Pfl�gers Archiv European Journal of Physiology, 1991
Confluent monolayers of the cultured renal distal tubule cell line (A6) were impaled with microel... more Confluent monolayers of the cultured renal distal tubule cell line (A6) were impaled with microelectrodes under short-circuit conditions. Specific membrane conductances were calculated from equivalent circuit equations. Transport properties of the apical and basolateral membranes were investigated during control conditions and short-term increases in basolateral potassium concentration [K +] from 2.5 to 20 mmol/1, with or without 0.5 mmol/1 Ba 2+ at the basolateral side. As in most other epithelia, the apical membrane represents the major resistive barrier. Transcellular, apical and basolateral membrane conductances (go, go and gi respectively), obtained from 22 acceptable microelectrode studies, averaged 61, 80 and 292 gS/cm 2, respectively. There was a highly significant correlation between short-circuit current (Isc) and go, whereas gi was unrelated to I~c. The /~c, which averaged 4.1 gA/cm 2, was almost completely blocked by amiloride. This was associated with fast hyperpolarization; the intracellular potential (V~o) increased from-69 to-83 mV and the fractional apical resistance rose to nearly 100%. Using the values of V~ during amiloride at normal and high [K+], an apparent transference number for K + at the basolateral membrane of 0.72 can be calculated. This value corresponds with the decrease in g~ to about 25% of the control values after blocking the K + channels with Ba 2 +. The nature of the remaining conductance is presently unclear. The cellular current decreased during high [K +] and Ba 2+, in part resulting from reduction of the electrochemical gradient for apical Na + uptake due to the depolarization. In addition, go decreased to less than 40%, which is considerably lower than predicted by the constant-field equation; this might indicate voltage sensitivity of the apical Na + permeability.
Le pronostic de la mucoviscidose est conditionne par l’atteinte pulmonaire. Trois types de facteu... more Le pronostic de la mucoviscidose est conditionne par l’atteinte pulmonaire. Trois types de facteurs l’influencent: des facteurs lies a la qualite de la prise en charge, des facteurs genetiques et des facteurs d’environnement. Les premiers sont les plus importants. Une prise en charge specialisee precoce est necessaire mais des differences considerables de resultats cliniques peuvent exister entre les centres. Mieux comprendre ces differences permettrait une amelioration globale du niveau des soins. Sous un autre angle, les implications pronostiques de ces differences sont telles que l’acces des patients et/ou parents a ces donnees est aujourd’hui considere aux USA comme un droit. Couple a une prise en charge optimale immediate, un depistage neonatal de la mucoviscidose devrait etre prochainement mis en place en Belgique et contribuer encore a l’amelioration du pronostic. L’etape decisive esperee est la decouverte d’un traitement plus fondamental de l’atteinte respiratoire. Une approche pharmacologique taillee sur mesure en fonction des mutations de chaque patient est la voie la plus prometteuse. En voie d’enregistrement aux USA, le compose VX-770 ne concernerait que quelques patients en Belgique mais pourrait bien constituer le premier traitement efficace de ce type. En attendant, le maintien de la solidarite dont ont besoin ces patients reste crucial.
Stimulation by aldosterone of sodium reabsorption can be reproduced on a cell line, A6, derived f... more Stimulation by aldosterone of sodium reabsorption can be reproduced on a cell line, A6, derived from the renal tissue of Xenopus laevis. These cells organize themselves as a polarized epithelium carrying out unidirectional sodium transport, reflected by the short-circuit current (Isc). Isc response to aldosterone starts to be apparent after a latency period of 2-3 h; the full hormonal effect takes much longer. On the other hand, (Na+ + K+)-ATPase activity and density in ouabain binding sites did not increase before several hours of treatment. At that stage, while Isc more than trebled, Na+ pump activity and density went up by less than 50%. A significant influence of aldosterone on the way the Na+ pump operates is considered unlikely, since cell interaction with ouabain remained unchanged (Kd approximately 18 nM). Furthermore, the close correspondence of hormonal effect, in relative terms, on (Na+ + K+)-ATPase activity vs density, argues against a significant degree of recruitment of spare pump units. Thus aldosterone effect on Na+ pump probably results from increased biosynthesis of the enzyme. The aldosterone dependent Na+ pump stimulation is apparently unrelated to sodium available for transport. The hormone seems to act on Na+ pump directly.
