The Chemokine CCL2 Protects Against Methylmercury Neurotoxicity

Industrial pollution due to heavy metals such as mercury is a major concern for the environment and public health. Mercury, in particular methylmercury (MeHg), primarily affects brain development and neuronal activity, resulting in neurotoxic effects. Because chemokines can modulate brain functions and are involved in neuroinflammatory and neurodegenerative diseases, we tested the possibility that the neurotoxic effect of MeHg may interfere with the chemokine CCL2. We have used an original protocol in young mice using a MeHg-contaminated fish-based diet for 3 months relevant to human MeHg contamination. We observed that MeHg induced in the mice cortex a decrease in CCL2 concentrations, neuronal cell death, and microglial activation. Knock-out (KO) CCL2 mice fed with a vegetal control food already presented a decrease in cortical neuronal cell density in comparison with wild-type animals under similar diet conditions, suggesting that the presence of CCL2 is required for normal neuronal survival. Moreover, KO CCL2 mice showed a pronounced neuronal cell death in response to MeHg. Using in vitro experiments on pure rat cortical neurons in culture, we observed by blockade of the CCL2/CCR2 neurotransmission an increased neuronal cell death in response to MeHg neurotoxicity. Furthermore, we showed that sod genes are upregulated in brain of wild-type mice fed with MeHg in contrast to KO CCL2 mice and that CCL2 can blunt in vitro the decrease in glutathione levels induced by MeHg. These original findings demonstrate that CCL2 may act as a neuroprotective alarm system in brain deficits due to MeHg intoxicatio

Conjunctival Inflammatory Gene Expression Profiling in Dry Eye Disease: Correlations With HLA-DRA and HLA-DRB1

Purpose: In several multicenter clinical trials, HLA-DR was found to be a potential biomarker of dry eye disease (DED)'s severity and prognosis. Given the fact that HLA-DR receptor is a heterodimer consisting in an alpha and a beta chain, we intended to investigate the correlation of inflammatory targets with the corresponding transcripts, HLA-DRA and HLA-DRB1, to characterize specific targets closely related to HLA-DR expressed in conjunctival cells from patients suffering from DED of various etiologies.Methods: A prospective study was conducted in 88 patients with different forms of DED. Ocular symptom scores, ocular-staining grades, tear breakup time (TBUT) and Schirmer test were evaluated. Superficial conjunctival cells were collected by impression cytology and total RNAs were extracted for analyses using the new NanoString® nCounter technology based on an inflammatory human code set containing 249 inflammatory genes.Results: Two hundred transcripts were reliably detected in conjunctival specimens at various levels ranging from 1 to 222,546 RNA copies. Overall, from the 88 samples, 21 target genes showed a highly significant correlation (R > 0.8) with HLA-DRA and HLA-DRB1, HLA-DRA and B1 presenting the highest correlation (R = 0.9). These selected targets belonged to eight family groups, namely interferon and interferon-stimulated genes, tumor necrosis factor superfamily and related factors, Toll-like receptors and related factors, complement system factors, chemokines/cytokines, the RIPK enzyme family, and transduction signals such as the STAT and MAPK families.Conclusions: We have identified a profile of 21 transcripts correlated with HLA-DR expression, suggesting closely regulated signaling pathways and possible direct or indirect interactions between them. The NanoString® nCounter technology in conjunctival imprints could constitute a reliable tool in the future for wider screening of inflammatory biomarkers in DED, usable in very small samples. Broader combinations of biomarkers associated with HLA-DR could be analyzed to develop new diagnostic approaches, identify tighter pathophysiological gene signatures and personalize DED therapies more efficiently

NOV/CCN3 attenuates inflammatory pain through regulation of matrix metalloproteinases-2 and -9

