Selective EP2 agonism attenuates HDM-induced murine airway pathology and mast cell activity, and triggers intracellular inhibitory signaling in mast cells

Descripció del recurs: el 01 setembre 2012L'asma al lèrgica és una malaltia respiratòria crònica amb una alta prevalença en els països desenvolupats. Els tractaments actuals no aturen el procés al lèrgic subjacent ni aconsegueixen el control dels símptomes de la malaltia. El tractament més eficaç és l'ús de corticoesteroids, que es basen en modificacions químiques de potents hormones endògenes antiinflamatòries. L'estudi de vies antiinflamatòries endògenes és una estratègia experimental eficaç per descobrir noves dianes terapèutiques potencials contra l'asma. Una d'aquestes vies endògenes és la de la ciclooxigenasa (COX). Prostaglandina (PG) PGE2, un producte de la COX, s'ha suggerit que exerceixen un efecte protector en els pulmons. En particular, els estudis experimentals en pacients amb asma van revelar que la PGE2 inhalada redueix la hiperreactivitat bronquial i la inflamació. Aquest efecte de protecció de la PGE2 també s'ha demostrat, directament i indirectament, en ratolins sensibilitzats amb OVA o HDM. Els mecanismes subjacents als efectes beneficiosos de la PGE2 en l'asma no es coneixen. Una de les característiques més constants de la PGE2 és la seva capacitat de modular l'activitat dels mastòcits in vitro. Els nostres darrers estudis in vivo van mostrar que la PGE2 també inhibeix l'activitat dels mastòcits en ratolins sensibilitzats a HDM i que aquest efecte modulador sobre els mastòcits és paral lel a la sobreexpressió del receptor EP2. D'aquests resultats sorgeix la hipòtesi que la PGE2 podria interactuar amb els receptors EP2 dels mastòcits de la superfície bronquials i així exercir una acció protectora enfront la patologia impulsada pels al lèrgens en contactar amb les vies respiratòries. El coneixement precís d'aquests mecanismes sens dubte ajudarà a descobrir potencials molècules diana contra l'asma. L'objectiu general d'aquesta tesi és establir preclínicament la rellevança del receptor EP2 mastocitari en l'efecte beneficiós de la PGE2 en l'asma al lèrgica, i descobrir els mecanismes moleculars que resulten d'aquesta activació selectiva del receptor. Per aconseguir aquest objectiu hem dut a terme diversos abordatges in vitro i in vivo. En primer lloc, determinar el patró d'expressió dels receptors EP de la PGE2 en diferents poblacions de mastòcits humans i murins, i es va avaluar a partir de llavors (a) si aquestes diferències en l'expressió relativa dels receptors de EP 1-4 influïa en la capacitat de PGE2 per modular la degranulació dels mastòcits i la mobilització del calci i (b) si els mastòcits humans es van comportar de manera similar als murins en diferents escenaris d'expressió dels receptors EP. Els resultats van apuntar a EP2 com el principal contribuent a l'efecte inhibitori de la PGE2 sobre els mastòcits murins i humans. Quan EP2 es va suggerir com a el receptor primari de protecció, vam abordar la importància de l'activació selectiva d'EP2 (a) en la protecció de la patologia de les vies respiratòries induïda per HDM en ratolins, i (b) la correlació d'aquesta patologia amb la capacitat de l'agonista selectiu EP2 en prevenir l'activitat de mastòcits in vivo. Hem demostrat que un agonista selectiu d'EP2 impedia el desenvolupament de l'AHR i la inflamació, i que aquest efecte estava relacionat amb la capacitat d'aquesta acció de l'agonista selectiu per atenuar l'activitat dels mastòcits de les vies respiratòries. A continuació, es van estudiar possibles mecanismes inhibitoris de senyalització implicats en aquest efecte de bloqueig intervingut per EP2. Hem observat que l'agonisme d'EP2 inhibeix in vivo i in vitro, l'activitat dels mastòcits. Hem descrit que la interacció amb PGE2-EP2 inhibeix la degranulació mastocitària a través de la supressió de la mobilització de calci intervinguda per la inhibició de la via Src-Fyn, i cAMP/PKA. Les nostres observacions ressalten que l'eix "la PGE2" - "l'EP2 mastocitari" - "les vies respiratòries" és una via endògena que condueix a una protecció natural contra la patologia de les vies respiratòries induïda pels aeroal lergens i ajuda a dilucidar els mecanismes precisos que descobreixen molècules diana objectiu de possibles nous tractaments antiasmàtics.Allergic asthma is a chronic respiratory disease with a high prevalence in developed countries. Current treatments do not halt the underlying allergic process and do not always control the symthomps of the disease. The most effective treatment is the use of glucocorticoids, which are based on chemical modifications of potent natural endogenous anti-inflammatory hormones. Studying endogenous anti-inflammatory pathways to explore new therapeutic targets is an efficient experimental strategy to uncover potential novel targets against asthma. One of such endogeneous pathways are cyclooxygenase (COX)-mediated. Prostaglandin (PG) PGE2, a COX product, has been suggested to exert a protective effect in the lungs. Notably, experimental studies with asthma patients revealed that inhaled PGE2 reduces airway hyperresponsiveness and inflammation. This protective PGE2 effect has also been demonstrated, directly and indirectly, in mice sensitized to OVA or HDM. The mechanisms underlying the beneficial effect of PGE2 in asthma are not understood. One of the most consistent features of PGE2 is its ability to modulate mast cell activity in vitro. Our recent in vivo studies showed that PGE2 also prevents mast cell activity in HDM sensitized mice and that this mast cell modulatory effect was paralleled by EP2 receptor overexpression. These results brought up the hypothesis that PGE2 might interact with EP2 receptor on the bronchial mast cells surface to exert a protective action against allergen-driven airway pathology. The precise understanding of such mechanisms will certainly help uncover potential anti-asthma target molecules along the way. The general objective of this thesis was to establish preclinically the relevance of the mast cell EP2 receptor to PGE2 beneficial effect in allergic asthma, and to uncover molecular mechanisms resulting from this receptor selective activation. To achieve this objective we have undertaken several in vitro and in vivo approaches. We first determined the PGE2 EP receptors expression pattern on different human and murine mast cell population, and thereafter assessed (a) whether such differences in the relative expression of EP receptors 1 to 4 influenced the ability of PGE2 to modulate mast cells degranulation and calcium mobilization, and (b) whether human mast cells behaved similarly to murine mast cells under different EP receptors expression scenarios. The results pointed at EP2 as the main contributor to mediate the inhibitory effect of PGE2 on both murine and human mast cells. Once EP2 had been suggested to be the primary protective receptor, we addressed the relevance of selective EP2 activation to (a) protection against HDMinduced airway pathology in mice, and (b) correlation of such pathology to the ability of selective EP2 agonism to prevent mast cells activity in vivo. We showed that a selective EP2 agonist prevented AHR and inflammation from developing, and that such effect was linked to the ability of such selective agonistic action to attenuate airway mast cell activity. We then studied potential inhibitory signaling mechanisms involved in such EP2-mediated blocking effect. We observed that EP2 agonism inhibited in vivo and in vitro, mast cell activity. We described that the PGE2-EP2 interaction on mast cells inhibiting mast cell degranulation through the supression of calcium influxes mediated by an inhibition of the Src-Fyn pathway, and cAMP/PKA. Our observations highlight that the "PGE2"-"mast cells EP2"-"airway" axis is an endogeneous pathway leading to natural protection against aeroallergens-induced airway pathology, and helps elucidate the precise mechanisms that will uncover clue molecules to be targeted by potential novel antiasthma treatments

