All-trans retinoic acid suppresses interleukin-6 expression in interleukin-1-stimulated synovial fibroblasts by inhibition of ERK1/2 pathway independently of RAR activation

International audienc

Contrasting effects of peroxisome-proliferator-activated receptor (PPAR)γ agonists on membrane-associated prostaglandin E(2 )synthase-1 in IL-1β-stimulated rat chondrocytes: evidence for PPARγ-independent inhibition by 15-deoxy-Δ(12,14)prostaglandin J(2)

Microsomal prostaglandin E synthase (mPGES)-1 is a newly identified inducible enzyme of the arachidonic acid cascade with a key function in prostaglandin (PG)E(2 )synthesis. We investigated the kinetics of inducible cyclo-oxygenase (COX)-2 and mPGES-1 expression with respect to the production of 6-keto-PGF(1α )and PGE(2 )in rat chondrocytes stimulated with 10 ng/ml IL-1β, and compared their modulation by peroxisome-proliferator-activated receptor (PPAR)γ agonists. Real-time PCR analysis showed that IL-1β induced COX-2 expression maximally (37-fold) at 12 hours and mPGES-1 expression maximally (68-fold) at 24 hours. Levels of 6-keto-PGF(1α )and PGE(2 )peaked 24 hours after stimulation with IL-1β; the induction of PGE(2 )was greater (11-fold versus 70-fold, respectively). The cyclopentenone 15-deoxy-Δ(12,14)prostaglandin J(2 )(15d-PGJ(2)) decreased prostaglandin synthesis in a dose-dependent manner (0.1 to 10 μM), with more potency on PGE(2 )level than on 6-keto-PGF(1α )level (-90% versus -66% at 10 μM). A high dose of 15d-PGJ(2 )partly decreased COX-2 expression but decreased mPGES-1 expression almost completely at both the mRNA and protein levels. Rosiglitazone was poorly effective on these parameters even at 10 μM. Inhibitory effects of 10 μM 15d-PGJ(2 )were neither reduced by PPARγ blockade with GW-9662 nor enhanced by PPARγ overexpression, supporting a PPARγ-independent mechanism. EMSA and TransAM(® )analyses demonstrated that mutated IκBα almost completely suppressed the stimulating effect of IL-1β on mPGES-1 expression and PGE(2 )production, whereas 15d-PGJ(2 )inhibited NF-κB transactivation. These data demonstrate the following in IL-1-stimulated rat chondrocytes: first, mPGES-1 is rate limiting for PGE(2 )synthesis; second, activation of the prostaglandin cascade requires NF-κB activation; third, 15d-PGJ(2 )strongly inhibits the synthesis of prostaglandins, in contrast with rosiglitazone; fourth, inhibition by 15d-PGJ(2 )occurs independently of PPARγ through inhibition of the NF-κB pathway; fifth, mPGES-1 is the main target of 15d-PGJ(2)

Lack of Adipocytes Alters Hematopoiesis in Lipodystrophic Mice.

Adult hematopoiesis takes place in the perivascular zone of the bone cavity, where endothelial cells, mesenchymal stromal/stem cells and their derivatives such as osteoblasts are key components of bone marrow (BM) niches. Defining the contribution of BM adipocytes to the hematopoietic stem cell niche remains controversial. While an excess of medullar adiposity is generally considered deleterious for hematopoiesis, an active role for adipocytes in shaping the niche has also been proposed. We thus investigated the consequences of total adipocyte deletion, including in the BM niche, on adult hematopoiesis using mice carrying a constitutive deletion of the gene coding for the nuclear receptor peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPARγ). We show that Pparg <sup>Δ/Δ</sup> lipodystrophic mice exhibit severe extramedullary hematopoiesis (EMH), which we found to be non-cell autonomous, as it is reproduced when wild-type donor BM cells are transferred into Pparg <sup>Δ/Δ</sup> recipients. This phenotype is not due to a specific alteration linked to Pparg deletion, such as chronic inflammation, since it is also found in AZIP <sup>tg/+</sup> mice, another lipodystrophic mouse model with normal PPARγ expression, that display only very moderate levels of inflammation. In both models, the lack of adipocytes alters subpopulations of both myeloid and lymphoid cells. The CXCL12/CXCR4 axis in the BM is also dysregulated in an adipocyte deprived environment supporting the hypothesis that adipocytes are required for normal hematopoietic stem cell mobilization or retention. Altogether, these data suggest an important role for adipocytes, and possibly for the molecular interactions they provide within the BM, in maintaining the appropriate microenvironment for hematopoietic homeostasis