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Sustained neuroinflammation strongly contributes to the pathogenesis of pain. The clinical challenge of chronic pain relief led to the identification of molecules such as cytokines, chemokines and more recently matrix metalloproteinases (MMPs) as putative therapeutic targets. Evidence points to a founder member of the matricial CCN family, NOV/CCN3, as a modulator of these inflammatory mediators. We thus investigated the possible involvement of NOV in a preclinical model of persistent inflammatory pain.</p> <p>Methods</p> <p>We used the complete Freund's adjuvant (CFA)-induced model of persistent inflammatory pain and cultured primary sensory neurons for <it>in vitro </it>experiments. The mRNA expression of NOV and pro-inflammatory factors were measured with real-time quantitative PCR, CCL2 protein expression was assessed using ELISA, MMP-2 and -9 activities using zymography. The effect of drugs on tactile allodynia was evaluated by the von Frey test.</p> <p>Results</p> <p>NOV was expressed in neurons of both dorsal root ganglia (DRG) and dorsal horn of the spinal cord (DHSC). After intraplantar CFA injection, NOV levels were transiently and persistently down-regulated in the DRG and DHSC, respectively, occurring at the maintenance phase of pain (15 days). NOV-reduced expression was restored after treatment of CFA rats with dexamethasone. <it>In vitro</it>, results based on cultured DRG neurons showed that siRNA-mediated inhibition of NOV enhanced IL-1β- and TNF-α-induced MMP-2, MMP-9 and CCL2 expression whereas NOV addition inhibited TNF-α-induced MMP-9 expression through β₁integrin engagement. <it>In vivo</it>, the intrathecal delivery of MMP-9 inhibitor attenuated mechanical allodynia of CFA rats. Importantly, intrathecal administration of NOV siRNA specifically led to an up-regulation of MMP-9 in the DRG and MMP-2 in the DHSC concomitant with increased mechanical allodynia. Finally, NOV intrathecal treatment specifically abolished the induction of MMP-9 in the DRG and, MMP-9 and MMP-2 in the DHSC of CFA rats. This inhibitory effect on MMP is associated with reduced mechanical allodynia.</p> <p>Conclusions</p> <p>This study identifies NOV as a new actor against inflammatory pain through regulation of MMPs thus uncovering NOV as an attractive candidate for therapeutic improvement in pain relief.</p

Implication des chimiokines dans la neurotransmission dopaminergique nigrostriée

Les chimiokines sont des cytokines chimiotactiques. Nous avons établi que les chimiokines SDF-1 et MCP-1 et leurs récepteurs sont exprimés constitutivement par les neurones dopaminergiques (DA) de la substance noire (SN) de rat, suggérant un rôle modulateur de ces chimiokines sur l activité du système DA nigrostrié. Nous avons alors montré par électrophysiologie qu elles exercent des effets multiples et présynaptiques sur l excitabilité des neurones DA et que, sous l action de SDF-1, des neurones faiblement dépolarisés passent à un mode de décharge en bouffée connu pour faire libérer plus de DA. Nous avons démontré in vitro que SDF-1 est capable de potentialiser de manière dose dépendante la libération de DA induite par KCl. Par microdialyse intracérébrale nous avons montré que SDF-1 ou MCP-1, injecté unilatéralement dans la SN, induit une augmentation de la concentration extracellulaire de DA dans le striatum ipsilatéral, se traduisant par un comportement de rotation contralatérale.PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Implication de la chimiokine MCP-1/CCL-2 dans la physiologie médullaire de la voie nociceptive

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Influence de la chimiokine CCL2 sur la modulation des canaux Nav1.8 et lors la douleur inflammatoire

Il est de nos jours clairement établi que la chimiokine CCL2 est exprimée à l état basal et est sécrétée par les neurones des ganglions rachidiens et de la moelle épinière. Lors de douleurs chroniques, cette chimiokine participe à la mise en place des mécanismes pronociceptifs. Le premier objectif de notre recherche a eu pour but d étudier les effets de CCL2 sur l activité du canal sodique Nav1.8 par la technique de patch clamp sur cellules entières sur les neurones nociceptifs primaires de petit diamètre. En effet, il est clairement établi que l activité du Nav1.8 fait l objet d importants changements au sein de ces neurones lors du développement de douleur chronique inflammatoire. Ainsi les résultats de cette étude électrophysiologique, démontrent que CCL2 (100 nM) augmente de manière significative l amplitude des courants des canaux sodiques TTX Résistant (Nav1.8) en altérant leur cinétique d activation. L implication spécifique du récepteur CCR2 dans ces effets, ne fait aucun doute puisque le traitement par un antagoniste sélectif de ce récepteur (INCB 3344) bloque l hyperexcitabilité du Nav1.8 des neurones sensitifs primaires induite par le CCL2. De plus, afin de valider l implication des sous-unités Gi/o dans les mécanismes associés à l effet de CCL2 sur l activité des canaux Nav1.8, la toxine pertussique (PTX) été utilisée. Les résultats révèlent qu en présence de PTX, aucune altération induite par le CCL2 des courants et propriétés biophysiques de Nav1.8 n est observable. L ensemble de résultats obtenus au cours de cette première étude, nous a permis de démontrer que CCL2 module, de façon spécifique, l activité des courants Nav1.8, au niveau des neurones sensitifsPARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF

Vers une meilleure compréhension des douleurs oculaires chroniques

La sécheresse oculaire est un des premiers motifs de consultation en ophtalmologie. Sa prévalence varie de 5 à 35 % chez des sujets âgés de plus de 50 ans. Cette pathologie du segment antérieur de l’œil est caractérisée par des sensations de douleurs variables dans leur intensité, allant du simple inconfort à une douleur oculaire prononcée. Les douleurs oculaires sont très invalidantes et difficiles à traiter et leurs mécanismes physiopathologiques demeurent de nos jours mal connus. Ce constat impose un approfondissement de nos connaissances fondamentales sur l’anatomie du système nociceptif cornéen et sur les mécanismes cellulaires impliqués dans l’initiation et la chronicisation de la douleur oculaire. Cette revue présente dans une première partie l’anatomie et la physiologie de l’innervation cornéenne et les différentes classes de récepteurs cornéens ainsi que les structures centrales mises en jeu dans la transmission du message nociceptif. La seconde partie fait un état des lieux des données précliniques et cliniques sur les mécanismes inflammatoires et neuro-inflammatoires qui ont été identifiés lors de douleurs cornéennes. Enfin, la dernière partie de cette revue décrit les différents dispositifs actuellement utilisés pour évaluer la douleur et l’inflammation oculaire en clinique humaine

La douleur oculaire chronique : mieux la comprendre pour mieux la traiter

International audienceDry eye symptoms are one of the leading complaints in ophthalmology. They include visual disturbance, various types of symptoms and variable intensity of pain and discomfort that may become chronic or permanent and thus affect significantly the quality of life of patients. Nevertheless, the pathophysiological mechanisms of ocular surface pain remain largely unknown. A better clinical characterization of chronic ocular pain and an understanding of the molecular and cellular mechanisms involved are crucial issues for developing effective management and therapeutic strategy to alleviate ocular pain. In this review, we first describe the nociceptive corneal nerve pathways and the classification of corneal sensitive receptors neurons. The second part of this review gives an update of the preclinical and clinical data related to the inflammatory processes linked to inflammatory ocular pain. The last section describes the various diagnostic tools used in the clinic to evaluate corneal sensitivity and corneal inflammation.La sècheresse oculaire est un des premiers motifs de consultation en ophtalmologie. Sa prévalence varie de 5 à 35 % chez des sujets âgés de plus de 50 ans. Cette pathologie du segment antérieur de l’œil est caractérisée par des sensations de douleur variables dans leurs intensités, allant du simple inconfort à une douleur oculaire prononcée. Les douleurs oculaires sont très invalidantes et très difficiles à traiter, et leurs mécanismes physiopathologiques demeurent mal connus de nos jours. Ce constat impose un approfondissement de nos connaissances fondamentales sur l’anatomie du système nociceptif cornéen et sur les mécanismes cellulaires impliqués dans l’initiation et la chronicisation de la douleur oculaire. Cette revue présente, dans une première partie, l’anatomie de l’innervation cornéenne et les différentes classes de récepteurs sensitifs cornéens. La seconde partie fait un état des lieux des données précliniques et cliniques portant sur les mécanismes inflammatoires mis en jeu dans cette pathologie. Enfin la dernière partie de cette revue décrit les différents dispositifs actuellement utilisés pour évaluer la douleur et l’inflammation oculaire en clinique humaine

Douleur oculaire : du fondamental à la clinique

International audienceChronic ocular pain is very disabling and difficult to treat. Its pathophysiological mechanisms are still poorly understood. The cornea is the most densely innervated tissue in the human body, with an innervation 600 and 40 times higher than that of the skin and dental pulp, respectively. A lesion of corneal nociceptive free nerve endings results in morphological and molecular changes of these free endings, of the corneal neurons located in the trigeminal ganglion but also in brainstem structures (trigeminal sensory complex) involved in corneal nociceptive transmission. Furthermore, various preclinical models of corneal nociception have demonstrated dysfunctions in these anatomical pathways, including peripheral sensitization (hyperactivity of corneal nerves at the level of the terminals and the trigeminal ganglion) and central sensitization (synaptic plasticity, hyperactivity of second-order neurons of the trigeminal sensory complex). Neuroimmune interactions known to shape the excitability of the peripheral and central nervous systems may be the cause of such alterations. Recently, pharmacological studies have identified and validated novel therapeutic targets in different preclinical models of corneal nociception, opening new therapeutic perspectives. In this review, data from basic research are then put into perspective with clinical data, illustrated in particular by the example of dry-eye related pain, a frequent disease encountered in ophthalmological practice. The tools currently used in the clinic to evaluate ocular pain, corneal inflammation and the morphological criteria commonly used to quantify abnormalities (density, tortuosity, neuroma) of corneal nerves will be described. The various therapeutic options for the patient with painful dry eye will also be discussed. In conclusion, research on ocular pain has accelerated in recent years, due to a closer collaboration between researchers and clinicians. The better understanding of chronic ocular pain and therefore improved diagnosis will allow the development of better analgesic strategies tailored to the profile of each patient