Plasmolipin regulates basolateral-to-apical transcytosis of ICAM-1 and leukocyte adhesion in polarized hepatic epithelial cells

Apical localization of Intercellular Adhesion Receptor (ICAM)-1 regulates the adhesion and guidance of leukocytes across polarized epithelial barriers. Here, we investigate the molecular mechanisms that determine ICAM-1 localization into apical membrane domains of polarized hepatic epithelial cells, and their effect on lymphocyte-hepatic epithelial cell interaction. We had previously shown that segregation of ICAM-1 into apical membrane domains, which form bile canaliculi and bile ducts in hepatic epithelial cells, requires basolateral-to-apical transcytosis. Searching for protein machinery potentially involved in ICAM-1 polarization we found that the SNARE-associated protein plasmolipin (PLLP) is expressed in the subapical compartment of hepatic epithelial cells in vitro and in vivo. BioID analysis of ICAM-1 revealed proximal interaction between this adhesion receptor and PLLP. ICAM-1 colocalized and interacted with PLLP during the transcytosis of the receptor. PLLP gene editing and silencing increased the basolateral localization and reduced the apical confinement of ICAM-1 without affecting apicobasal polarity of hepatic epithelial cells, indicating that ICAM-1 transcytosis is specifically impaired in the absence of PLLP. Importantly, PLLP depletion was sufficient to increase T-cell adhesion to hepatic epithelial cells. Such an increase depended on the epithelial cell polarity and ICAM-1 expression, showing that the epithelial transcytotic machinery regulates the adhesion of lymphocytes to polarized epithelial cells. Our findings strongly suggest that the polarized intracellular transport of adhesion receptors constitutes a new regulatory layer of the epithelial inflammatory respons

Estudio de la regulación de la barrera endotelial por las Rho GTPasas de la subfamilia RhoA

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de Lectura: 27-05-2022Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 27-11-2023Las células endoteliales vasculares forman una barrera semipermeable que recubre la superficie interna del vaso y permite el paso de oxígeno, nutrientes y diferentes moléculas desde el torrente sanguíneo hacia los diferentes tejidos y órganos. La función de barrera es mantenida gracias a las uniones adherentes formadas por VE-cadherina, que están asociadas y estabilizadas por el citoesqueleto de actina. Además, las barreras endoteliales se fortalecen mediante uniones adherentes reticulares, una organización única en los contactos célula- célula donde VE-cadherina interactua con la molécula de adhesión endotelial plaquetaria, PECAM-1, para mantener la integridad de la barrera. Durante la respuesta inflamatoria, la monocapa endotelial aumenta su permeabilidad para permitir la extravasación de células inmunes hacia el foco inflamatorio, y, una vez resuelta la inflamación, se cierra para volver a formar y mantener una barrera semipermeable íntegra. Sin embargo, un aumento de la permeabilidad de manera descontrolada o crónica subyace a la progresión de numerosas enfermedades inflamatorias como la septicemia, la esclerosis múltiple o la COVID-19. Por tanto, el mantenimiento de la función de barrera endotelial y la regulación de su permeabilidad es esencial para mantener la homeostasis del organismo y tiene un extraordinario interés biomédico. Esta tesis se centra en el estudio de la regulación de la función de barrera en condiciones homeostáticas por los tres miembros de la subfamilia RhoA de Rho GTPasas. La subfamilia RhoA, compuesta por RhoA, RhoB y RhoC, es el principal regulador de las fibras de actomiosina que median la contracción celular y apertura de la barrera durante la respuesta inflamatoria. Sin embargo, hemos descubierto mediante la inactivación y activación de RhoA, RhoB y RhoC con la exoenzima C3 transferasa y la proteína quimérica CN03, respectivamente, que esta subfamilia de proteínas también juega un papel en el mantenimiento de las uniones adherentes y la homeostasis de la función de barrera. CN03, que contiene el dominio catalítico del factor necrótico citotóxico bacteriano de Yersinia pseudotuberculosis (CNFY), activa endógenamente RhoA, RhoB y RhoC, refuerza la integridad de la barrera endotelial y las uniones reticulares formadas por VE-cadherina y PECAM-1, y atenúa la rotura de la monocapa celular en respuesta a LPS y sueros de pacientes con septicemia in vitro. La dinámica de VE-cadherina-Dendra2 fotoconvertible sugiere que CN03 estabiliza VE-cadherina preferentemente en las uniones de tipo reticular, asociadas a un fenotipo pro-barrera. Además, CN03 reduce la permeabilidad en respuesta a estímulos inflamatorios locales y disminuye el edema tisular y los niveles plasmáticos de citoquinas in vivo en un modelo murino de inflamación sistémica. Aunque CN03 activa RhoA, RhoB y RhoC, mostramos que su efecto pro-barrera es dependiente de RhoC, incrementando su localización y activación cerca de las uniones intercelulares. En efecto, el silenciamiento de RhoC produce la disolución del anillo de actomiosina periférico, la formación de fibras de estrés y la reducción de VE-cadherina y PECAM-1 en las uniones intercelulares, todo lo cual conlleva el debilitamiento de las uniones y el aumento drástico la permeabilidad paracelular. Por el contrario, la inducción de la expresión de RhoC produce el efecto opuesto y atenúa el aumento de permeabilidad en respuesta a LPS. Esta regulación de la tensión periférica es dependiente de la actividad de la quinasa de la cadena ligera de la miosina, MLCK. Por lo tanto, nuestros datos indican que RhoC está íntimamente relacionada con la conservación de la barrera vascular, y que la activación endógena de las GTPasas de la subfamilia RhoA, particularmente RhoC, en los contactos célula-célula fortalece la estabilidad de las uniones. Este estudio revela un papel terapéutico potencial de la activación de la subfamilia RhoA para prevenir de una permeabilidad excesiva en enfermedades en las que el mantenimiento de la función de barrera endotelial es crucia

