernatants using ELISA.</div></div><div><h3>Results</h3><div>Our results show that CSE, both with and without stimulation by LPS or TNF-α, modulates the production of pro-inflammatory cytokines such as TNF-α, IL-6, CCL2, CCL4, CXCL1, CXCL5, and CXCL8 in LM. In contrast, these treatments did not have significant effects on cytokine production in the PE model. Additionally, we observed that the maximum release of pro-inflammatory cytokines by LM was higher when treated with both CSE and BUD compared to treatment with LPS and BUD.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>This study has enhan
慢性阻塞性肺病影响全球约10%的人口,每年有300万人死亡。大约一半的慢性阻塞性肺病病例与吸烟有关,但只有不到50%的重度吸烟者会患上这种疾病。稳定型COPD的药物治疗依赖于吸入支气管扩张剂和皮质类固醇(ICS)。ICS的使用对当前和已戒烟的COPD患者的肺功能和加重率都有好处,尽管与轻度或已戒烟者相比,重度或当前吸烟者的效果要低一些。香烟烟雾(CS)富含自由基,可增加肺部免疫细胞的募集,尤其是肺泡巨噬细胞(AM)[1]。研究表明,吸烟者与非吸烟者相比,AMs产生的促炎细胞因子有不同的结果。此外,COPD患者对ICS的治疗反应也存在很大差异。由于缺乏明确的数据,我们无法客观地观察CS对AM活化的影响及其对皮质类固醇的敏感性。本研究评估了香烟烟雾提取物(CSE)对体外人肺巨噬细胞的炎症反应,并比较了布地奈德(BUD)在暴露于CSE或LPS条件下的作用。方法收集51例肺癌手术切除患者的肺组织。仔细解剖远离肿瘤的周围组织。外周组织上清[2]通过细胞粘附分离肺巨噬细胞(LM),肺组织切片50 mg制备肺实质外植体(PE)。LM和PE分别在含香烟烟雾提取物(CSE)浓度为1%、5%和7.5%的温培养基中培养24小时。在部分实验中,CSE刺激1小时后,在培养物中加入LPS (LM为10 ng/mL, PE为1 ng/mL)或TNF-α (10 ng/mL)。此外,在一定条件下,在LPS刺激之前,用CSE刺激的LM或PE在浓度为10−10、10−9和10−8 M的BUD中预孵育30分钟。24小时后,收集上清液,用ELISA法测定LM和PE上清液中细胞因子(TNF-α、IL-6、CCL2、CCL4、CXCL1、CXCL5和CXCL8)的产量。结果CSE在LPS或TNF-α刺激和不刺激的情况下均可调节LM中促炎细胞因子TNF-α、IL-6、CCL2、CCL4、CXCL1、CXCL5和CXCL8的产生。相反,这些处理对PE模型中细胞因子的产生没有显著影响。此外,我们观察到,与LPS和BUD处理相比,CSE和BUD处理时LM的促炎细胞因子的最大释放量更高。结论与PE相比,本研究加深了我们对CSE对LM影响的认识。我们证明,CSE改变了LM中炎症细胞因子和趋化因子的产生,以及它们对LPS和TNF-α的免疫反应。此外,CSE降低了BUD对LM的抗炎作用。相比之下,PE在研究剂量下对CSE仅表现出弱反应,并且没有表现出明显的皮质类固醇抵抗迹象。
{"title":"Difference in the inflammatory response and the corticoid response of human lung macrophages and parenchymal explants to ex-vivo cigarette smoke exposure","authors":"M. Brollo ,&nbsp;Q. Marquant ,&nbsp;M. Dres ,&nbsp;H. Salvator ,&nbsp;J. Cohen ,&nbsp;E. Sage ,&nbsp;M. Glorion ,&nbsp;S. Grassin-Delyle ,&nbsp;P. Devillier","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.054","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.054","url":null,"abstract":"&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Introduction&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;COPD affects approximately 10% of the global population, with three million annual deaths. About half of COPD cases are linked to smoking, but fewer than 50% of heavy smokers develop the disease. The pharmacoloical treatment of stable COPD relies on inhaled bronchodilators and corticosteroids (ICS). The ICS use benefit in terms of lung function and exacerbation rates to both current and ex-smokers with COPD although the magnitude of the effect is lower in heavy or current smokers compared to light or ex-smokers. Cigarette smoke (CS), rich in free radicals, increases immune cells recruitment in the lungs, particularly alveolar macrophages (AM) &lt;span&gt;&lt;span&gt;[1]&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;. Studies show varied results on the production of pro-inflammatory cytokines by AMs in smokers vs. ex- or non-smokers. Moreover, there is also a large variation in the therapeutic response to ICS in COPD patients. The lack of clear data prevents an objective view of the impact of CS on AM activation and their sensitivity to corticosteroids. This study evaluates the inflammatory responses induced by cigarette smoke extracts (CSE) on human lung macrophages in vitro and compares the effect of budesonide (BUD) under conditions exposed to CSE or LPS.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Methods&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Lung tissues were obtained from 51 patients undergoing surgical resection for lung cancer. Peripheral tissues distant from the tumor were carefully dissected. Lung macrophages (LM) were isolated through cell adhesion from the peripheral tissue supernatant &lt;span&gt;&lt;span&gt;[2]&lt;/span&gt;&lt;/span&gt;, while parenchymal explants (PE) were prepared by dissecting 50&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;mg fragments from the lung tissues. LM and PE were cultured separately in a warm medium containing cigarette smoke extract (CSE) at concentrations of 1%, 5%, and 7.5% for 24&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;hours. In some experiments, LPS (10&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;ng/mL for LM, 1&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;μg/mL for PE) or TNF-α (10&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;ng/mL) was added to the culture one hour after CSE stimulation. Additionally, in certain conditions, LM or PE stimulated with CSE were pre-incubated with BUD at concentrations of 10&lt;sup&gt;−10&lt;/sup&gt;, 10&lt;sup&gt;−9&lt;/sup&gt;, and 10&lt;sup&gt;−8&lt;/sup&gt; &lt;!--&gt;M for 30&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;minutes before LPS stimulation. After 24&lt;!--&gt; &lt;!--&gt;hours, supernatants were collected, and cytokine production (TNF-α, IL-6, CCL2, CCL4, CXCL1, CXCL5, and CXCL8) was measured in the LM and PE supernatants using ELISA.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Results&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;Our results show that CSE, both with and without stimulation by LPS or TNF-α, modulates the production of pro-inflammatory cytokines such as TNF-α, IL-6, CCL2, CCL4, CXCL1, CXCL5, and CXCL8 in LM. In contrast, these treatments did not have significant effects on cytokine production in the PE model. Additionally, we observed that the maximum release of pro-inflammatory cytokines by LM was higher when treated with both CSE and BUD compared to treatment with LPS and BUD.&lt;/div&gt;&lt;/div&gt;&lt;div&gt;&lt;h3&gt;Conclusion&lt;/h3&gt;&lt;div&gt;This study has enhan","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Pages 208-209"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791711","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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Les éosinophiles humains participent à la transition épithélio-mésenchymateuse des cellules épithéliales respiratoires 人类嗜酸性粒细胞参与呼吸上皮细胞的上皮-间充质过渡。
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.2025.02.077
A. Lebeau , N. Worbe , M. Brollo , H. Salvator , P. Devillier , A. Magnan , C. Tchérakian , Q. Marquant