Peroxisome proliferator-actived receptors : contribution to articular-physiopathology

Les récepteurs activés par les proliférateurs de peroxysomes (PPARs) sont des facteurs de transcription impliqués dans la régulation du métabolisme lipidique et de la tolérance au glucose. Les PPARs contrôlent également l’inflammation associée à de multiples pathologies, dont la polyarthrite rhumatoide. Dans les travaux présentés dans ce manuscrit, nous avons comparé les potentialités anti-arthritiques, dans un modèle expérimental, de deux agonistes synthétiques de haute affinité pour deux isotypes de PPARs, PPARα et PPARγ. Nous avons démontré qu’un traitement avec un agoniste sélectif de PPARγ, la pioglitazone, en plus de diminuer la sévérité de l’arthrite expérimentale, réduisait la perte osseuse inflammatoire en préservant la micro-architecture osseuse. Nous avons mis en évidence que PPARγ, d’une part, régulait l’expression locale et systémique de l’interleukine-17 et de RANKL, et que, d’autre part, il inhibait l’expression du facteur de transcription RORγt, acteur majeur de la voie IL-17/Th17. Les animaux déficients pour PPARγ nous ont permis de confirmer son rôle majeur dans le développement du processus arthritique. En effet, ces animaux présentent tous et de façon spontanée une arthrite associée à une augmentation du nombre de mastocytes capables de produire l’IL-17 et leur propre facteur de différenciation, le SCF dans la synoviale inflammatoire. Enfin, nous avons discuté le lien possible entre l'arthrite inflammatoire et la mastocytose à la lumière de l’étude d’un cas clinique d’un patient atteint de polyarthrite rhumatoïde concomitante à une mastocytose systémiquePeroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) are transcription factors implicated in lipid metabolism and glucose tolerance. Once activated by specific agonists, PPARs control inflammation associated with numerous diseases, notably Rheumatoid arthritis. The first study presented here aim to compare the anti-arthritic potency of two high-affinity synthetic agonists for PPARα and PPARγ in an experimental model. Then we focused on the effect of pioglitazone, a high-affinity synthetic agonists for PPARγ, and demonstrated that a per os treatment with this agonist not only reduced experimental arthritis but also inhibited partly inflammation-related bone loss by preserving bone microarchitecture. We pointed out that PPARγ, on one hand, regulated local and systemic expression of interleukine-17 (IL-17) and RANKL and on the other hand, inhibited expression of transcription factor RORγt, a main regulator of IL-17/Th17 pathway. Study of mice deficient for PPARγ confirmed its major role in the development of the arthritic process since these mice developed spontaneously arthritis. Of interest arthritis in these mice is associated with increased number of synovial mast cells able to produce IL-17 and their own differenciation factor, the SCF. Finally, we discussed the possible link between inflammatory arthritis and mastocytosis in a case report of a patient suffering from rheumatoid arthritis concomitant to systemic mastocytosi

Étude de la contribution des récepteurs activés par les proliférateurs de peroxysomes en physiopathologie articulaire

Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) are transcription factors implicated in lipid metabolism and glucose tolerance. Once activated by specific agonists, PPARs control inflammation associated with numerous diseases, notably Rheumatoid arthritis. The first study presented here aim to compare the anti-arthritic potency of two high-affinity synthetic agonists for PPAR[alpha] and PPAR[gamma] in an experimental model. Then we focused on the effect of pioglitazone, a high-affinity synthetic agonists for PPAR[gamma], and demonstrated that a per os treatment with this agonist not only reduced experimental arthritis but also inhibited partly inflammation-related bone loss by preserving bone microarchitecture. We pointed out that PPAR[gamma], on one hand, regulated local and systemic expression of interleukine-17 (IL-17) and RANKL and on the other hand, inhibited expression of transcription factor ROR[gamma]t, a main regulator of IL-17/Th17 pathway. Study of mice deficient for PPAR[gamma] confirmed its major role in the development of the arthritic process since these mice developed spontaneously arthritis. Of interest arthritis in these mice is associated with increased number of synovial mast cells able to produce IL-17 and their own differenciation factor, the SCF. Finally, we discussed the possible link between inflammatory arthritis and mastocytosis in a case report of a patient suffering from rheumatoid arthritis concomitant to systemic mastocytosisLes récepteurs activés par les proliférateurs de peroxysomes (PPARs) sont des facteurs de transcription impliqués dans la régulation du métabolisme lipidique et de la tolérance au glucose. Les PPARs contrôlent également l’inflammation associée à de multiples pathologies, dont la polyarthrite rhumatoide. Dans les travaux présentés dans ce manuscrit, nous avons comparé les potentialités anti-arthritiques, dans un modèle expérimental, de deux agonistes synthétiques de haute affinité pour deux isotypes de PPARs, PPAR[alpha] et PPAR[gamma]. Nous avons démontré qu’un traitement avec un agoniste sélectif de PPAR[gamma], la pioglitazone, en plus de diminuer la sévérité de l’arthrite expérimentale, réduisait la perte osseuse inflammatoire en préservant la micro-architecture osseuse. Nous avons mis en évidence que PPAR[gamma], d’une part, régulait l’expression locale et systémique de l’interleukine-17 et de RANKL, et que, d’autre part, il inhibait l’expression du facteur de transcription ROR[gamma]t, acteur majeur de la voie IL-17/Th17. Les animaux déficients pour PPAR[gamma] nous ont permis de confirmer son rôle majeur dans le développement du processus arthritique. En effet, ces animaux présentent tous et de façon spontanée une arthrite associée à une augmentation du nombre de mastocytes capables de produire l’IL-17 et leur propre facteur de différenciation, le SCF dans la synoviale inflammatoire. Enfin, nous avons discuté le lien possible entre l'arthrite inflammatoire et la mastocytose à la lumière de l’étude d’un cas clinique d’un patient atteint de polyarthrite rhumatoïde concomitante à une mastocytose systémiqu

Rôle des récepteurs activés par les proliférateurs de peroxysomes (PPAR) en physiopathologie articulaire : intérêts et limites des agonistes

Les récepteurs activés par les proliférateurs de peroxysomes (PPAR) sont des facteurs de transcription inductibles par des ligands dont il existe trois sous-types, PPARα, PPARβ/δ et PPARγ jouant un rôle primordial dans le métabolisme des lipides et l'homéostasie du glucose. Ces trois sous-types sont également exprimés dans les cellules résidentes de l'articulation et celles de l'infiltrat inflammatoire, et leur activation réprime l'expression de cytokines pro-inflammatoires (IL-1, TNFα), de gènes précoces de l'inflammation (iNOS, COX-2, mPGES-1) ou de métalloprotéases matricielles (MMP-1, MMP-13), tout du moins pour le sous-type γ. Les agonistes de PPAR sont également capables de stimuler la production de l'antagoniste du récepteur à l'IL-1 (IL-1Ra) par les cellules articulaires soumises à un stimulus cytokinique. Ces potentialités anti-inflammatoires et anti-cataboliques ont été confirmées dans des modèles animaux d'arthropathie, dans lesquels les agonistes de PPAR diminuent l'inflammation synoviale et préviennent la destruction du cartilage ou la perte osseuse inflammatoire, même si les posologies requises sont très supérieures à celles permettant de normaliser les taux circulants de lipides ou de rétablir la sensibilité des tissus périphériques à l'insuline. Ces effets prometteurs des agonistes sont cependant pondérés par leur capacité à diminuer l'effet trophique des facteurs de croissance sur la biosynthèse des composants matriciels ou à provoquer une apoptose chondrocytaire, par leur effet immunosuppresseur responsable d'une surestimation des propriétés anti-inflammatoires dans les polyarthrites expérimentales, par le renforcement de la différenciation adipocytaire lors d'une stimulation prolongée de PPARγ, et par la contribution variable des sous-types selon le système expérimental. Les données cliniques restent anecdotiques dans la polyarthrite rhumatoïde alors que, paradoxalement, des milliers de patients qui sont traités quotidiennement par des agonistes de PPAR pour un diabète de type 2 ou une dyslipidémie, souffrent conjointement d'arthrose. Alors que les fortes posologies d'agonistes exposeraient les patients polyarthritiques à un risque important d'effets indésirables, notamment cardiovasculaires, la démonstration de l'intérêt des agonistes de PPAR dans l'arthrose pourrait être apportée par une étude épidémiologique de l'incidence ou de l'évolution de la maladie arthrosique chez les patients diabétiques et/ou dyslipidémiques traités par des glitazones ou des fibrates. Il sera également opportun d'étudier si des agonistes partiels de PPAR permettront de conserver certaines potentialités thérapeutiques tout en diminuant le risque d'effets indésirables

