Academic literature on the topic 'Invasivité extracellulaire in vitro'

ABSTRACT Src tyrosine kinases are central components of adhesive responses and are required for cell spreading onto the extracellular matrix. Among other intracellular messengers elicited by integrin ligation are reactive oxygen species, which act as synergistic mediators of cytoskeleton rearrangement and cell spreading. We report that after integrin ligation, the tyrosine kinase Src is oxidized and activated. Src displays an early activation phase, concurrent with focal adhesion formation and driven mainly by Tyr527 dephosphorylation, and a late phase, concomitant with reactive oxygen species production, cell spreading, and integrin-elicited kinase oxidation. In addition, our results suggest that reactive oxygen species are key mediators of in vitro and in vivo v-Src tumorigenic properties, as both antioxidant treatments and the oxidant-insensitive C245A and C487A Src mutants greatly decrease invasivity, serum-independent and anchorage-independent growth, and tumor onset. Therefore we propose that, in addition to the known phosphorylation/dephosphorylation circuitry, redox regulation of Src activity is required during both cell attachment to the extracellular matrix and tumorigenesis.

En raison des incertitudes épidémiologiques relatives aux maladies à prions, il est urgent de découvrir et de développer des thérapeutiques anti-prions chez l’homme. L’efficacité des molécules candidates est essentiellement testée in vitro sur des cellules de neuroblastome. Pour plusieurs molécules, dont la quinacrine, il a été observé une discordance entre l’effet anti-prion in vitro et l’absence d’efficacité clinique dans le traitement de la maladie de Creutzfeldt-Jakob. Pour documenter l’hypothèse selon laquelle l’absence d’efficacité de la quinacrine était d’ordre pharmacocinétique (et donc prévisible), la disposition de la quinacrine (disparition de la quinacrine du compartiment sanguin, qui résulte par exemple de processus de distribution et d’élimination du principe actif) a été étudiée à la fois in vivo et in vitro afin de déterminer les doses qu’il conviendrait d’administrer in vivo pour obtenir des concentrations efficaces dans la biophase. Le modèle de brebis naturellement atteintes de tremblante a été utilisé. Dans un premier temps, un essai thérapeutique contrôlé sur des brebis en phase clinique de tremblante a permis de confirmer ce qui était connu chez l’homme, c’est-à-dire l’absence d’efficacité clinique de la quinacrine. Sur le modèle in vitro reproduisant les conditions princeps de culture pour lesquelles 50 % de l’effet anti-prion avait été observé, avec une concentration nominale de quinacrine de 300 nM (nanomoles par litre), nous avons redéterminé les EC50 (concentration qui permet d’inhiber à 50 % la formation de PrP pathogène) pour les biophases potentielles de l’action anti-prion en mesurant sélectivement, par HPLC (chromatographie liquide haute performance), les véritables concentrations extracellulaire (120 nM) et intracellulaire (6700 nM) de quinacrine dans les neuroblastomes en culture. Les concentrations de quinacrine dans le Liquide Cérébro-Spinal (LCS) et le tissu nerveux cérébral, représentatifs in vivo respectivement des biophases extracellulaire et intracellulaire, ont été mesurées chez la brebis après une administration de quinacrine. Les concentrations de quinacrine dans le liquide cérébro-spinal (< 2,1 nM et 55 nM, obtenues respectivement pour des doses thérapeutique et toxique) sont restées très inférieures aux concentrations nécessaires pour obtenir in vitro un effet antiprion (120 nM). Les concentrations totales de quinacrine dans le tissu nerveux (1040 nM) après une dose thérapeutique sont restées inférieures aux concentrations de quinacrine actives in vitro (6700 nM) et, seule une dose toxique de quinacrine a permis d’atteindre des concentrations intracellulaires actives (53800 nM). En définitive, quelle que soit la biophase intra- ou extracellulaire, les schémas posologiques non toxiques sont incapables de maintenir des concentrations antiprion efficaces de quinacrine. A l’avenir, pour éviter des études in vivo dont on peut prévoir d’emblée qu’elles sont vouées à l’échec, notamment chez l’homme, il est recommandé de mesurer les EC50 anti-prions dans les biophases in vitro, pour évaluer si les effets anti-prion observés in vitro sont extrapolables in vivo.