Introduction

Les pneumopathies interstitielles diffuses (PID) sont des pathologies rares d’étiologies variées menant pour la plupart à la fibrose pulmonaire. Sur une cohorte de 220 atteints de PID fibrosantes suivis à l’hôpital Foch, 58 présentaient un taux de polynucléaires à éosinophiles (PNE) sanguin ≥ 0,3 g/L considéré comme élevé [1]. Bien que le rôle des PNE dans le développement et/ou l’exacerbation des PID ait été fortement suggéré [2], il n’a jamais été démontré. Nous émettons l’hypothèse que les PNE jouent un rôle dans la physiopathologie des PID. Ici, nous montrons in vitro que, selon leur statut d’activation, les PNE sont capables d’induire une transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) sur les cellules épithéliales respiratoires.

Méthodes

Les PNE ont été isolés du sang de volontaires sains puis mis en coculture, après vérification de leur pureté par cytométrie en flux (90 %), avec des lignées épithéliales bronchiques et alvéolaires (respectivement les cellules BEAS-2B et A549) et des cellules épithéliales bronchiques (CEB) primaires issues de donneurs sains. Les cytokines pro-inflammatoires (IL-6, CCL2 et CCL5) et les marqueurs de la TEM (MMP9, TGFß, Fibronectine et Vimentine) ont été mesurés par ELISA et WB.

Résultats

La présence des PNE provoque une inflammation sur tous les types de cellules épithéliales respiratoires étudiés via une augmentation de la sécrétion d’IL-6, CCL2 et CCL5 par rapport à la condition contrôle sans PNE. Les PNE provoquent également une augmentation de MMP9, TGFb, Fibronectine et de Vimentine sur les cellules BEAS 2B et CEB mais pas sur les cellules A549.

Conclusion

Cette étude décrit la mise au point de la coculture de PNE avec des lignées cellulaires et des cellules primaires respiratoires. Ce modèle nous a permis d’identifier un effet pro-inflammatoire des PNE sur les cellules épithéliales respiratoires ainsi qu’une apparition des marqueurs de la TEM sur les cellules bronchiques. Dans ce contexte, il est possible que les PNE puissent constituer une caractéristique traitable pour les patients atteints de PID présentant une éosinophilie sanguine ≥ 0,3 g/L.
弥漫性间充质性肺疾病(PID)是一种罕见的疾病,病因多种多样,主要导致肺纤维化。在福氏医院随访的220名PID纤维化患者中,58人血液嗜酸性粒细胞增多症(PNE)≥0.3 g/L,被认为是高[1]。虽然npc在发展和/或加剧PID方面的作用已被强烈建议[2],但从未得到证实。我们假设npc在PID的生理病理中起着作用。在这里,我们在体外证明,根据它们的激活状态,npc能够诱导呼吸上皮细胞的上皮-间充质转变(EMT)。MéthodesLes PNE隔绝了健康志愿者血液,然后推出coculture核查后,其纯度由流式一同流(90%)、支气管、肺泡上皮细胞系(分别为BEAS-2B和A549细胞)和主支气管上皮细胞(CEB)来自捐献者的健康。用ELISA和WB测量了促炎细胞因子(IL-6、CCL2和CCL5)和TEM标志物(MMP9、TGFß、纤维连接素和维门汀)。结果:与无NCP的对照组相比,NCP的存在导致所有类型的呼吸上皮细胞炎症,通过增加IL-6、CCL2和CCL5的分泌来研究。NCP在BEAS 2B和CEB细胞中也导致MMP9、TGFb、纤维连接素和维门汀的增加,但在A549细胞中没有。本研究描述了NCP与细胞系和呼吸原细胞共同培养的发展。该模型使我们能够识别npc对呼吸上皮细胞的促炎作用,以及支气管细胞中TEM标志物的出现。在这种情况下,npc可能是血液中嗜酸性粒细胞增多症≥0.3 g/L的PID患者的可治疗特征。
{"title":"Les éosinophiles humains participent à la transition épithélio-mésenchymateuse des cellules épithéliales respiratoires","authors":"A. Lebeau ,&nbsp;N. Worbe ,&nbsp;M. Brollo ,&nbsp;H. Salvator ,&nbsp;P. Devillier ,&nbsp;A. Magnan ,&nbsp;C. Tchérakian ,&nbsp;Q. Marquant","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.077","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.077","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>Les pneumopathies interstitielles diffuses (PID) sont des pathologies rares d’étiologies variées menant pour la plupart à la fibrose pulmonaire. Sur une cohorte de 220 atteints de PID fibrosantes suivis à l’hôpital Foch, 58 présentaient un taux de polynucléaires à éosinophiles (PNE) sanguin ≥<!--> <!-->0,3<!--> <!-->g/L considéré comme élevé <span><span>[1]</span></span>. Bien que le rôle des PNE dans le développement et/ou l’exacerbation des PID ait été fortement suggéré <span><span>[2]</span></span>, il n’a jamais été démontré. Nous émettons l’hypothèse que les PNE jouent un rôle dans la physiopathologie des PID. Ici, nous montrons in vitro que, selon leur statut d’activation, les PNE sont capables d’induire une transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) sur les cellules épithéliales respiratoires.</div></div><div><h3>Méthodes</h3><div>Les PNE ont été isolés du sang de volontaires sains puis mis en coculture, après vérification de leur pureté par cytométrie en flux (90 %), avec des lignées épithéliales bronchiques et alvéolaires (respectivement les cellules BEAS-2B et A549) et des cellules épithéliales bronchiques (CEB) primaires issues de donneurs sains. Les cytokines pro-inflammatoires (IL-6, CCL2 et CCL5) et les marqueurs de la TEM (MMP9, TGFß, Fibronectine et Vimentine) ont été mesurés par ELISA et WB.</div></div><div><h3>Résultats</h3><div>La présence des PNE provoque une inflammation sur tous les types de cellules épithéliales respiratoires étudiés via une augmentation de la sécrétion d’IL-6, CCL2 et CCL5 par rapport à la condition contrôle sans PNE. Les PNE provoquent également une augmentation de MMP9, TGFb, Fibronectine et de Vimentine sur les cellules BEAS 2B et CEB mais pas sur les cellules A549.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Cette étude décrit la mise au point de la coculture de PNE avec des lignées cellulaires et des cellules primaires respiratoires. Ce modèle nous a permis d’identifier un effet pro-inflammatoire des PNE sur les cellules épithéliales respiratoires ainsi qu’une apparition des marqueurs de la TEM sur les cellules bronchiques. Dans ce contexte, il est possible que les PNE puissent constituer une caractéristique traitable pour les patients atteints de PID présentant une éosinophilie sanguine ≥<!--> <!-->0,3<!--> <!-->g/L.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 220"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791905","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Impact of cigarette smoke on inflammatory effect of Quinolinic acid during influenza infection 流感感染时吸烟对喹啉酸炎症作用的影响
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.2025.02.064
G. Pamart, O. Le Rouzic, M. Pichavant, P. Gosset, O. Poulain-Godefroy