Un diagnostic de mucoviscidose a l'âge adulte concerne habituellement des patients qui ne pre... more Un diagnostic de mucoviscidose a l'âge adulte concerne habituellement des patients qui ne presentent pas d'insuffisance pancreatique. Il peut s'agir soit de formes typiques meconnues et l'atteinte pulmonaire est alors souvent avancee, soit de formes atypiques avec taux de chlorures intermediaires et atteinte pulmonaire plus legere, quoique variable. Dans ce dernier groupe, le diagnostic n'est pas simple, avec pour outils principaux une etude genetique exhaustive et la mesure du potentiel nasal. Dans tous les cas, l'enjeu est important pour le patient, a la fois en termes economiques et de pronostic.
Le pronostic de la mucoviscidose est conditionne par l’atteinte pulmonaire. Trois types de facteu... more Le pronostic de la mucoviscidose est conditionne par l’atteinte pulmonaire. Trois types de facteurs l’influencent: des facteurs lies a la qualite de la prise en charge, des facteurs genetiques et des facteurs d’environnement. Les premiers sont les plus importants. Une prise en charge specialisee precoce est necessaire mais des differences considerables de resultats cliniques peuvent exister entre les centres. Mieux comprendre ces differences permettrait une amelioration globale du niveau des soins. Sous un autre angle, les implications pronostiques de ces differences sont telles que l’acces des patients et/ou parents a ces donnees est aujourd’hui considere aux USA comme un droit. Couple a une prise en charge optimale immediate, un depistage neonatal de la mucoviscidose devrait etre prochainement mis en place en Belgique et contribuer encore a l’amelioration du pronostic. L’etape decisive esperee est la decouverte d’un traitement plus fondamental de l’atteinte respiratoire. Une approche pharmacologique taillee sur mesure en fonction des mutations de chaque patient est la voie la plus prometteuse. En voie d’enregistrement aux USA, le compose VX-770 ne concernerait que quelques patients en Belgique mais pourrait bien constituer le premier traitement efficace de ce type. En attendant, le maintien de la solidarite dont ont besoin ces patients reste crucial.
Lung inflammation is a key feature of CF pathology. We have previously shown that, even in basal ... more Lung inflammation is a key feature of CF pathology. We have previously shown that, even in basal conditions, CFTRtm1Eur (homozygous F508del-CFTR) mice display an increased number of alveolar and peritoneal macrophages compared to their WT littermates. Promising anti-inflammatory properties have been reported for Vardenafil, a phosphodiesterase type 5 inhibitor (iPDE5). We have recently demonstrated that this iPDE5 reduces LPS-induced inflammatory responses in CF mice (Lubamba et al., 2012). We hypothesized that: 1) the activity of macrophages is altered in CF and 2) macrophages represent target effector cells of the anti-inflammatory effect of vardenafil. Macrophages were isolated and purified from lung homogenates and peritoneal lavages from CF and WT mice. To test the hypothesis that the activity of macrophages is altered in CF, LPS-induced inflammatory responses were first evaluated. Then macrophage differentiation in pro- (M1) and anti-inflammatory (M2) effectors was studied after polarization with LPS and IFN-γ or IL-4 and IL-13, respectively. Pro- (TNF-α, IL-1β and CCL-2) and anti-inflammatory (FIZZ-1 and mYm1) mediators were quantified by ELISA (in culture supernatants) or by quantitative RT-PCR (in cultured macrophages). In each condition, the effect of vardenafil (50µM) was evaluated. CF lung and peritoneal macrophages displayed an exaggerated pro-inflammatory response to LPS and vardenafil treatment reduced it. M1/M2 polarization was altered in CF macrophages. In lung and peritoneal macrophages, M1 response was at least 4-fold larger in CF than in WT cells. In contrast, the M2 response was reduced in CF macrophages. These results confirm a deregulation of the pro/anti-inflammatory balance in CF macrophages. Vardenafil restores the balance by reducing the expression of pro-inflammatory mediators (particularly TNF-α and IL-1β) in lung and peritoneal macrophages. Moreover, vardenafil corrects the overproduction of FIZZ-1 in CF macrophages. Our results show that macrophages play a critical role in inflammatory responses in CF. Differentiation of macrophages from different body compartments is oriented towards a pro-inflammatory profile associated with a decreased anti-inflammatory status. The immunomodulatory effect of vardenafil could thus be beneficial in CF pharmacotherapy.