Les podosomes sont des microdomaines membranaires riches en actine, en interaction directe avec la matrice extracellulaire. Des câbles d’acto-myosine les assemblent en réseau pour former une superstructure cellulaire aux fonctions versatiles. Extensivement décrits in vitro, les podosomes se dessinent comme des acteurs majeurs de processus physiologiques spécifiques. Les détails de leur intervention in vivo restent à préciser. Le microenvironnement ayant un effet prépondérant dans l’acquisition de leurs caractéristiques morphologiques et fonctionnelles, leur rôle ne peut être abordé que dans un contexte cellulaire particulier. Nous nous focaliserons ici sur trois processus impliquant ces structures et discuterons les propriétés des podosomes exploitées dans ces situations.

Background: Tenascin-C is a large extracellular matrix protein that is expressed in the basal membrane zone during embryonic development, tissue repair, and oncogenesis. In vitro studies suggest that proliferating epithelium induces the production of tenascin-C by mesenchymal cells. Objective: Our goal was to compare the expression of tenascin-C in psoriasis with other papulosquamous disorders of the skin in pediatric patients. Methods: The study was conducted on skin biopsy samples of 37 patients with psoriasis or other papulosquamous disorders. Of the 37 skin biopsy samples, 17 (45.9%) were diagnosed as psoriasis and 20 (54.1%) were diagnosed as other papulosquamous disorders histopathologically, and the expression of tenascin-C was evaluated immunohistochemically. Results: Tenascin-C expression was seen in the dermis of lesional tissues or epidermal keratinocytes in 1 (5.8%) of the 17 biopsy samples diagnosed as psoriasis and 15 (75.0%) of the 20 biopsy samples diagnosed as other papulosquamous disorders ( p = .001). Conclusion: Tenascin-C expression was not found to be a staining characteristic of psoriasis lesions. But the significant staining intensity of the tenascin-C expression in other papulosquamous disorders suggests that tenascin-C expression might be an epiphenomenon in the papulosquamous disorders other than psoriasis immunohistochemically. Antécédents: La ténascine-C est une grande protéine de la matrice extracellulaire qui est exprimée dans la membrane basale durant le développement embryonnaire, le processus de réparation des tissus, et l'oncogenèse. Les études in vitro suggèrent que la prolifération épithéliale cause la production de la ténascine-C par les cellules mésenchymateuses.

The pathogenicity of group A Streptococcus (GAS) is mediated by direct bacterial invasivity and toxin-associated damage. Among the extracellular products, the exotoxin streptolysin O (SLO) is produced by almost all GAS strains. SLO is a pore forming toxin (PFT) hemolitically active and extremely toxic in vivo. Recent evidence suggests that human serum albumin (HSA), the most abundant protein in plasma, is a player in the innate immunity “orchestra.” We previously demonstrated that HSA acts as a physiological buffer, partially neutralizing Clostridioides difficile toxins that reach the bloodstream after being produced in the colon. Here, we report the in vitro and ex vivo capability of HSA to neutralize the cytotoxic and hemolytic effects of SLO. HSA binds SLO with high affinity at a non-conventional site located in domain II, which was previously reported to interact also with C. difficile toxins. HSA:SLO recognition protects HEp-2 and A549 cells from cytotoxic effects and cell membrane permeabilization induced by SLO. Moreover, HSA inhibits the SLO-dependent hemolytic effect in red blood cells isolated from healthy human donors. The recognition of SLO by HSA may have a significant protective role in human serum and sustains the emerging hypothesis that HSA is an important constituent of the innate immunity system.

L’expression anormale du canal sodique Nav1.5 dans le cancer du sein est corrélée au développement métastatique et à une mortalité augmentée. Le canal Nav1.5 est localisé dans les invadopodes des cellules cancéreuses mammaires humaines MDA-MB-231 et augmente leur activité protéolytique par une modulation allostérique de l’échangeur NHE-1 et l’activation de protéases acides. In vivo, dans un modèle de xénogreffe sur souris NMRI nude, l’expression de Nav1.5 potentialise la colonisation des poumons par les cellules cancéreuses mammaires humaines. Cette colonisation métastatique est inhibée par un traitement à la ranolazine, un inhibiteur pharmacologique des canaux Nav1.5. La sous-unité β4, auxiliaire des canaux Nav, voit son expression diminuer au cours de la progression cancéreuse, ce qui est associé in vitro à une augmentation de l’invasivité cellulaire. Cette augmentation d’invasivité semble indépendante du canal Nav1.5 et pourrait être associée à une transition des cellules vers un phénotype amiboïde. En conclusion, l’expression de Nav1.5 et la perte d’expression de β4 semblent jouer des rôles complémentaires dans l’invasivité des cellules cancéreuses
The abnormal expression of sodium channel Nav1.5 in breast cancer is correlated with metastatic development and an increased mortality. The Nav1.5 channel is located in invadopodia in human breast cancer cells MDA-MB-231, where it increases proteolytic activity by allosteric modulation of exchanger NHE-1 and activation of acidic proteases. In vivo, in a xenograft model in nude NMRI mice, the expression of Nav1.5 potentiates lung colonization by human breast cancer cells. Metastatic colonization is inhibited by treatment with ranolazine, a pharmacological inhibitor of Nav1.5. The β4 subunit, an auxiliary subunit of Nav channels, is expressed at low levels or lost when tumors are more aggressive, and its suppression in vitro increases celI invasiveness. This increase seems to be independent of Nav1.5 and could be associated with the transition of cells to an amoeboid phenotype. In conclusion, Nav1.5 expression and the loss of β4 expression seem to play complementary roles in the invasiveness of cancer cells