Introduction

La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) se caractérise par une inflammation chronique et une obstruction des voies respiratoires principalement dues à l’exposition au tabac. Les patients atteints de BPCO développent fréquemment des exacerbations principalement causées par des infections, souvent virales, associées à une inflammation pulmonaire, une progression de la maladie et une augmentation de la mortalité. La voie métabolique du tryptophane, permettant la formation de NAD (Nicotinamide Adénine Dinucléotide) est également affectée par la fumée de cigarette (CS) entraînant une modification de la production de l’acide quinolinique (QA), un métabolite possédant des propriétés immunomodulatrices dont les taux sont altérés chez les patients atteints de BPCO.

Méthode

Notre objectif est de déterminer le rôle potentiel de la voie du tryptophane, et plus particulièrement de QA, au cours des exacerbations de la BPCO. La production de QA et l’expression des enzymes de la voie des kynurénines ont été mesurées chez des souris C57Bl6 après une semaine d’infection par le virus de la grippe H3N2 (MOI 0,5). Des cellules épithéliales bronchiques (BEAS 2B) et des macrophages humains ont également été exposés à QA (100 μM) 1 heure avant une infection par H3N2. Les réponses antivirales et inflammatoires ont été évaluées 6 et 24 heures après l’infection par RT-qPCR et dosage ELISA des cytokines.

Résultats

L’infection virale a stimulé l’expression de certaines enzymes de la voie des kynurénines 24 h après l’infection viral, et à augmenter la concentration de QA au sein du tissu pulmonaire. La préexposition à QA augmente l’expression génique de molécules antivirales telles que IFNb et Mx1 24 heures après l’infection dans les cellules BEAS 2B mais à moduler la réponse antivirale dans les macrophages en stimulant l’IFNb, mais en diminuant l’expression des récepteurs TLR. QA a également modulé l’inflammation des macrophages en stimulant l’expression et la sécrétion de molécules telles que IL6, IL8, TNFa ou encore CXCL1.