Evaluation of bacterial biomarkers to aid in challenging inflammatory bowel diseases diagnostics and subtype classification

Supported by the Spanish Ministry of Education and Science, No. SAF2010-15896, No. SAF2013-43284-P and No. SAF2017-82261-P.Peer reviewedPostprintPublisher PD

New fecal bacterial signature for colorectal cancer screening reduces the fecal immunochemical test false-positive rate in a screening population

Guidelines recommend routine screening for colorectal cancer (CRC) in asymptomatic adults starting at age 50. The most extensively used noninvasive test for CRC screening is the fecal immunochemical test (FIT), which has an overall sensitivity for CRC of approximately 61.0%-91.0%, which drops to 27.0%-67.0% for advanced adenomas. These figures contain a high false-positive rate and a low positive predictive value. This work aimed to develop a new, noninvasive CRC screening tool based on fecal bacterial markers capable of decreasing FIT false-positive rates in a FIT-positive population. We defined a fecal bacterial signature (RAID-CRC Screen) in a proof-of-concept with 172 FIT-positive individuals and validated the obtained results on an external cohort of 327 FIT-positive subjects. All study participants had joined the national CRC screening program. In the clinical validation of RAID-CRC Screen, a sensitivity of 83.9% and a specificity of 16.3% were obtained for the detection of advanced neoplasm lesions (advanced adenomas and/or CRC). FIT 20 μg/g produced 184 false-positive results. Using RAID-CRC Screen, this value was reduced to 154, thus reducing the false-positive rate by 16.3%. The RAID-CRC Screen test could be implemented in CRC screening programs to allow a significant reduction in the number of colonoscopies performed unnecessarily for FIT-positive participants of CRC screening programs

