Éditeur(s) : HAL CCSD Elsevier
Résumé : International audience
The transcription factor nuclear factor-erythroid 2-related-2 (Nrf2) controls cellular redox homeostasis and displays immunomodulatory properties. Nrf2 alters cytokine expression in murine T cells, but its effects in human T lymphocytes are unknown. This study investigated the expression and activity of Nrf2 in human activated CD4(+) T helper lymphocytes (Th cells) that mediate the adaptive immune response. Th cells were isolated from peripheral blood mononuclear cells and activated with antibodies against CD3 and CD28, mimicking physiologic Th cell stimulation by dendritic cells. Nrf2 is hardly detectable in unstimulated Th cells. Activation of Th cells rapidly and strongly increases the levels of Nrf2 protein by increasing NRF2 gene transcription. Th cell activation also enhances mRNA and protein levels of Nrf2 target genes encoding antioxidant enzymes. Blocking Nrf2 expression using chemical inhibitors or siRNAs prevents these gene inductions. Pretreatment with inorganic arsenic, a Nrf2 inducer that does not alter NRF2 gene expression, increases protein level and transcriptional activity of Nrf2 induced by Th cell stimulation. Inorganic arsenic enhances nuclear translocation of Nrf2, its interaction with the coactivator protein p300, and its DNA binding activity. Inhibition of Nrf2 expression abrogates the effects of inorganic arsenic on mRNA levels of antioxidant genes, but does not alter the expression of IL-2, TNF-α, interferon-γ, or IL-17 in Th cells activated in the absence or presence of the metalloid. In conclusion, this study demonstrates for the first time that stimulation of human Th cells increases transcription of the NRF2 gene and activity of the Nrf2 protein. However, modulation of Nrf2 levels does not modify the secretion of inflammatory cytokines from these T lymphocytes.
ISSN: 0891-5849

hal-01018643
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DOI : 10.1016/j.freeradbiomed.2014.03.006