Conclusion

L’infection grippale induit la voie des kynurénines, et augmente la concentration de l’acide quinolinique, qui semble impacter la réponse inflammatoire et antivirale de l’épithélium respiratoire et des macrophages, suggérant son rôle au cours des exacerbations de la BPCO.
慢性阻塞性肺疾病(COPD)的特点是主要由吸烟引起的慢性炎症和呼吸道阻塞。慢性阻塞性肺病患者经常出现主要由病毒感染引起的加重,并伴有肺部炎症、疾病进展和死亡率增加。色氨酸的代谢途径,能够形成NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)也受到香烟烟雾会导致生产改造(CS) quinolinique酸代谢物(QA),一个拥有特性,其利率copd患者体内活性有影响。方法我们的目标是确定色氨酸通路,特别是QA在OPCO加重过程中的潜在作用。在感染H3N2流感病毒一周后,测量了C57Bl6大鼠的QA产生和kynurenine通路酶的表达(MOI 0.5)。支气管上皮细胞(BEAS 2B)和人类巨噬细胞也在H3N2感染前1小时暴露于QA (100 μM)。在接受RT-qPCR和ELISA细胞因子剂量后6小时和24小时评估了抗病毒和炎症反应。结果:病毒感染在病毒感染24小时后刺激了kynurenin通路某些酶的表达,增加了肺组织内QA的浓度。在BEAS 2B细胞中,预暴露于QA会增加感染后24小时内抗病毒分子如IFNb和Mx1的基因表达,但会通过刺激IFNb而降低TLR受体的表达来调节巨噬细胞中的抗病毒反应。QA还通过刺激IL6、IL8、TNFa和CXCL1等分子的表达和分泌来调节巨噬细胞的炎症。结论:流感感染诱导了kynurenin通路,并增加了奎宁酸的浓度,奎宁酸似乎影响了呼吸上皮和巨噬细胞的炎症和抗病毒反应,表明其在OPCO加重过程中发挥了作用。
{"title":"Impact of cigarette smoke on inflammatory effect of Quinolinic acid during influenza infection","authors":"G. Pamart,&nbsp;O. Le Rouzic,&nbsp;M. Pichavant,&nbsp;P. Gosset,&nbsp;O. Poulain-Godefroy","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.064","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.064","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) se caractérise par une inflammation chronique et une obstruction des voies respiratoires principalement dues à l’exposition au tabac. Les patients atteints de BPCO développent fréquemment des exacerbations principalement causées par des infections, souvent virales, associées à une inflammation pulmonaire, une progression de la maladie et une augmentation de la mortalité. La voie métabolique du tryptophane, permettant la formation de NAD (Nicotinamide Adénine Dinucléotide) est également affectée par la fumée de cigarette (CS) entraînant une modification de la production de l’acide quinolinique (QA), un métabolite possédant des propriétés immunomodulatrices dont les taux sont altérés chez les patients atteints de BPCO.</div></div><div><h3>Méthode</h3><div>Notre objectif est de déterminer le rôle potentiel de la voie du tryptophane, et plus particulièrement de QA, au cours des exacerbations de la BPCO. La production de QA et l’expression des enzymes de la voie des kynurénines ont été mesurées chez des souris C57Bl6 après une semaine d’infection par le virus de la grippe H<sub>3</sub>N2 (MOI 0,5). Des cellules épithéliales bronchiques (BEAS 2B) et des macrophages humains ont également été exposés à QA (100<!--> <!-->μM) 1 heure avant une infection par H<sub>3</sub>N2. Les réponses antivirales et inflammatoires ont été évaluées 6 et 24<!--> <!-->heures après l’infection par RT-qPCR et dosage ELISA des cytokines.</div></div><div><h3>Résultats</h3><div>L’infection virale a stimulé l’expression de certaines enzymes de la voie des kynurénines 24<!--> <!-->h après l’infection viral, et à augmenter la concentration de QA au sein du tissu pulmonaire. La préexposition à QA augmente l’expression génique de molécules antivirales telles que IFNb et Mx1 24<!--> <!-->heures après l’infection dans les cellules BEAS 2B mais à moduler la réponse antivirale dans les macrophages en stimulant l’IFNb, mais en diminuant l’expression des récepteurs TLR. QA a également modulé l’inflammation des macrophages en stimulant l’expression et la sécrétion de molécules telles que IL6, IL8, TNFa ou encore CXCL1.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>L’infection grippale induit la voie des kynurénines, et augmente la concentration de l’acide quinolinique, qui semble impacter la réponse inflammatoire et antivirale de l’épithélium respiratoire et des macrophages, suggérant son rôle au cours des exacerbations de la BPCO.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 213"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791607","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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Consequences of exacerbation in old rats with emphysema 老年大鼠肺气肿加重的后果
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.2025.02.055
Y. Colombani, P.E. Grillet, Y. Rourre, Q. Wynands, C. Roure, L. Alburquerque, F. Lopez, P. Pomies, E. Passerieux, A. Bourdin, O. Cazorla

Introduction

Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), is marked by chronic airflow limitation due to small airway obstruction and emphysema, which involves abnormal enlargement of lung air spaces and inflammation-induced tissue destruction. COPD often coexists with cardiovascular diseases, likely due to chronic inflammation. As an age-related disease, COPD's effects are worsened with aging, intensifying both lung and systemic impacts. However, the connection between age-related emphysema and cardiac issues remains unclear, indicating a need for more research on how aging affects COPD's impact on cardiovascular health.

Methods

Old male Wistar rats (18 months old, n = 9 control, 5 ELA-LPS) received weekly intra-tracheal instillations of elastase (ELA) over 4 weeks at a dose of 10 U. I to induce emphysema. In the fourth week, alongside elastase, bacterial lipopolysaccharide (LPS) derived from E. coli O55 B: 5 was delivered to mimic a bacterial exacerbation. We evaluated pulmonary, cardiac and muscular functions using various in-vivo and ex-vivo methods, including cardiorespiratory tests on a treadmill, whole-body plethysmography and echocardiography. The results in aged animals were compared with those from young animals (6–7 weeks-old).

Results

Preliminary results revealed significant alteration in cardiac systolic function, along by morphological changes in the left ventricular posterior wall during systole and diastole, compared to the young emphysema model, where a correlation between emphysema and diastolic dysfunction was noted. Unexpectedly, there was a trend of improvement in respiratory parameters, including Peak Inspiratory Flow, Peak Expiratory Flow, and tidal volume. The cardiorespiratory performance test showed a trend towards reduced O2 consumption and decreased exercise capacity, consistent with aging patterns. Then, the assessment of lung elastic properties (ex vivo pressure-volume curve) indicated a greater loss of pulmonary elasticity compared to the young emphysematous model. Additionally, ex vivo endurance and force tests on the soleus muscle showed a tendency toward reduced muscle endurance and strength, aligning with the findings from the treadmill test.