The Peroxisome Proliferator-Activated Receptor gamma Agonist Pioglitazone Preserves Bone Microarchitecture in Experimental Arthritis by Reducing the Interleukin-17-Dependent Osteoclastogenic Pathway

International audienceObjectiveTo investigate the effect of pioglitazone on ă inflammation-induced bone loss and changes in bone microarchitecture in ă rats with adjuvant-induced arthritis (AIA), focusing on the contribution ă of interleukin-17 (IL-17) and the balance of RANKL and osteoprotegerin ă (OPG). ă MethodsMale Lewis rats sensitized with Freund's complete adjuvant were ă treated orally for 21 days with 30 mg/kg/day of pioglitazone or vehicle. ă Arthritis severity was evaluated by clinical and histologic examination. ă Bone mineral density (BMD) was assessed by dual x-ray absorptiometry. ă The therapeutic effect of pioglitazone on changes of the bone ă architecture was determined by micro-computed tomography (micro-CT). ă Levels of RANKL, OPG, and IL-17 were determined by serum immunoassay and ă by synovial tissue immunohistochemistry. Messenger RNA for IL-17 and ă retinoic acid receptor-related orphan nuclear receptor t (RORt) was ă evaluated by quantitative reverse transcription-polymerase chain ă reaction and IL-17 promoter activity by gene-reporter assay. ă ResultsMicro-CT analysis revealed that pioglitazone treatment reduced ă arthritis severity and bone erosion scores and increased BMD in ă comparison to vehicle treatment. Cortical bone thickness was preserved, ă although the major beneficial effect of pioglitazone was on indices of ă the trabeculae, especially trabecular separation. Pioglitazone reduced ă the ratio of RANKL to OPG, in both the serum and the inflamed synovium. ă Circulating levels of IL-17 were significantly reduced by pioglitazone ă treatment, as were the percentages of IL-17-positive cells, mainly ă polymorphonuclear cells, in the inflamed synovium. Induction of IL-17 ă was strictly dependent on the binding of RORt to IL-17 promoter, and ă lentiviral overexpression of peroxisome proliferator-activated receptor ă (PPAR) reduced the expression of RORt. ă ConclusionPioglitazone decreased the level of inflammatory bone ă destruction and protected the bone microarchitecture in rats with AIA by ă controlling the circulating and local expression of IL-17, with a ă subsequent decrease in the RANKL-to-OPG ratio. Along with the inhibition ă of RORt expression after PPAR overexpression, these findings provide ă evidence of the major contribution of reduced IL-17/RANKL-dependent ă osteoclastogenesis

Expression of HSP70 by oxidative stress contributes to the inhibitory effect of 15d-PGJ2 on inducible prostaglandin pathway in chondrocyte

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