Compuestos para su uso en el tratamiento y/o la prevención desepticemia

Compuestos para su uso en el tratamiento y/o la prevención de septicemia. La presente invención se refiere a proteínas que comprenden el dominio catalítico de un factor necrótico citotóxico de Yersinia pseudotuberculosis (CNFY), para usarla en el tratamiento y/o la prevención de septicemia y/o edemas asociados a septicemia en un sujeto.Peer reviewedConsejo Superior de Investigaciones Científicas (España), Universidad Autónoma de Madrid, Fundación Instituto de Investigación Sanitaria Fundación Jiménez DíazA1 Solicitud de patente con informe sobre el estado de la técnic

Compensatory increase of VE-cadherin expression through ETS1 regulates endothelial barrier function in response to TNFα

VE-cadherin plays a central role in controlling endothelial barrier function, which is transiently disrupted by proinflammatory cytokines such as tumor necrosis factor (TNFα). Here we show that human endothelial cells compensate VE-cadherin degradation in response to TNFα by inducing VE-cadherin de novo synthesis. This compensation increases adherens junction turnover but maintains surface VE-cadherin levels constant. NF-κB inhibition strongly reduced VE-cadherin expression and provoked endothelial barrier collapse. Bacterial lipopolysaccharide and TNFα upregulated the transcription factor ETS1, in vivo and in vitro, in an NF-κB dependent manner. ETS1 gene silencing specifically reduced VE-cadherin protein expression in response to TNFα and exacerbated TNFα-induced barrier disruption. We propose that TNFα induces not only the expression of genes involved in increasing permeability to small molecules and immune cells, but also a homeostatic transcriptional program in which NF-κB- and ETS1-regulated VE-cadherin expression prevents the irreversible damage of endothelial barriers.SAF2017-88187-R and S2017/BMD-3817 TomoXliver (to J.M.), BFU2015–67266-R (to I.C) and Instituto de Salud Carlos III (PI18/01662 to CR, co-funded with European FEDER contribution) and of the Programa de Actividades en Biomedicina de la Comunidad de Madrid-B2017/BMD-3671-INFLAMUNE; An institutional support of Fundación Ramón Areces to the CBMSO and MINEC

Compensatory increase of VE-cadherin expression through ETS1 regulates endothelial barrier function in response to TNF¿

VE-cadherin plays a central role in controlling endothelial barrier function, which is transiently disrupted by proinflammatory cytokines such as tumor necrosis factor (TNFα). Here we show that human endothelial cells compensate VE-cadherin degradation in response to TNFα by inducing VE-cadherin de novo synthesis. This compensation increases adherens junction turnover but maintains surface VE-cadherin levels constant. NF-κB inhibition strongly reduced VE-cadherin expression and provoked endothelial barrier collapse. Bacterial lipopolysaccharide and TNFα upregulated the transcription factor ETS1, in vivo and in vitro, in an NF-κB dependent manner. ETS1 gene silencing specifically reduced VE-cadherin protein expression in response to TNFα and exacerbated TNFα-induced barrier disruption. We propose that TNFα induces not only the expression of genes involved in increasing permeability to small molecules and immune cells, but also a homeostatic transcriptional program in which NF-κB- and ETS1-regulated VE-cadherin expression prevents the irreversible damage of endothelial barriersSAF2017-88187-R and S2017/BMD-3817 TomoXliver (to J.M.), BFU2015–67266-R (to I.C) and Instituto de Salud Carlos III (PI18/01662 to CR, co-funded with European FEDER contribution) and of the Programa de Actividades en Biomedicina de la Comunidad de Madrid-B2017/BMD-3671-INFLAMUNE. S.B.F is supported by Endocornea2, convenio colaboración CSIC, funded by Instituto de Investigación Fundación Jiménez Díaz. An institutional support of Fundación Ramón Areces to the CBMS