Conclusion

This multidisciplinary approach seeks to deepen our understanding of the age-related aspects of COPD-emphysema and its broader impact on human health. Initial results are promising, showing that aged rats exhibit a more severe phenotype than younger ones. Once confirmed, the underlying causes of these age-related dysfunctions compared to younger animals need to be determined to provide valuable insights into associated cardiac disorders.
慢性阻塞性肺疾病(COPD),以小气道阻塞和肺气肿引起的慢性气流限制为特征,包括肺间隙异常扩大和炎症诱导的组织破坏。慢性阻塞性肺病通常与心血管疾病共存,可能是由于慢性炎症。作为一种与年龄相关的疾病,COPD的影响随着年龄的增长而恶化,加剧了肺部和全身的影响。然而,年龄相关性肺气肿与心脏问题之间的联系尚不清楚,这表明需要更多的研究来研究衰老如何影响COPD对心血管健康的影响。方法雄性Wistar大鼠(18月龄,对照组9只,ELA- lps组5只)每周气管内注入弹性蛋白酶(ELA)诱导肺气肿,持续4周,剂量为10u / I。在第四周,与弹性蛋白酶一起,从大肠杆菌o55b: 5中提取的细菌脂多糖(LPS)被递送,以模拟细菌恶化。我们使用各种体内和离体方法评估肺、心脏和肌肉功能,包括在跑步机上的心肺测试、全身容积脉搏图和超声心动图。将老龄动物的结果与幼龄动物(6-7周龄)的结果进行比较。结果初步结果显示,与年轻肺气肿模型相比,心脏收缩功能明显改变,收缩和舒张期间左心室后壁形态学改变,肺气肿和舒张功能障碍之间存在相关性。出乎意料的是,呼吸参数有改善的趋势,包括吸气峰值流量、呼气峰值流量和潮气量。心肺功能测试显示出氧气消耗减少和运动能力下降的趋势,与衰老模式一致。然后,肺弹性特性评估(离体压力-容积曲线)显示,与年轻肺气肿模型相比,肺弹性损失更大。此外,对比目鱼肌进行的离体耐力和力量测试显示出肌肉耐力和力量降低的趋势,这与跑步机测试的结果一致。结论:这种多学科方法旨在加深我们对copd肺气肿年龄相关方面及其对人类健康的广泛影响的理解。最初的结果是有希望的,表明年老的老鼠比年轻的老鼠表现出更严重的表型。一旦得到证实,与年轻动物相比,这些与年龄相关的功能障碍的潜在原因需要确定,以提供有关心脏疾病的有价值的见解。
{"title":"Consequences of exacerbation in old rats with emphysema","authors":"Y. Colombani,&nbsp;P.E. Grillet,&nbsp;Y. Rourre,&nbsp;Q. Wynands,&nbsp;C. Roure,&nbsp;L. Alburquerque,&nbsp;F. Lopez,&nbsp;P. Pomies,&nbsp;E. Passerieux,&nbsp;A. Bourdin,&nbsp;O. Cazorla","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.055","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.055","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), is marked by chronic airflow limitation due to small airway obstruction and emphysema, which involves abnormal enlargement of lung air spaces and inflammation-induced tissue destruction. COPD often coexists with cardiovascular diseases, likely due to chronic inflammation. As an age-related disease, COPD's effects are worsened with aging, intensifying both lung and systemic impacts. However, the connection between age-related emphysema and cardiac issues remains unclear, indicating a need for more research on how aging affects COPD's impact on cardiovascular health.</div></div><div><h3>Methods</h3><div>Old male Wistar rats (18 months old, <em>n</em> <!-->=<!--> <!-->9 control, 5 ELA-LPS) received weekly intra-tracheal instillations of elastase (ELA) over 4 weeks at a dose of 10<!--> <!-->U. I to induce emphysema. In the fourth week, alongside elastase, bacterial lipopolysaccharide (LPS) derived from <em>E.</em> <em>coli</em> O55 B: 5 was delivered to mimic a bacterial exacerbation. We evaluated pulmonary, cardiac and muscular functions using various in-vivo and ex-vivo methods, including cardiorespiratory tests on a treadmill, whole-body plethysmography and echocardiography. The results in aged animals were compared with those from young animals (6–7 weeks-old).</div></div><div><h3>Results</h3><div>Preliminary results revealed significant alteration in cardiac systolic function, along by morphological changes in the left ventricular posterior wall during systole and diastole, compared to the young emphysema model, where a correlation between emphysema and diastolic dysfunction was noted. Unexpectedly, there was a trend of improvement in respiratory parameters, including Peak Inspiratory Flow, Peak Expiratory Flow, and tidal volume. The cardiorespiratory performance test showed a trend towards reduced O<sub>2</sub> consumption and decreased exercise capacity, consistent with aging patterns. Then, the assessment of lung elastic properties (ex vivo pressure-volume curve) indicated a greater loss of pulmonary elasticity compared to the young emphysematous model. Additionally, ex vivo endurance and force tests on the soleus muscle showed a tendency toward reduced muscle endurance and strength, aligning with the findings from the treadmill test.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>This multidisciplinary approach seeks to deepen our understanding of the age-related aspects of COPD-emphysema and its broader impact on human health. Initial results are promising, showing that aged rats exhibit a more severe phenotype than younger ones. Once confirmed, the underlying causes of these age-related dysfunctions compared to younger animals need to be determined to provide valuable insights into associated cardiac disorders.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 209"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791712","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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Involvement of epithelial CD146 in severe asthma 上皮CD146在严重哮喘中的参与
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.2025.02.049
F. Lepretre , L. Moreno , A. Joshkon , N. Bardin , M. Blot-Chabaud , P. Chanez , D. Gras

Introduction

Asthma is a chronic lung disease affecting 300 million people worldwide, 2-10 % of whom suffer from severe asthma. In asthma, the bronchial epithelium is dysregulated, contributing to the pathophysiology of the disease. CD146 is an adhesion molecule that is highly expressed on all the cells from the vascular system, including endothelial cells. It is also expressed by epithelial cells, but its functions in these cells are poorly understood, as is its role in severe asthma. The aim of our study is to elucidate the role of CD146 in the bronchial epithelium and its implication in severe asthma.

Methods

Bronchial epithelia of healthy controls and severe asthma patients were reconstituted in vitro using air-liquid interface culture. Measurements of CD146 expression were made on differentiated epithelium (n = 20 control and 20 severe asthma patients). Then, undifferentiated and differentiated bronchial epithelial cells were sorted based on the expression level of CD146. The sorted undifferentiated bronchial epithelial cells were cultured and monitored during the differentiation process until obtention of a fully differentiated epithelium (n = 3). The sorted differentiated bronchial epithelial cells were used to perform RNA-Seq experiments (n = 4).

Results

We showed that CD146 is highly expressed in severe asthma patients compared to healthy controls both at mRNA and protein levels in differentiated epithelium. Then, we have shown that CD146 expression is not ubiquitous in the differentiated bronchial epithelium. Cell sorting and RNA-seq experiments demonstrated that CD146 is mostly expressed by the basal epithelial cells in the differentiated epithelium. Finally, morphological analysis revealed that CD146 seems to play a role in the bronchial epithelium differentiation process. Indeed, fully differentiated epithelium obtained from CD146+ and CD146− sorted undifferentiated bronchial epithelial cells were different in morphology and cell composition.