Le poumon, de part sa situation privilégiée à l'interface entre l'individu et l'environnement, est continuellement agressé. Les mécanismes de réparation tissulaire y sont donc particulièrement importants. Notre hypothèse est que la phase capitale de ré-épithélialisation par les pneumocytes de type II, au cours de la réparation pulmonaire, dépend étroitement des remaniements matriciels assurés par les protéases de la matrice extracellulaire, métalloprotéases et sérine-protéases. Nous avons montré que la dégradation du collagène de type I par les collagénases, et l'induction de la fibronectine et de PAl-1 par le KGF favorisaient la fermeture de blessures mécaniques de l'épithélium alvéolaire pulmonaire in vitro, en augmentant les capacités de migration des cellules en bordure de la blessure. L'ensemble de ces travaux mettent en évidence la place fondamentale occupée par les remaniements matriciels et les protéases matricielles lors des processus de réparation épithéliale pulmonaire
Due to its interface position between the body and the environment, the lung is permanently agressed. Thus, repair process are essential part of lung homeostasis. Our hypothesis is that re-epithelialization by type II pneumocytes is a crucial phase of lung repair, which depend on extracellular matrix remodelling proceedings by extracellular matrix proteases, i. E. Metallo and serine proteases. We demonstrated that proteolytic cleavage of type I collagen by collagenaes, and induction of fibronectin and PAI-l by KGF, enhanced wound closure of lung alveolar epithelial in vitro, by increasing cell motility functions. Altogether, these works demonstrated the crucial functions of extracellular matrix rentodelling and extracellular matrix proteaees during proceedings of lung epithelial repair

La transplantation d'îlots pancréatiques est une thérapie proposée aux diabétiques de type 1 afin de restaurer une sécrétion physiologique d'insuline. Cette thérapie se heurte à une perte importante d’îlots en culture due à l’hypoxie. Des émulsions de perfluorocarbures (PFCs) ont été testées dans cette étude afin d’apporter l’oxygène nécessaire aux îlots. Les émulsions de PFCs provoquent un décollement des lignées de cellules β à l'origine de la formation de pseudo-îlots et ainsi qu’une absence d’adhésion des îlots pancréatiques de rat au support. Cet effet s'accompagne d'une diminution de l'hypoxie cellulaire, responsable, sur les îlots contrôles, d'une fibrose interstitielle irréversible. De plus, les émulsions de PFCs sont capables de préserver in vitro la fonctionnalité des îlots jusqu'à 5 jours après isolement. Ces données suggèrent que les émulsions de PFCs pourraient être un nouvel outil permettant de préserver les îlots pancréatiques in vitro mais offrant également de grandes potentialités quant à leur utilisation in vivo lors de la transplantation d'îlots libres ou d'îlots encapsulés
Islet transplantation proved a viable route to insulin independence for type 1 diabetic subjects. However, hypoxia enhances an important loss of pancreatic islets in culture. Perfluorocarbons (PFCs) serve also as oxygen "reservoirs" for harvested organs in pancreas organ transplantation. The aim of this work was to study effect of PFCs emulsions on β cells lines and on pancreatic islets in vitro. PFCs emulsion was not toxic but decreased cellular adhesion and enhanced cells detachment which triggered to pseudo-islets formation. Validation of PFCs emulsions on rat pancreatic islets also showed an anti-adhesive effect. Moreover, PFCs emulsions protected islets from an irreversible interstitial fibrosis in islets control linked to hypoxia. Consequently, PFCs emulsions preserved islets functionality for at least 5 days in vitro. Taken together, these data suggest that PFCs emulsions could be a new tool to preserve islets in vitro and would be very useful regarding islets transplantation

