Restoring Conjunctival Tolerance by Topical Nuclear Factor–κB Inhibitors Reduces Preservative-Facilitated Allergic Conjunctivitis in Mice

Purpose.: To evaluate the role of nuclear factor–κB (NF-κB) activation in eye drop preservative toxicity and the effect of topical NF-κB inhibitors on preservative-facilitated allergic conjunctivitis. Methods.: Balb/c mice were instilled ovalbumin (OVA) combined with benzalkonium chloride (BAK) and/or NF-κB inhibitors in both eyes. After immunization, T-cell responses and antigen-induced ocular inflammation were evaluated. Nuclear factor–κB activation and associated inflammatory changes also were assessed in murine eyes and in an epithelial cell line after BAK exposure. Results.: Benzalkonium chloride promoted allergic inflammation and leukocyte infiltration of the conjunctiva. Topical NF-κB inhibitors blocked the disruptive effect of BAK on conjunctival immunological tolerance and ameliorated subsequent ocular allergic reactions. In line with these findings, BAK induced NF-κB activation and the secretion of IL-6 and granulocyte-monocyte colony-stimulating factor in an epithelial cell line and in the conjunctiva of instilled mice. In addition, BAK favored major histocompatibility complex (MHC) II expression in cultured epithelial cells in an NF-κB–dependent fashion after interaction with T cells. Conclusions.: Benzalkonium chloride triggers conjunctival epithelial NF-κB activation, which seems to mediate some of its immune side effects, such as proinflammatory cytokine release and increased MHC II expression. Breakdown of conjunctival tolerance by BAK favors allergic inflammation, and this effect can be prevented in mice by topical NF-κB inhibitors. These results suggest a new pharmacological target for preservative toxicity and highlight the importance of conjunctival tolerance in ocular surface homeostasis.Fil: Guzman, Mauricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Sabbione, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Gabelloni, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Vanzulli, Silvia. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires; ArgentinaFil: Trevani, Analía Silvina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Giordano, Mirta Nilda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Galletti, Jeremías Gastón. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; Argentin

Molecular mechanisms involved in IL-1ß secretion by human neutrophils

La interleuquina-1β (IL-1β) es una citoquina proinflamatoria central en procesos fisiopatológicos, sintetizada como un precursor (proIL-1β) que debe ser procesado proteolíticamente para la generación de su forma activa. En esta Tesis determinamos que los neutrófilos humanos altamente purificados liberan IL-1β en respuesta a estímulos infecciosos como el lipopolisacárido (LPS) y estériles, como los cristales de urato monosódico (MSU), así como también frente al primado con LPS y posterior estimulación con ATP. Los efectos de inhibidores específicos y la capacidad de los agonistas de inducir la activación de la caspasa-1 sugirieron que la secreción de IL-1β es dependiente de caspasa-1 y de las serinproteasas elastasa y/o proteinasa 3. Nuestros hallazgos realizados con neutrófilos de pacientes incapaces de activar a la enzima generadora de intermediarios reactivos del oxígeno (IRO) NADPH oxidasa, con una línea celular neutrofílica carente de actividad de esta enzima, y con un inhibidor específico de la misma, sugirieron que el evento de secreción de IL-1β madura de la célula requiere de la actividad de la NADPH oxidasa. Sin embargo, el procesamiento de la proIL-1β es regulado negativamente por los IRO, los cuales ejercen un efecto inhibitorio sobre la caspasa-1. Esta compleja regulación de la secreción de IL-1β que depende del estado rédox celular podría constituir un mecanismo fisiológico de control de procesos inflamatorios dependientes de IL-1β donde el neutrófilo cumple un papel destacado

Mecanismos moleculares involucrados en la secreción de IL-1ß por los neutrófilos humanos

La interleuquina-1β (IL-1β) es una citoquina proinflamatoria central en procesos fisiopatológicos, sintetizada como un precursor (proIL-1β) que debe ser procesado proteolíticamente para la generación de su forma activa. En esta Tesis determinamos que los neutrófilos humanos altamente purificados liberan IL-1β en respuesta a estímulos infecciosos como el lipopolisacárido (LPS) y estériles, como los cristales de urato monosódico (MSU), así como también frente al primado con LPS y posterior estimulación con ATP. Los efectos de inhibidores específicos y la capacidad de los agonistas de inducir la activación de la caspasa-1 sugirieron que la secreción de IL-1β es dependiente de caspasa-1 y de las serinproteasas elastasa y/o proteinasa 3. Nuestros hallazgos realizados con neutrófilos de pacientes incapaces de activar a la enzima generadora de intermediarios reactivos del oxígeno (IRO) NADPH oxidasa, con una línea celular neutrofílica carente de actividad de esta enzima, y con un inhibidor específico de la misma, sugirieron que el evento de secreción de IL-1β madura de la célula requiere de la actividad de la NADPH oxidasa. Sin embargo, el procesamiento de la proIL-1β es regulado negativamente por los IRO, los cuales ejercen un efecto inhibitorio sobre la caspasa-1. Esta compleja regulación de la secreción de IL-1β que depende del estado rédox celular podría constituir un mecanismo fisiológico de control de procesos inflamatorios dependientes de IL-1β donde el neutrófilo cumple un papel destacado