Definition of a microbial signature as a predictor of endoscopic post-surgical recurrence in patients with Crohn’s disease

Background and aims: Although there are several effective drugs for the treatment of Crohn’s disease (CD), almost 70% of patients will require surgical resection during their lifetime. This procedure is not always curative, as endoscopic recurrence occurs in 65%–90% of patients in the first year after surgery. The aetiology of the recurrence is unknown; however, several studies have shown how the resident microbiota is modified after surgery. The aim of this study was to evaluate samples from patients with Crohn’s disease before and after an intestinal resection to determine whether there were differences in the abundance of different microbial markers, which may predict endoscopic recurrence at baseline.Methods: In this observational study, a stool sample was obtained from 25 patients with Crohn’s disease before undergoing surgery, recruited at three Catalan hospitals. From each sample, DNA was purified and the relative abundance of nine microbial markers was quantified using qPCR.Results: An algorithm composed of four microbial markers (E. coli, F. prausnitzii phylogroup I, Bacteroidetes, and Eubacteria) showed a sensitivity and specificity of 90.91% and 85.71%, respectively, and a positive and negative predictive value of 83.33% and 92.31%, respectively.Conclusion: A microbial signature to determine patients who will have post-surgical recurrence was identified. This tool might be very useful in daily clinical practice, allowing the scheduling of personalized therapy and enabling preventive treatment only in patients who really require it

Jardins per a la salut

Facultat de Farmàcia, Universitat de Barcelona. Ensenyament: Grau de Farmàcia. Assignatura: Botànica farmacèutica. Curs: 2014-2015. Coordinadors: Joan Simon, Cèsar Blanché i Maria Bosch.Els materials que aquí es presenten són el recull de les fitxes botàniques de 128 espècies presents en el Jardí Ferran Soldevila de l’Edifici Històric de la UB. Els treballs han estat realitzats manera individual per part dels estudiants dels grups M-3 i T-1 de l’assignatura Botànica Farmacèutica durant els mesos de febrer a maig del curs 2014-15 com a resultat final del Projecte d’Innovació Docent «Jardins per a la salut: aprenentatge servei a Botànica farmacèutica» (codi 2014PID-UB/054). Tots els treballs s’han dut a terme a través de la plataforma de GoogleDocs i han estat tutoritzats pels professors de l’assignatura. L’objectiu principal de l’activitat ha estat fomentar l’aprenentatge autònom i col·laboratiu en Botànica farmacèutica. També s’ha pretès motivar els estudiants a través del retorn de part del seu esforç a la societat a través d’una experiència d’Aprenentatge-Servei, deixant disponible finalment el treball dels estudiants per a poder ser consultable a través d’una Web pública amb la possibilitat de poder-ho fer in-situ en el propi jardí mitjançant codis QR amb un smartphone

Selective EP2 agonism attenuates hdm-induced murine airway pathology and mast cell activity, and triggers intracellular inhibitory signaling in mast cells