Un diagnostic de mucoviscidose a l'âge adulte concerne habituellement des patients qui ne pre... more Un diagnostic de mucoviscidose a l'âge adulte concerne habituellement des patients qui ne presentent pas d'insuffisance pancreatique. Il peut s'agir soit de formes typiques meconnues et l'atteinte pulmonaire est alors souvent avancee, soit de formes atypiques avec taux de chlorures intermediaires et atteinte pulmonaire plus legere, quoique variable. Dans ce dernier groupe, le diagnostic n'est pas simple, avec pour outils principaux une etude genetique exhaustive et la mesure du potentiel nasal. Dans tous les cas, l'enjeu est important pour le patient, a la fois en termes economiques et de pronostic.
Introduction L’inflammation pulmonaire est l’une des caracteristiques clefs de la pathologie pulm... more Introduction L’inflammation pulmonaire est l’une des caracteristiques clefs de la pathologie pulmonaire de la mucoviscidose. Nous avons prealablement demontre que, meme en absence de toute stimulation, les macrophages alveolaires et peritoneaux sont plus nombreux chez la souris CFTRtm1Eur, homozygote pour la mutation F508del-CFTR, que chez la souris sauvage (WT). Le vardenafil, un inhibiteur de la phosphodiesterase de type 5 (iPDE5), possede des effets anti-inflammatoires benefiques dans la mucoviscidose. Plus recemment, nous avons demontre que l’iPDE5 inhibe la reponse inflammatoire induite par le lipopolysaccharide de Pseudomonas aeruginosa (LPS) chez la souris CFTRtm1Eur. Objectif Le but de ce travail est de tester les hypotheses que, dans la mucoviscidose, 1) la biologie des macrophages est alteree, et que 2) ces cellules representent des cibles de l’effet anti-inflammatoire du vardenafil. Methodes La biologie des macrophages a ete etudiee en culture primaire apres separation et purification a partir d’homogenats de poumons et de lavages peritoneaux de souris CFTRtm1Eur atteintes (CF) ou non (WT) de mucoviscidose. Le role de ces cellules dans la reponse inflammatoire a ete analyse, dans un premier temps, suite a la stimulation par le LPS. Ensuite, la differentiation cellulaire a ete etudiee par un protocole experimental menant a la polarisation pro- (M1) et anti- (M2) inflammatoire. La polarisation M1 a ete induite par l’utilisation combinee de LPS et l’IFNγ, la polarisation M2, par l’association d’IL-4 et d’IL-13. Des marqueurs pro-inflammatoires (TNF-alpha, IL-1beta et CCL-2) et anti-inflammatoires (FIZZ-1 et mYm1) ont alors ete quantifies par ELISA (surnageants de culture) ou par RT-PCR quantitative (macrophages). Pour chaque condition, l’effet du vardenafil (50µM) a ete teste. Resultats Compares aux macrophages pulmonaires WT, les CF presentent une reponse pro-inflammatoire au LPS exageree; cette observation est confirmee dans les cellules provenant de la cavite peritoneale. Le traitement avec le vardenafil reduit ces reponses. La polarisation M1/M2 est alteree dans les macrophages CF. En effet, tant pour les macrophages pulmonaires que pour les peritoneaux, la reponse des marqueurs de la voie M1 est au moins 4 fois plus grande dans les cellules CF que dans les WT. Par contre, la reponse des marqueurs de la voie M2 est plutot reduite dans les cellules CF. Ces resultats indiquent un desequilibre de la balance pro/anti-inflammatoire dans les macrophages