Neutrophils suppress γδ T-cell function

γδ T cells have been shown to stimulate the recruitment and activation of neutrophils through the release of a range of cytokines and chemokines. Here, we investigated the reverse relationship, showing that human neutrophils suppress the function of human blood γδ T cells. We show that the upregulation of CD25 and CD69 expression, the production of IFN-γ, and the proliferation of γδ T cells induced by (E)-1-hydroxy-2-methylbut-2-enyl 4-diphosphate are inhibited by neutrophils. Spontaneous activation of γδ T cells in culture is also suppressed by neutrophils. We show that inhibitors of prostaglandin E2 and arginase I do not exert any effect, although, in contrast, catalase prevents the suppression of γδ T cells induced by neutrophils, suggesting the participation of neutrophil-derived ROS. We also show that the ROS-generating system xanthine/xanthine oxidase suppresses γδ T cells in a similar fashion to neutrophils, while neutrophils from chronic granulomatous disease patients only weakly inhibit γδ T cells. Our results reveal a bi-directional cross-talk between γδ T cells and neutrophils: while γδ T cells promote the recruitment and the activation of neutrophils to fight invading pathogens, neutrophils in turn suppress the activation of γδ T cells to contribute to the resolution of inflammation.Fil: Sabbione, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Gabelloni, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Ernst, Glenda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Gori, María Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Salamone, Gabriela Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Oleastro, Matías. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan"; ArgentinaFil: Trevani, Analía Silvina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Geffner, Jorge Raúl. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Jancic, Carolina Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; Argentin

Benzalkonium chloride breaks down conjunctival immunological tolerance in a murine model

The impact of topical eye drops with benzalkonium chloride (BAK) as a preservative could involve more than the reported toxic effects on the ocular surface epithelium and ultimately affect the immune balance of the conjunctiva. We found that BAK not only impairs tolerance induction in a murine model, but leads to mild systemic immunization. Contrasting with antigen only-treated mice, there was no induction of interleukin 10-producing antigen-specific CD4 + cells in BAK-treated animals. Moreover, the tolerogenic capacity of migrating dendritic cells (DCs) was reduced, apparently involving differential conditioning by soluble epithelial factors. Accordingly, epithelial cells exposed in vitro to BAK were less suppressive and failed to induce tolerogenic DCs in culture. As this effect of BAK was dependent on epithelial nuclear factor κB pathway activation, our findings may provide new therapeutic targets. Thus, tolerance breakdown by BAK should be considered an important factor in the management of glaucoma and immune-mediated ocular surface disorders. © 2013 Society for Mucosal Immunology.Fil: Galletti, Jeremías Gastón. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Hospital de Clínicas General San Martín; ArgentinaFil: Gabelloni, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Morande, Pablo Elías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Sabbione, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Vermeulen, Elba Monica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Trevani, Analía Silvina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Giordano, Mirta Nilda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; Argentin

Characterization of bacterial DNA binding to human neutrophil surface

Bacterial DNA activates neutrophils through a CpG- and TLR9-independent mechanism. Neutrophil activation does not require DNA internalization, suggesting that it results from the interaction of bacterial DNA with a neutrophil surface receptor. The aim of this study was to characterize the interaction of bacterial DNA with the neutrophil surface. Bacterial DNA binding showed saturation and was inhibited by unlabeled DNA but not by other polyanions like yeast tRNA and poly-A. Resembling the conditions under which bacterial DNA triggers neutrophil activation, binding was not modified in the presence or absence of calcium, magnesium or serum. Treatment of neutrophils with proteases not only dramatically reduced bacterial DNA binding but also inhibited neutrophil activation induced by bacterial DNA. Experiments performed with DNA samples of different lengths obtained after digestion of bacterial DNA with DNase showed that only DNA fragments greater than ≈170-180 nucleotides competed bacterial DNA binding and retained the ability to trigger cell activation. Treatment of neutrophils with chemoattractants or conventional agonists significantly increased bacterial DNA binding. Moreover, neutrophils that underwent transmigration through human endothelial cell monolayers even in the absence of chemoattractants, exhibited higher binding levels of bacterial DNA. Together, our findings provide evidence that binding of bacterial DNA to neutrophils is a receptor-mediated process that conditions the ability of DNA to trigger cell activation. We speculate that neutrophil recognition of bacterial DNA might be modulated by the balance of agonists present at inflammatory foci. This effect might be relevant in bacterial infections with a biofilm etiology, in which extracellular DNA could function as a potent neutrophil agonist. © 2008 USCAP, Inc All rights reserved.Fil: Fuxman Bass, Juan Ignacio. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Hematológicas "Mariano R. Castex"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gabelloni, María Laura. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Hematológicas "Mariano R. Castex"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Alvarez, Maria Eugenia. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Hematológicas "Mariano R. Castex"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Vermeulen, Elba Monica. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Hematológicas "Mariano R. Castex"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Russo, Daniela Marta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Zorreguieta, Ángeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Geffner, Jorge Raúl. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Hematológicas "Mariano R. Castex"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Trevani, Analía Silvina. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones Hematológicas "Mariano R. Castex"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Flagellin delays spontaneous human neutrophil apoptosis