L’épithélium intestinal est composé d’une monocouche de cellules épithéliales qui recouvrent à la fois les villi qui projettent dans le lumen et les cryptes invaginées dans le tissu conjonctif sous-jacent. Les cellules souches intestinales prolifèrent dans les cryptes et se différencient en 5 types de cellules différenciées incluant les entérocytes, les cellules de Paneth, les cellules caliciformes, les cellules entéroendocrines et les cellules Tuft. La plupart de ces cellules différenciées migrent vers le pôle apical du villus où elles meurent par apoptose exception faite des cellules de Paneth qui sont présentes uniquement dans les cryptes. Les cellules épithéliales adhèrent à la membrane basale qui sépare l’épithélium du stroma principalement constitué de collagène I et de fibroblastes. L’épithélium intestinal est renouvelé chaque semaine. Plusieurs voies de signalisation biochimiques qui gouvernent l’homéostasie intestinale ont été isolées en utilisant des modèles murins. En complément des études menées in vivo, des systèmes in vitro ont été développés de répondre à des questions difficiles à étudier in vivo, on peut notamment citer les organoides. Malgré leur indiscutable intérêt, les organoides ne reproduisent pas certaines caractéristiques majeures de l’intestin, à savoir que le nombre de total de cellules ne reste pas constant, qu’ils ne forment pas spontanément des villi et que le stroma est absent de ces modèles. Présentement, uniquement deux microsystèmes ont tenté de pallier l’absence de villi de ces modèles en reproduisant des caractéristiques dynamique (i.e le mouvement péristaltique) ou architecturale (i.e la topographie des villi) de l’intestin dans le but d’induire la formation des villi. Cependant, dans ces deux systèmes, les cellules ne reposent pas sur un substrat physiologique et sont directement ensemencées sur un support élastomérique. Quand bien même la surface de ces substrats est traitée avec des molécules constitutives de la matrice extracellulaire (ECM), ils ne reproduisent pas la micro-architecture (e.g sa structure microfibrillaire et la possibilité d’être remodelée par les cellules ensemencées) et les propriétés mécaniques spécifiques de l’ECM intestinale. Il est ainsi fort probable que ces systèmes induisent des phénotypes différents de ceux comprenant un substrat physiologique. Pour éviter ces phénomènes, nous avons développé un système innovant qui reproduit à la fois la composition et la topographie de la matrice intestinale. Le collagène I, en tant que principal composant des matrices extracellulaires, des mammifères a naturellement été choisi comme substrat cellulaire. La composition ainsi que les propriétés rhéologiques du collagène commercial ont été comparées au collagène extrait de queue de rat dans le laboratoire. Les techniques de lithographies ont été adaptées pour microstructurer les hydrogels en collagène en une sinusoïde tridimensionnelle de 400µm de période et 400µm d’amplitude en accord avec les dimensions anatomiques des intestins de souris. Les cellules épithéliales de lignées Caco2 qui sont considérées comme un modèle de cellules intestinales ont été ensemencées à la surface de la structure et ont colonisé les micro-structures en formant une monocouche cellulaire. L’utilisation du collagène I permet l’inclusion de fibroblastes primaires dans la matrice où ils évoluent in vivo. Les forces de tension développées par la monocouche épithéliale à la surface de la matrice mais également par les fibroblastes dans l’hydrogel affaissent les structures. Plus la concentration en collagène des gels est importante moins les structures sont déformées. Cependant, pour des concentrations supérieures à 6mg/mL, les fibroblastes présentent des difficultés pour s’étaler et proliférer dans la matrice probablement dues à une diffusion réduite des nutriments dans de telles matrices mais également à une réduction de la taille du maillage fibrillaire qui empêche l’étalement des cellules
The epithelium of the small intestine is composed of a single layer of epithelial cells lining the villi that project into the lumen of the gut, and the crypts that descend into the underlying connective tissue. Dividing stem cells are contained within the crypts and give rise to five types of specialized epithelial cells including enterocytes, Goblet cells, Paneth cells, enteroendocrine cells and Tuft cells. Most of those cells travel upwards from the crypt towards the villus tip where they shed into the lumen except for Paneth cells that remain confined into the crypt. The basement membrane underlines the basal surface of epithelium and separates it from the stroma mostly composed of collagen I and fibroblasts. The whole intestinal epithelium is renewed every week. Many biochemical pathways that control intestinal homeostasis are discovered using mouse models. In contrast, in vitro models systems, such as organoids, provide a mean to investigate questions hard to be addressed in vivo. Despite their obvious interest, organoids do not fully recapitulate intestinal features: the total number of cells does not remain constant, villi-like structures are missing as well as cells and matrix constitutive of the stroma. Only two microfabricated devices have been developed to overcome this absence of villi by replicating dynamic (i.e the peristaltic motion) or structural feature (i.e the topography of the villus) of the intestine in order to induce the formation of villi. However they both do not provide the cells a physiological substrate as cells are directly seeded on an elastomeric synthetic scaffold. Even though those substrates are coated with ECM molecules, as they miss the micro-architecture specific of ECM (e.g. fibrillar structure and capacity to be remodeled by cells) as well as their mechanical properties; they might induce a different phenotype to the cells than if they were seeded on/in an ECM-like hydrogel. To address this lack, we developed an innovative device that recapitulates both the composition and topography of the intestinal lining. We chose collagen I as the constituent of our substrate since collagen I is the most abundant protein in mammals and the main constituent of all ECM in the body. We first characterized the composition and the rheological properties of commercial rat tail collagen I hydrogel and compared it to the one we extracted from rat tails. To reproduce the 3D structure of the intestine, we microstructured collagen I scaffolds as 3D sinusoids with 400µm period and 400µm height that respect the anatomic dimensions of mice intestine by adapting methods from soft lithography field. Epithelial cells from Caco2 cell line which are considered as an intestinal model were first seeded on the surface of the scaffold and successfully colonized the structure as a monolayer. Primary fibroblasts were embedded in collagen scaffolds were they actually belong in vivo. The force exterted by the epithelial monolayer at the surface of the scaffold but also by the fibroblasts inside the gels flattened the structures. The higher the concentration of collagen was the less the structures were deformed. However, for collagen concentrations higher than 6mg/mL, the fibroblasts experienced difficulties to spread and proliferate in the matrix probably related to a reduced diffusion of nutrients in such matrix or to the reduced mesh size of the fibrillar network that prevent cell spreading. Two main approaches were investigated to stiffen the collagen scaffold while maintaining a porosity suitable for fibroblasts spreading and proliferation. One consisted in the addition of a stiffer biocompatible polymer to generate a hybrid semi-interpenetrating network hydrogel with improved mechanical properties. The other resided in the addition of a cross-linker that covalently bonded the fibrils constitutive of the collagen network