en cas de mucoviscidose. Le traitement avec le vardenafil permet de retablir ce desequilibre en freinant les reponses excessives des marqueurs pro-inflammatoires, en particulier de l’IL-1beta et du TNF-alpha dans les populations cellulaires pulmonaires et peritoneales. De plus, le vardenafil agit sur la polarisation M2 en corrigeant notamment la reponse excessive du FIZZ-1. Conclusions Ces resultats indiquent que les macrophages jouent un role critique dans la reponse inflammatoire dans la mucoviscidose. La differentiation cellulaire des macrophages provenant de differents compartiments de l’organisme est tournee vers un profil pro-inflammatoire associee a une reponse anti-inflammatoire plutot reduite. L’effet immunomodulateur du vardenafil serait benefique dans la mucoviscidose car l’iPDE5 retablit l’equilibre de la balance pro/anti-inflammatoire, caracteristique de la maladie.
Lung inflammation is a key feature of CF pathology. We have previously shown that, even in basal ... more Lung inflammation is a key feature of CF pathology. We have previously shown that, even in basal conditions, CFTRtm1Eur (homozygous F508del-CFTR) mice display an increased number of alveolar and peritoneal macrophages compared to their WT littermates. Promising anti-inflammatory properties have been reported for Vardenafil, a phosphodiesterase type 5 inhibitor (iPDE5). We have recently demonstrated that this iPDE5 reduces LPS-induced inflammatory responses in CF mice (Lubamba et al., 2012). We hypothesized that: 1) the activity of macrophages is altered in CF and 2) macrophages represent target effector cells of the anti-inflammatory effect of vardenafil. Macrophages were isolated and purified from lung homogenates and peritoneal lavages from CF and WT mice. To test the hypothesis that the activity of macrophages is altered in CF, LPS-induced inflammatory responses were first evaluated. Then macrophage differentiation in pro- (M1) and anti-inflammatory (M2) effectors was studied after polarization with LPS and IFN-γ or IL-4 and IL-13, respectively. Pro- (TNF-α, IL-1β and CCL-2) and anti-inflammatory (FIZZ-1 and mYm1) mediators were quantified by ELISA (in culture supernatants) or by quantitative RT-PCR (in cultured macrophages). In each condition, the effect of vardenafil (50µM) was evaluated. CF lung and peritoneal macrophages displayed an exaggerated pro-inflammatory response to LPS and vardenafil treatment reduced it. M1/M2 polarization was altered in CF macrophages. In lung and peritoneal macrophages, M1 response was at least 4-fold larger in CF than in WT cells. In contrast, the M2 response was reduced in CF macrophages. These results confirm a deregulation of the pro/anti-inflammatory balance in CF macrophages. Vardenafil restores the balance by reducing the expression of pro-inflammatory mediators (particularly TNF-α and IL-1β) in lung and peritoneal macrophages. Moreover, vardenafil corrects the overproduction of FIZZ-1 in CF macrophages. Our results show that macrophages play a critical role in inflammatory responses in CF. Differentiation of macrophages from different body compartments is oriented towards a pro-inflammatory profile associated with a decreased anti-inflammatory status. The immunomodulatory effect of vardenafil could thus be beneficial in CF pharmacotherapy.