Conclusion

Our results suggest that CD146 is only expressed by basal cells of the bronchial epithelium and supports an important role in the differentiation of this epithelium. Moreover, we demonstrated that CD146is overexpressed in severe asthma, suggesting a possible role of this molecule in this disease notably during repair epithelial process.
哮喘是一种慢性肺部疾病,影响全世界3亿人,其中2- 10%患有严重哮喘。在哮喘中,支气管上皮是失调的,有助于疾病的病理生理。CD146是一种粘附分子,在包括内皮细胞在内的所有血管系统细胞上高度表达。它也在上皮细胞中表达,但其在这些细胞中的功能以及在严重哮喘中的作用尚不清楚。我们的研究目的是阐明CD146在支气管上皮中的作用及其在严重哮喘中的意义。方法采用气液界面培养法体外重建健康对照和重症哮喘患者的支气管上皮。在分化上皮(对照组20例,重症哮喘患者20例)上检测CD146的表达。然后,根据CD146的表达水平对未分化和分化支气管上皮细胞进行分类。将经分选的未分化支气管上皮细胞培养并监测其分化过程,直至发现完全分化的支气管上皮细胞(n = 3)。将分选的已分化支气管上皮细胞进行RNA-Seq实验(n = 4)。结果我们发现CD146在重症哮喘患者的分化上皮中mRNA和蛋白水平均高于健康对照组。然后,我们发现CD146在分化的支气管上皮中并不普遍表达。细胞分选和RNA-seq实验表明CD146主要由分化上皮中的基底上皮细胞表达。最后,形态学分析显示CD146似乎在支气管上皮分化过程中发挥作用。事实上,从CD146+和CD146 -分选的未分化支气管上皮细胞中获得的完全分化上皮在形态和细胞组成上是不同的。结论CD146仅在支气管上皮基底细胞中表达,并在支气管上皮的分化中发挥重要作用。此外,我们证实cd146在严重哮喘中过表达,这表明该分子可能在这种疾病中发挥作用,特别是在修复上皮过程中。
{"title":"Involvement of epithelial CD146 in severe asthma","authors":"F. Lepretre ,&nbsp;L. Moreno ,&nbsp;A. Joshkon ,&nbsp;N. Bardin ,&nbsp;M. Blot-Chabaud ,&nbsp;P. Chanez ,&nbsp;D. Gras","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.049","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.049","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>Asthma is a chronic lung disease affecting 300 million people worldwide, 2-10 % of whom suffer from severe asthma. In asthma, the bronchial epithelium is dysregulated, contributing to the pathophysiology of the disease. CD<sub>146</sub> is an adhesion molecule that is highly expressed on all the cells from the vascular system, including endothelial cells. It is also expressed by epithelial cells, but its functions in these cells are poorly understood, as is its role in severe asthma. The aim of our study is to elucidate the role of CD<sub>146</sub> in the bronchial epithelium and its implication in severe asthma.</div></div><div><h3>Methods</h3><div>Bronchial epithelia of healthy controls and severe asthma patients were reconstituted in vitro using air-liquid interface culture. Measurements of CD<sub>146</sub> expression were made on differentiated epithelium (n<!--> <!-->=<!--> <!-->20 control and 20 severe asthma patients). Then, undifferentiated and differentiated bronchial epithelial cells were sorted based on the expression level of CD<sub>146</sub>. The sorted undifferentiated bronchial epithelial cells were cultured and monitored during the differentiation process until obtention of a fully differentiated epithelium (n<!--> <!-->=<!--> <!-->3). The sorted differentiated bronchial epithelial cells were used to perform RNA-Seq experiments (n<!--> <!-->=<!--> <!-->4).</div></div><div><h3>Results</h3><div>We showed that CD<sub>146</sub> is highly expressed in severe asthma patients compared to healthy controls both at mRNA and protein levels in differentiated epithelium. Then, we have shown that CD<sub>146</sub> expression is not ubiquitous in the differentiated bronchial epithelium. Cell sorting and RNA-seq experiments demonstrated that CD<sub>146</sub> is mostly expressed by the basal epithelial cells in the differentiated epithelium. Finally, morphological analysis revealed that CD<sub>146</sub> seems to play a role in the bronchial epithelium differentiation process. Indeed, fully differentiated epithelium obtained from CD<sub>146</sub>+ and CD<sub>146</sub>− sorted undifferentiated bronchial epithelial cells were different in morphology and cell composition.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Our results suggest that CD<sub>146</sub> is only expressed by basal cells of the bronchial epithelium and supports an important role in the differentiation of this epithelium. Moreover, we demonstrated that CD<sub>146</sub>is overexpressed in severe asthma, suggesting a possible role of this molecule in this disease notably during repair epithelial process.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 206"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791796","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"医学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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Étude pilote morphologique et fonctionnelle de l’épithélium respiratoire des enfants présentant une bronchiolite oblitérante post infectieuse 感染后强直性支气管炎患儿呼吸上皮的形态学和功能试点研究
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.2025.02.045
J. Mazenq , L. Moreno , J-C. Dubus , P. Chanez , D. Gras

Introduction

La bronchiolite oblitérante est une pathologie pulmonaire obstructive chronique entraînant l’oblitération des petites voies respiratoires. Il s’agit d’une pathologie rare dont la prévalence et l’incidence sont inconnues en Europe. Elle est secondaire à une infection sévère des voies respiratoires inférieures chez l’enfant dont l’adénovirus est l’agent causal principal. Notre objectif principal est de décrire les atteintes de l’épithélium respiratoire chez les enfants présentant une bronchiolite oblitérante post-infectieuse (PIBO).

Méthodes

Une étude morphologique et fonctionnelle de l’épithélium bronchique d’enfants présentant une PIBO (n = 3) a été réalisée à l’aide d’un modèle d’épithélium reconstitué in vitro en interface air-liquide (ClinicalTrial.gov ID NCT06140901) et comparée à une population contrôle (prélèvement pulmonaire issu d’enfants nécessitant une chirurgie pour malformation pulmonaire (n = 8) (CERC-SFCTCV-2023-11-21_31945). La production de médiateurs pro-inflammatoires et antiviraux susceptibles d’être impliqués dans le développement d’une PIBO a été mesurée (RT-qPCR et ELISA) à l’état basal.

Résultats

Des épithéliums reconstitués in vitro d’enfants présentant une PIBO ont été obtenus avec succès. L’étude de la cohésion cellulaire, indirectement mesurée par résistance électrique transépithéliale (TEER), est identique dans les 2 populations d’étude. Concernant l’activité ciliaire, elle est présente dans les 2 populations d’étude. L’étude des mucines (MUC5AC et MUC5B) au niveau transcrit et protéique ne retrouve pas de différence entre les cellules épithéliales issues de patient présentant une PIBO et les cellules épithéliales de la population contrôle. L’étude des récepteurs à l’adénovirus (CXADR et ICAM-1) au niveau transcrit ne retrouve pas de différence entre les 2 populations d’étude. À l’état basal, les transcrits IL-33 sont significativement plus faibles dans les cellules épithéliales de PIBO et ceux de TSLP semblent plus faiblement exprimés dans la PIBO comparativement à la population contrôle, alors qu’il ne semble pas y avoir de différence avec l’IL-8. Au niveau protéique, la sécrétion de TSLP est significativement plus faible dans les cellules épithéliales de PIBO, comparativement à la population contrôle, alors que l’on ne retrouve pas de différence au niveau de l’IL-8.