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Inorganic arsenic is an environmental human carcinogen, but is also studied these days because of its potential effectiveness in curing chronic inflammatory disease. Indeed, this metalloid possesses immunosuppressive properties which can dysregulate physiological mechanisms involved in immune defense, or reduce inflammation associated with those inflammatory diseases. Inorganic arsenic is known mainly to alter functions of T cells and macrophages. However, it is unknown whether arsenic targets dendritic cells (DCs). Yet, this antigen presenting cells plays a major role in the immunosurveillance, and is involved in the physiopathology of chronic inflammatory diseases. So, the aim of my thesis work was to study the effects of inorganic arsenic on in vitro differenciation and maturation of dendritic cells from human monocytes. Our results mainly shows that concentrations corresponding to those measured in environmentally exposed people, inhibits DCs secretion of proinflammatory cytokines, which plays a major role in activation and polarization of T cells. Particularly, arsenic strongly impairs expression and secretion of interleukine 12 (IL-12) by an underlying molecular mechanism involving Nrf2. Finally, this work shows that inorganic arsenic has immunosuppressive properties on the physiology in vitro of human dendritic cells. Immunotoxicity may then contribute to the metalloid toxicity in environmentally exposed people. This element could be taken into account when determining arsenic effects in curing some chronic inflammatory diseases.
L’arsenic inorganique est un contaminant environnemental, cancérogène pour l’homme, mais également un métalloïde étudié, aujourd’hui, dans le traitement de maladies inflammatoires chroniques. Il possède des propriétés immunosuppressives pouvant déréguler les mécanismes physiologiques de défense ou bloquer l’exacerbation de réponses inflammatoires chroniques. L’arsenic inorganique altère principalement les fonctions des lymphocytes T et des macrophages. En revanche, l’impact du métalloïde sur la physiologie des cellules dendritiques (DCs) est peu connu. Pourtant, ces cellules présentatrices d’antigène jouent un rôle fondamental dans les processus d’immunosurveillance et sont très impliquées dans la physiopathologie des maladies inflammatoires chroniques. Dans ce contexte, les objectifs de mon travail de thèse étaient d’étudier les effets de l’arsenic inorganique sur la différenciation et la maturation in vitro de DCs générées à partir de monocytes humains. Nos résultats démontrent principalement que des concentrations de métalloïde, compatibles avec les taux plasmatiques d’arsenic mesurés chez les individus exposés, répriment la capacité des DCs à sécréter différentes cytokines pro-inflammatoires jouant un rôle essentiel dans l’activation et la polarisation des lymphocytes T. En particulier, l’arsenic inhibe l’expression et la sécrétion de l’interleukine-12 par un mécanisme moléculaire impliquant le facteur de transcription Nrf2. Au total, ces travaux de thèse démontrent que l’arsenic inorganique possède des propriétés immunosuppressives sur la physiologie in vitro des DCs humaines. Cette immunotoxicité pourrait contribuer à la toxicité du métalloïde chez l’homme exposé par voie environnementale, et être prise en compte pour déterminer les effets de l’arsenic dans le traitement de certaines maladies inflammatoires chroniques
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NNT : 2013REN1B013
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Macrophages (MΦ), well-known to play a key role in immune response, also respond to environmental toxic chemicals such as diesel exhaust particles (DEP), an air pollutant recently classified as carcinogenic to humans. MΦ are heterogeneous and plastic cells which activate according to their microenvironment into either an M1 subtype (so called classically activated or pro-inflammatory) under IFNγ and LPS stimulation or an M2 subtype (so called alternatively activated or anti-inflammatory) under IL-4 and/or IL-13 stimulation. However, potential effects of DEPs on M1/M2 MΦ polarization remain poorly documented. First, we characterized the expression marker of in vitro M-CSF-differentiated MΦ from human monocytes and activated into the M1 or M2 subtypes. Our main results show that M-CSF-generated MΦ considered as anti-inflammatory are actually able to switch to an M1 phenotype after IFNγ/LPS stimulation. Furthermore, the markers identified in this study were used to assess the impact of organic extracts of DEP (DEPe) on MΦ polarization and more generally on their physiology. DEPe alter some M1 and M2 markers expressed by polarized MΦ, without causing the overall inhibition of the M1 and M2 polarization process or the switch to a different phenotype. This phenotype alteration is associated with a decrease in the LPS-dependent inflammatory response in M1 MΦ and the chemotactic capacities in M2 MΦ. DEPe decrease the secretion of some cytokines and chemokines such as IL-6, IL-12p40 and CCL18 via AhR and/or Nrf2 activation. At the same time, we show that M1 and M2 MΦ in response to DEPe are able to secrete a sufficient level of a pro-fibrotic growth factor, the platelet derived growth factor B (PDGF-B) via AhR activation, leading to stimulation of lung fibroblast proliferation. Finally, these works show that DEPe have immunotoxic properties with regards to the physiology of human in vitro polarized MΦ. This immunotoxicity may then contribute to the deleterious effects of these urban environmental contaminants on human health.
Les macrophages (MΦ), des cellules clefs de la réponse immunitaire peuvent répondre à des contaminants environnementaux comme les particules diesel (DEP), des polluants atmosphériques récemment classés cancérigènes pour l'Homme. Les MΦ sont des cellules hétérogènes et plastiques qui s'activent en fonction de leur microenvironnement soit en MΦ M1 (dits classiquement activés ou pro-inflammatoires) sous l'effet de l'INFγ et du LPS soit en MΦ M2 (dits alternativement activés ou réparateurs) sous l'effet de l'IL-4 et/ou de l'IL-13. Les effets des DEP sur la polarisation M1/M2 des MΦ restent peu documentés. Nous avons dans un premier temps caractérisé l'expression des marqueurs des MΦ différenciés in vitro en présence de M-CSF à partir de monocytes humains et polarisés en sous-type M1 ou M2. Nos principaux résultats montrent que les MΦ différenciés au M-CSF considérés comme des MΦ anti-inflammatoires, sont en réalité capables de s'activer vers un phénotype M1 après une stimulation au LPS/IFNγ. De plus, les marqueurs mis en évidence au cours de ce travail ont permis d'évaluer l'impact d'extraits organiques de DEP (DEPe) sur la polarisation des MΦ et plus généralement sur leur physiologie. Les DEPe altèrent l'expression de certains marqueurs M1 et M2 des MΦ, sans toutefois provoquer d'inhibition globale des processus de polarisation M1 et M2 ou de transition d'un phénotype vers un autre. Cette altération du phénotype est associée à une diminution de la réponse inflammatoire LPS-dépendante dans les MΦ M1 et des capacités chimiotactiques des MΦ M2. Les DEPe diminuent la sécrétion de certaines cytokines et chimiokines comme l'IL-6, l'IL-12p40 et le CCL18 via l'activation d'AhR et/ou de Nrf2. Parallèlement, nous montrons que les MΦ M1 et M2 exposés aux DEPe sécrètent le platelet deried growth factor B (PDGF-B), un facteur de croissance profibrosant, via l'activation d'AhR en quantité suffisante pour stimuler la prolifération de fibroblastes pulmonaires. Au total, ces travaux démontrent que les DEP possèdent des propriétés immunotoxiques vis-à-vis de la physiologie des macrophages humains polarisés in vitro. Cette immunotoxicité pourrait participer aux effets délétères de ces contaminants environnementaux urbains sur la santé humaine.
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NNT : 2015REN1S011
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Éditeur(s) : HAL CCSD Public Library of Science
Résumé : International audience
Macrophages (MΦ), well-known to play an important role in immune response, also respond to environmental toxic chemicals such as diesel exhaust particles (DEP). Potential effects of DEPs towards MΦ polarization, a key hall-mark of MΦ physiology, remain however poorly documented. This study was therefore designed to evaluate the effects of a reference DEP extract (DEPe) on human MΦ polarization. Human blood monocytes-derived MΦ were incubated with IFNγ+LPS or IL-4 to obtain M1 and M2 subtypes, respectively; a 24 h exposure of polarizing MΦ to 10 μg/ml DEPe was found to impair expression of some macrophagic M1 and M2 markers, without however overall inhibition of M1 and M2 polarization processes. Notably, DEPe treatment increased the secretion of the M1 marker IL-8 and the M2 marker IL-10 in both MΦ subtypes, whereas it reduced lipopolysaccharide-induced IL-6 and IL-12p40 secretion in M1 MΦ. In M2 MΦ, DEPe exposure led to a reduction of CD200R expression and of CCL17, CCL18 and CCL22 secretion, associated with a lower chemotaxis of CCR4-positive cells. DEPe activated the Nrf2 and AhR pathways and induced expression of their reference target genes such as Hmox-1 and cytochrome P-4501B1 in M1 and M2 MΦ. Nrf2 or AhR silencing through RNA interference prevented DEPe-related down-regulation of IL-6. AhR silencing also inhibited the down-secretion of IL-12p40 and CCL18 in M1- and M2-DEPe-exposed MΦ, respectively. DEPs are therefore likely to alter expression of some M1 and M2 markers in an AhR- and Nrf2-dependent manner; such regulations may contribute to deleterious immune effects of atmospheric DEP.
ISSN: 1932-6203

hal-01122723
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PUBMED : 25710172
DOI : 10.1371/journal.pone.0116560