L'asma al lèrgica és una malaltia respiratòria crònica amb una alta prevalença en els països desenvolupats. Els tractaments actuals no aturen el procés al lèrgic subjacent ni aconsegueixen el control dels símptomes de la malaltia. El tractament més eficaç és l'ús de corticoesteroids, que es basen en modificacions químiques de potents hormones endògenes antiinflamatòries. L'estudi de vies antiinflamatòries endògenes és una estratègia experimental eficaç per descobrir noves dianes terapèutiques potencials contra l'asma. Una d'aquestes vies endògenes és la de la ciclooxigenasa (COX). Prostaglandina (PG) PGE2, un producte de la COX, s'ha suggerit que exerceixen un efecte protector en els pulmons. En particular, els estudis experimentals en pacients amb asma van revelar que la PGE2 inhalada redueix la hiperreactivitat bronquial i la inflamació. Aquest efecte de protecció de la PGE2 també s'ha demostrat, directament i indirectament, en ratolins sensibilitzats amb OVA o HDM. Els mecanismes subjacents als efectes beneficiosos de la PGE2 en l'asma no es coneixen. Una de les característiques més constants de la PGE2 és la seva capacitat de modular l’activitat dels mastòcits in vitro. Els nostres darrers estudis in vivo van mostrar que la PGE2 també inhibeix l’activitat dels mastòcits en ratolins sensibilitzats a HDM i que aquest efecte modulador sobre els mastòcits és paral lel a la sobreexpressió del receptor EP2. D’aquests resultats sorgeix la hipòtesi que la PGE2 podria interactuar amb els receptors EP2 dels mastòcits de la superfície bronquials i així exercir una acció protectora enfront la patologia impulsada pels al lèrgens en contactar amb les vies respiratòries. El coneixement precís d’aquests mecanismes sens dubte ajudarà a descobrir potencials molècules diana contra l'asma. L'objectiu general d'aquesta tesi és establir preclínicament la rellevança del receptor EP2 mastocitari en l’efecte beneficiós de la PGE2 en l'asma al lèrgica, i descobrir els mecanismes moleculars que resulten d’aquesta activació selectiva del receptor. Per aconseguir aquest objectiu hem dut a terme diversos abordatges in vitro i in vivo. En primer lloc, determinar el patró d’expressió dels receptors EP de la PGE2 en diferents poblacions de mastòcits humans i murins, i es va avaluar a partir de llavors (a) si aquestes diferències en l’expressió relativa dels receptors de EP 1-4 influïa en la capacitat de PGE2 per modular la degranulació dels mastòcits i la mobilització del calci i (b) si els mastòcits humans es van comportar de manera similar als murins en diferents escenaris d'expressió dels receptors EP. Els resultats van apuntar a EP2 com el principal contribuent a l’efecte inhibitori de la PGE2 sobre els mastòcits murins i humans. Quan EP2 es va suggerir com a el receptor primari de protecció, vam abordar la importància de l’activació selectiva d’EP2 (a) en la protecció de la patologia de les vies respiratòries induïda per HDM en ratolins, i (b) la correlació d’aquesta patologia amb la capacitat de l’agonista selectiu EP2 en prevenir l’activitat de mastòcits in vivo. Hem demostrat que un agonista selectiu d’EP2 impedia el desenvolupament de l’AHR i la inflamació, i que aquest efecte estava relacionat amb la capacitat d'aquesta acció de l’agonista selectiu per atenuar l’activitat dels mastòcits de les vies respiratòries. A continuació, es van estudiar possibles mecanismes inhibitoris de senyalització implicats en aquest efecte de bloqueig intervingut per EP2. Hem observat que l’agonisme d’EP2 inhibeix in vivo i in vitro, l'activitat dels mastòcits. Hem descrit que la interacció amb PGE2-EP2 inhibeix la degranulació mastocitària a través de la supressió de la mobilització de calci intervinguda per la inhibició de la via Src-Fyn, i cAMP/PKA. Les nostres observacions ressalten que l’eix "la PGE2" - "l’EP2 mastocitari" - "les vies respiratòries" és una via endògena que condueix a una protecció natural contra la patologia de les vies respiratòries induïda pels aeroal lergens i ajuda a dilucidar els mecanismes precisos que descobreixen molècules diana objectiu de possibles nous tractaments antiasmàtics.Allergic asthma is a chronic respiratory disease with a high prevalence in developed countries. Current treatments do not halt the underlying allergic process and do not always control the symthomps of the disease. The most effective treatment is the use of glucocorticoids, which are based on chemical modifications of potent natural endogenous anti-inflammatory hormones. Studying endogenous anti-inflammatory pathways to explore new therapeutic targets is an efficient experimental strategy to uncover potential novel targets against asthma. One of such endogeneous pathways are cyclooxygenase (COX)-mediated. Prostaglandin (PG) PGE2, a COX product, has been suggested to exert a protective effect in the lungs. Notably, experimental studies with asthma patients revealed that inhaled PGE2 reduces airway hyperresponsiveness and inflammation. This protective PGE2 effect has also been demonstrated, directly and indirectly, in mice sensitized to OVA or HDM. The mechanisms underlying the beneficial effect of PGE2 in asthma are not understood. One of the most consistent features of PGE2 is its ability to modulate mast cell activity in vitro. Our recent in vivo studies showed that PGE2 also prevents mast cell activity in HDM sensitized mice and that this mast cell modulatory effect was paralleled by EP2 receptor overexpression. These results brought up the hypothesis that PGE2 might interact with EP2 receptor on the bronchial mast cells surface to exert a protective action against allergen-driven airway pathology. The precise understanding of such mechanisms will certainly help uncover potential anti-asthma target molecules along the way. The general objective of this thesis was to establish preclinically the relevance of the mast cell EP2 receptor to PGE2 beneficial effect in allergic asthma, and to uncover molecular mechanisms resulting from this receptor selective activation. To achieve this objective we have undertaken several in vitro and in vivo approaches. We first determined the PGE2 EP receptors expression pattern on different human and murine mast cell population, and thereafter assessed (a) whether such differences in the relative expression of EP receptors 1 to 4 influenced the ability of PGE2 to modulate mast cells degranulation and calcium mobilization, and (b) whether human mast cells behaved similarly to murine mast cells under different EP receptors expression scenarios. The results pointed at EP2 as the main contributor to mediate the inhibitory effect of PGE2 on both murine and human mast cells. Once EP2 had been suggested to be the primary protective receptor, we addressed the relevance of selective EP2 activation to (a) protection against HDMinduced airway pathology in mice, and (b) correlation of such pathology to the ability of selective EP2 agonism to prevent mast cells activity in vivo. We showed that a selective EP2 agonist prevented AHR and inflammation from developing, and that such effect was linked to the ability of such selective agonistic action to attenuate airway mast cell activity. We then studied potential inhibitory signaling mechanisms involved in such EP2-mediated blocking effect. We observed that EP2 agonism inhibited in vivo and in vitro, mast cell activity. We described that the PGE2-EP2 interaction on mast cells inhibiting mast cell degranulation through the supression of calcium influxes mediated by an inhibition of the Src-Fyn pathway, and cAMP/PKA. Our observations highlight that the “PGE2”-“mast cells EP2”-“airway” axis is an endogeneous pathway leading to natural protection against aeroallergens-induced airway pathology, and helps elucidate the precise mechanisms that will uncover clue molecules to be targeted by potential novel antiasthma treatments