Conclusion

Ces résultats préliminaires suggèrent un faible taux d’alarmines chez les enfants atteints de PIBO, ce qui pourrait être la conséquence de leur défaut de réponse à l’infection virale initiale. Il semble important d’évaluer la réponse virale des cellules épithéliales après stimulation par l’adénovirus, pour mieux comprendre l’implication potentielle de l’épithélium respiratoire dans cette pathologie.
支气管炎是一种慢性阻塞性肺病,导致小气道阻塞。这是一种罕见的疾病,其患病率和发病率在欧洲未知。它是儿童严重的下呼吸道感染的继发疾病,腺病毒是主要病因。我们的主要目标是描述感染后强迫性支气管炎(PIBO)儿童的呼吸上皮病变。MéthodesUne研究支气管上皮细胞形态和功能上具有PIBO (n = 3)的儿童进行了模型d’épithélium体外合成的界面,我们提出ClinicalTrial.gov ID NCT06140901比作一个人口)和控制(肺切除后需要手术的儿童为肺畸形(n = 8) (CERC-SFCTCV-2023-11-21_31945)。在基底状态下测量了可能参与PIBO发展的促炎和抗病毒介质(RT-qPCR和ELISA)的产生。成功获得PIBO患儿体外重建上皮。通过上皮电阻抗(TEER)间接测量的细胞内聚研究在两个研究人群中是相同的。关于纤毛活动,它存在于两个研究人群中。在转录和蛋白质水平上对MUC5AC和MUC5B的研究发现,PIBO患者的上皮细胞与对照组的上皮细胞之间没有差异。在转录水平上对腺病毒受体(CXADR和ICAM-1)的研究没有发现两个研究人群之间的差异。在基线状态下,PIBO上皮细胞中的IL-33转录本明显较弱,与对照组相比,PIBO中的TSLP转录本似乎较弱,而IL-8似乎没有差异。在蛋白质水平上,与对照组相比,PIBO上皮细胞中TSLP的分泌明显较低,而IL-8水平没有差异。结论这些初步结果表明,患有PIBO的儿童警报率较低,这可能是由于他们对最初的病毒感染缺乏反应。为了更好地了解呼吸上皮细胞在腺病毒刺激下的潜在参与,评估上皮细胞的病毒反应似乎很重要。
{"title":"Étude pilote morphologique et fonctionnelle de l’épithélium respiratoire des enfants présentant une bronchiolite oblitérante post infectieuse","authors":"J. Mazenq ,&nbsp;L. Moreno ,&nbsp;J-C. Dubus ,&nbsp;P. Chanez ,&nbsp;D. Gras","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.045","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.045","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>La bronchiolite oblitérante est une pathologie pulmonaire obstructive chronique entraînant l’oblitération des petites voies respiratoires. Il s’agit d’une pathologie rare dont la prévalence et l’incidence sont inconnues en Europe. Elle est secondaire à une infection sévère des voies respiratoires inférieures chez l’enfant dont l’<em>adénovirus</em> est l’agent causal principal. Notre objectif principal est de décrire les atteintes de l’épithélium respiratoire chez les enfants présentant une bronchiolite oblitérante post-infectieuse (PIBO).</div></div><div><h3>Méthodes</h3><div>Une étude morphologique et fonctionnelle de l’épithélium bronchique d’enfants présentant une PIBO (n<!--> <!-->=<!--> <!-->3) a été réalisée à l’aide d’un modèle d’épithélium reconstitué <em>in vitro</em> en interface air-liquide (ClinicalTrial.gov ID NCT06140901) et comparée à une population contrôle (prélèvement pulmonaire issu d’enfants nécessitant une chirurgie pour malformation pulmonaire (n<!--> <!-->=<!--> <!-->8) (CERC-SFCTCV-2023-11-21_31945). La production de médiateurs pro-inflammatoires et antiviraux susceptibles d’être impliqués dans le développement d’une PIBO a été mesurée (RT-qPCR et ELISA) à l’état basal.</div></div><div><h3>Résultats</h3><div>Des épithéliums reconstitués <em>in vitro</em> d’enfants présentant une PIBO ont été obtenus avec succès. L’étude de la cohésion cellulaire, indirectement mesurée par résistance électrique transépithéliale (TEER), est identique dans les 2 populations d’étude. Concernant l’activité ciliaire, elle est présente dans les 2 populations d’étude. L’étude des mucines (MUC5AC et MUC5B) au niveau transcrit et protéique ne retrouve pas de différence entre les cellules épithéliales issues de patient présentant une PIBO et les cellules épithéliales de la population contrôle. L’étude des récepteurs à l’<em>adénovirus</em> (CXADR et ICAM-1) au niveau transcrit ne retrouve pas de différence entre les 2 populations d’étude. À l’état basal, les transcrits IL-33 sont significativement plus faibles dans les cellules épithéliales de PIBO et ceux de TSLP semblent plus faiblement exprimés dans la PIBO comparativement à la population contrôle, alors qu’il ne semble pas y avoir de différence avec l’IL-8. Au niveau protéique, la sécrétion de TSLP est significativement plus faible dans les cellules épithéliales de PIBO, comparativement à la population contrôle, alors que l’on ne retrouve pas de différence au niveau de l’IL-8.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Ces résultats préliminaires suggèrent un faible taux d’alarmines chez les enfants atteints de PIBO, ce qui pourrait être la conséquence de leur défaut de réponse à l’infection virale initiale. Il semble important d’évaluer la réponse virale des cellules épithéliales après stimulation par l’<em>adénovirus</em>, pour mieux comprendre l’implication potentielle de l’épithélium respiratoire dans cette pathologie.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 204"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791792","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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Are the behaviors of myogenic progenitors induced by mechanical stretch similar between the human quadriceps and diaphragm? 机械拉伸诱导的肌源性祖细胞的行为在人的股四头肌和横膈膜之间是否相似?
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.2025.02.086
E. Lhospice , G. Hugon , F. Panaro , B. Al Taweel , S. Matecki , G. Carnac

Introduction

The stretch-induced behaviors of myogenic progenitors from the human diaphragm during mechanical ventilation are poorly understood. In all muscles, following injury, quiescent satellite cells (SCs) become activated, proliferate into myoblasts, and then merge and differentiate to form myotubes. Until now, SC adaptation to injury has been considered similar across various muscles. However, in animal models, transcriptional factors involved in maintaining the quiescent state, such as PAX3 and PAX7, are expressed differently between the diaphragm and quadriceps. In humans, no data currently exist to determine whether differences in stretch-induced behavior of myogenic progenitors during mechanical ventilation exist between these two muscles.