La matrice extracellulaire (mec) comporte un grand nombre de macromolécules. Leur biosynthèse suit un programme qui varie selon les tissus conjonctifs, évolue avec l'âge et avec les pathologies comme l'athéro-artériosclérose ou l'arthrose. Ce programme définit le phénotype des cellules différenciées. Cette régulation est en partie génétiquement déterminée et dépend aussi de l'interaction entre les cellules et la mec. Ces interactions sont médiées par des récepteurs, intégrines et autres. La question posée au début de ce travail a été de savoir si le récepteur d'élastine-laminine intervient dans la régulation de la biosynthèse de certaines macromolécules et dans la modulation au cours du vieillissement. Nous avons pour cela utilise le modèle de vieillissement en culture de Hayflick, des fibroblastes de peau humaine en culture monocouche aux 5ème, 10 ème et 15ème passages. Les fibroblastes ont été incubes en présence d'agoniste (-élastine), d'antagoniste (mélibiose) du récepteur ou de l'association des deux et leurs effets sur la biosynthèse de la fibronectine, des collagènes et des protéoglycannes ont été comparés au témoin cultivé sans effecteurs. Nous avons constaté une augmentation de la biosynthèse des protéines totales, de la fibronectine et des glycosaminoglycannes au cours des passages. Nous avons également noté une diminution de la teneur en hyaluronane avec le nombre de passages. Le melibiose a permis d'inhiber cette baisse attribuée a une dégradation post-synthétique de l'hyaluronane au cours du vieillissement cellulaire in vitro. Le melibiose a également permis de compenser l'augmentation age dépendante de la biosynthèse de la fibronectine. Ces effecteurs n'ont provoque aucune modification mesurable de la biosynthèse des collagènes majeurs des fibroblastes. Par contre, en présence de melibiose, nous avons enregistré une augmentation de la néosynthèse des glycoconjugues. Contrairement aux hypothèses en cours quant au fonctionnement de ce récepteur, l'association de l'agoniste et de l'antagoniste a provoque des modifications des biosynthèses, opposées à celles obtenues en présence de l'un ou de l'autre des effecteurs utilise seul. Ceci est en contradiction avec l'hypothèse selon laquelle la -élastine et le disaccharide réagissent de façon compétitive vis-à-vis du récepteur. D'autre part nous avons montré que le lactose, un -galactoside et le melibiose, un -galactoside reconnaissent tous les deux la sous-unité 67 kda du récepteur, ce qui ne correspond pas à sa classification en galectine.