Conscious walk assessment for the joint evaluation of the soundscape, air quality, biodiversity, and comfort in Barcelona

High environmental noise as well as poor biodiversity and air pollution pose significant challenges for the European population, particularly those residing in urban areas, impacting clearly on citizens’ health. The Conscious Walk initiative stands for an innovative hybrid approach to analyse citizens’ perception of their environment. Being a citizen science participative project, Conscious Walks involves both citizens and scientists collecting high-quality acoustic, chemical, biodiversity, and comfort data while walking in pre-analysed urban environments. The main objective of this proposal is to obtain comprehensive data encompassing both subjective and objective aspects related to soundscape, air quality, biodiversity, and urban comfort. All these elements are closely tied to the overall acoustic environmental quality of the places under study. The effectiveness of this methodology has been tested in various locations in Catalonia, including Sabadell and Barcelona. This contribution focuses on the evaluation of the soundscape in the urban centre of Barcelona, with a comprehensive analysis that integrates data collected by both citizens and scientists during Conscious Walks, air quality metrics, biodiversity, and human comfort information

Conscious Walk Methodology Design for Acoustic, Air Quality and Biodiversity Evaluation in Urban Environments

Environmental noise and air pollution, as well as poor green infrastructure quality, are major concerns for the European population due to their impacts on citizens’ health, especially for those citizens living in urban environments, which materializes in a rising number of complaints to public administration. This issue is further stressed for urban areas located close to aggressive sources of such pollutants, such as airports, railways, highways, or leisure areas. To attend to this situation from the viewpoint of citizens’ everyday lives, this paper proposes a hybrid methodology in the form of a collective campaign in which citizens, especially those from environments that have a stronger impact, cooperate with scientists to collect high quality acoustic, chemical, and biodiversity data. The campaign consists of a conscious walk that considers acoustic measurements conducted by both experts and citizens, coupled with air quality measurements and biodiversity descriptions. The final goal of the method is to obtain subjective and objective data on the soundscape, air quality, and biodiversity in order to evaluate a pre-designed route in an urban location, namely, in the surroundings of Parc de la Ciutadella, Barcelona, Spain