Methods

To address this issue, we purified and characterized human satellite cells from quadriceps and diaphragm biopsies from 11 patients. We then plan to culture these cells on a stretchable PDMS support to develop an in vitro model involving mechanical stress applied to human primary muscle-derived cells. A stretch of 12% of the initial length was applied using a FlexCell apparatus at a frequency of 0.3 Hz to mimic mechanical ventilation in the ICU as showed in Fig. 1.

Results

Our preliminary results (n = 6) show that the Pax7/Pax3 ratio at the myoblast stage, the fusion index, and the surface area at the myotube stage were higher in quadriceps compared to the diaphragm, indicating a higher quality of differentiation (Fig. 2). In a preliminary exploratory experiment, human diaphragm muscle cells from one patient were subjected to different stretching protocols, varying between 2 and 6 days, initiated at different stages of development. Our first results as indicated in Fig. 3 show that the quadriceps and diaphragm cells tolerate the stretching protocol and can proliferate and differentiate under these conditions.

Conclusion

Our preliminary results show that a comparative study between diaphragmatic and quadriceps cells will allow us in the future to assess the sensitivity of these two cell populations to mechanical stress.
在机械通气过程中,来自人体膈肌的肌源性祖细胞的拉伸诱导行为尚不清楚。在所有肌肉中,损伤后,静止卫星细胞(SCs)被激活,增殖成肌细胞,然后合并和分化形成肌管。到目前为止,SC对损伤的适应被认为是不同肌肉相似的。然而,在动物模型中,参与维持静止状态的转录因子,如PAX3和PAX7,在横膈膜和股四头肌之间表达不同。在人类中,目前还没有数据来确定这两种肌肉在机械通气时拉伸诱导的肌源性祖细胞行为是否存在差异。方法为了解决这一问题,我们从11例患者的股四头肌和膈肌活检中纯化并鉴定了人卫星细胞。然后,我们计划在可拉伸的PDMS支架上培养这些细胞,以建立一个体外模型,该模型涉及对人类原代肌肉来源细胞施加机械应力。如图1所示,使用FlexCell设备以0.3 Hz的频率施加初始长度12%的拉伸,以模拟ICU中的机械通气。我们的初步结果(n = 6)显示,与横膈膜相比,股四头肌在成肌细胞阶段的Pax7/Pax3比率、融合指数和肌管阶段的表面积更高,表明分化质量更高(图2)。在一项初步的探索性实验中,来自一名患者的人横膈膜细胞在不同的发育阶段进行了不同的拉伸,拉伸时间在2到6天之间。我们的第一个结果如图3所示,表明股四头肌和横膈膜细胞耐受拉伸方案,并能在这些条件下增殖和分化。我们的初步结果表明,横膈肌和股四头肌细胞之间的比较研究将使我们能够在未来评估这两个细胞群体对机械应力的敏感性。
{"title":"Are the behaviors of myogenic progenitors induced by mechanical stretch similar between the human quadriceps and diaphragm?","authors":"E. Lhospice ,&nbsp;G. Hugon ,&nbsp;F. Panaro ,&nbsp;B. Al Taweel ,&nbsp;S. Matecki ,&nbsp;G. Carnac","doi":"10.1016/j.rmr.2025.02.086","DOIUrl":"10.1016/j.rmr.2025.02.086","url":null,"abstract":"<div><h3>Introduction</h3><div>The stretch-induced behaviors of myogenic progenitors from the human diaphragm during mechanical ventilation are poorly understood. In all muscles, following injury, quiescent satellite cells (SCs) become activated, proliferate into myoblasts, and then merge and differentiate to form myotubes. Until now, SC adaptation to injury has been considered similar across various muscles. However, in animal models, transcriptional factors involved in maintaining the quiescent state, such as PAX3 and PAX7, are expressed differently between the diaphragm and quadriceps. In humans, no data currently exist to determine whether differences in stretch-induced behavior of myogenic progenitors during mechanical ventilation exist between these two muscles.</div></div><div><h3>Methods</h3><div>To address this issue, we purified and characterized human satellite cells from quadriceps and diaphragm biopsies from 11 patients. We then plan to culture these cells on a stretchable PDMS support to develop an in vitro model involving mechanical stress applied to human primary muscle-derived cells. A stretch of 12% of the initial length was applied using a FlexCell apparatus at a frequency of 0.3<!--> <!-->Hz to mimic mechanical ventilation in the ICU as showed in <span><span>Fig. 1</span></span>.</div></div><div><h3>Results</h3><div>Our preliminary results (<em>n</em> <!-->=<!--> <!-->6) show that the Pax7/Pax3 ratio at the myoblast stage, the fusion index, and the surface area at the myotube stage were higher in quadriceps compared to the diaphragm, indicating a higher quality of differentiation (<span><span>Fig. 2</span></span>). In a preliminary exploratory experiment, human diaphragm muscle cells from one patient were subjected to different stretching protocols, varying between 2 and 6 days, initiated at different stages of development. Our first results as indicated in <span><span>Fig. 3</span></span> show that the quadriceps and diaphragm cells tolerate the stretching protocol and can proliferate and differentiate under these conditions.</div></div><div><h3>Conclusion</h3><div>Our preliminary results show that a comparative study between diaphragmatic and quadriceps cells will allow us in the future to assess the sensitivity of these two cell populations to mechanical stress.</div></div>","PeriodicalId":21548,"journal":{"name":"Revue des maladies respiratoires","volume":"42 4","pages":"Page 225"},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2025-04-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"143791409","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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期刊
Revue des maladies respiratoires
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