Neutrophils are short-lived cells that rapidly undergo apoptosis. However, their survival can be regulated by signals from the environment. Flagellin, the primary component of the bacterial flagella, is known to induce neutrophil activation. In this study we examined the ability of flagellin to modulate neutrophil apoptosis. Neutrophils cultured for 12 and 24 h in the presence of flagellin from Salmonella thyphimurim at concentrations found in pathological situations underwent a marked prevention of apoptosis. In contrast, Helicobacter pylori flagellin did not affect neutrophil survival, suggesting that Salmonella flagellin exerts the antiapoptotic effect by interacting with TLR5. The delaying in apoptosis mediated by Salmonella flagellin was coupled to higher expression levels of the antiapoptotic protein Mcl-1 and lower levels of activated caspase-3. Analysis of the signaling pathways indicated that Salmonella flagellin induced the activation of the p38 and ERK1/2 MAPK pathways as well as the PI3K/Akt pathway. Furthermore, it also stimulated IBα degradation and the phosphorylation of the p65 subunit, suggesting that Salmonella flagellin also triggers NF-B activation. Moreover, the pharmacological inhibition of ERK1/2 pathway and NF-B activation partially prevented the antiapoptotic effects exerted by flagellin. Finally, the apoptotic delaying effect exerted by flagellin was also evidenced when neutrophils were cultured with whole heat-killed S. thyphimurim. Both a wild-type and an aflagellate mutant S. thyphimurim strain promoted neutrophil survival; however, when cultured in low bacteria/neutrophil ratios, the flagellate bacteria showed a higher capacity to inhibit neutrophil apoptosis, although both strains showed a similar ability to induce neutrophil activation. Taken together, our results indicate that flagellin delays neutrophil apoptosis by a mechanism partially dependent on the activation of ERK1/2 MAPK and NF-B. The ability of flagellin to delay neutrophil apoptosis could contribute to perpetuate the inflammation during infections with flagellated bacteria.Fil: Salamone, Gabriela Veronica. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Petracca, Yanina Luján. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Fuxman Bass, Juan Ignacio. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rumbo, Martín. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Laboratorio de Investigaciones del Sistema Inmune; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Nahmod, Karen Amelia. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Gabelloni, María Laura. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Vermeulen, Elba Monica. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Matteo, Mario José. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Geffner, Jorge Raúl. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Trevani, Analía Silvina. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentin

Mechanisms regulating neutrophil survival and cell death

Neutrophils not only play a critical role as a first line of defense against bacteria and fungi infections but also contribute to tissue injury associated with autoimmune and inflammatory diseases. Neutrophils are rapidly and massively recruited from the circulation into injured tissues displaying an impressive arsenal of toxic weapons. Although effective in their ability to kill pathogens, these weapons were equally effective to induce tissue damage. Therefore, the inflammatory activity of neutrophils must be regulated with exquisite precision and timing, a task mainly achieved through a complex network of mechanisms, which regulate neutrophil survival. Neutrophils have the shortest lifespan among leukocytes and usually die via apoptosis although new forms of cell death have been characterized over the last few years. The lifespan of neutrophils can be dramatically modulated by a large variety of agents such as cytokines, pathogens, danger-associated molecular patterns as well as by pharmacological manipulation. Recent findings shed light about the complex mechanisms responsible for the regulation of neutrophil survival in different physiological, pathological, and pharmacological scenarios. Here, we provide an updated review on the current knowledge and new findings in this field and discuss novel strategies that could be used to drive the resolution of neutrophil-mediated inflammatory diseases.Fil: Gabelloni, María Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Trevani, Analia Silvina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Sabatte, Juan Atilio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Geffner, Jorge Raúl. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Inmunología, Genética y Metabolismo; Argentin