Mutations of the CFTR gene cause cystic fibrosis (CF), the most common recessive monogenic diseas... more Mutations of the CFTR gene cause cystic fibrosis (CF), the most common recessive monogenic disease worldwide. These mutations alter the synthesis, processing, function, or half-life of CFTR, the main chloride channel expressed in the apical membrane of epithelial cells in the airway, intestine, pancreas, and reproductive tract. Lung disease is the most critical manifestation of CF. It is characterized by airway obstruction, infection, and inflammation that lead to fatal tissue destruction. In spite of great advances in early and multidisciplinary medical care, and in our understanding of the pathophysiology, CF is still considerably reducing the life expectancy of patients. This review highlights the current development in pharmacological modulators of CFTR, which aim at rescuing the expression and/or function of mutated CFTR. While only Kalydeco® and Orkambi® are currently available to patients, many other families of CFTR modulators are undergoing preclinical and clinical investigations. Drug repositioning and personalized medicine are particularly detailed in this review as they represent the most promising strategies for restoring CFTR function in CF.
Introduction L’inflammation pulmonaire est l’une des caracteristiques clefs de la pathologie pulm... more Introduction L’inflammation pulmonaire est l’une des caracteristiques clefs de la pathologie pulmonaire de la mucoviscidose. Nous avons prealablement demontre que, meme en absence de toute stimulation, les macrophages alveolaires et peritoneaux sont plus nombreux chez la souris CFTRtm1Eur, homozygote pour la mutation F508del-CFTR, que chez la souris sauvage (WT). Le vardenafil, un inhibiteur de la phosphodiesterase de type 5 (iPDE5), possede des effets anti-inflammatoires benefiques dans la mucoviscidose. Plus recemment, nous avons demontre que l’iPDE5 inhibe la reponse inflammatoire induite par le lipopolysaccharide de Pseudomonas aeruginosa (LPS) chez la souris CFTRtm1Eur. Objectif Le but de ce travail est de tester les hypotheses que, dans la mucoviscidose, 1) la biologie des macrophages est alteree, et que 2) ces cellules representent des cibles de l’effet anti-inflammatoire du vardenafil. Methodes La biologie des macrophages a ete etudiee en culture primaire apres separation et purification a partir d’homogenats de poumons et de lavages peritoneaux de souris CFTRtm1Eur atteintes (CF) ou non (WT) de mucoviscidose. Le role de ces cellules dans la reponse inflammatoire a ete analyse, dans un premier temps, suite a la stimulation par le LPS. Ensuite, la differentiation cellulaire a ete etudiee par un protocole experimental menant a la polarisation pro- (M1) et anti- (M2) inflammatoire. La polarisation M1 a ete induite par l’utilisation combinee de LPS et l’IFNγ, la polarisation M2, par l’association d’IL-4 et d’IL-13. Des marqueurs pro-inflammatoires (TNF-alpha, IL-1beta et CCL-2) et anti-inflammatoires (FIZZ-1 et mYm1) ont alors ete quantifies par ELISA (surnageants de culture) ou par RT-PCR quantitative (macrophages). Pour chaque condition, l’effet du vardenafil (50µM) a ete teste. Resultats Compares aux macrophages pulmonaires WT, les CF presentent une reponse pro-inflammatoire au LPS exageree; cette observation est confirmee dans les cellules provenant de la cavite peritoneale. Le traitement avec le vardenafil reduit ces reponses. La polarisation M1/M2 est alteree dans les macrophages CF. En effet, tant pour les macrophages pulmonaires que pour les peritoneaux, la reponse des marqueurs de la voie M1 est au moins 4 fois plus grande dans les cellules CF que dans les WT. Par contre, la reponse des marqueurs de la voie M2 est plutot reduite dans les cellules CF. Ces resultats indiquent un desequilibre de la balance pro/anti-inflammatoire dans les macrophages en cas de mucoviscidose. Le traitement avec le vardenafil permet de retablir ce desequilibre en freinant les reponses excessives des marqueurs pro-inflammatoires, en particulier de l’IL-1beta et du TNF-alpha dans les populations cellulaires pulmonaires et peritoneales. De plus, le vardenafil agit sur la polarisation M2 en corrigeant notamment la reponse excessive du FIZZ-1. Conclusions Ces resultats indiquent que les macrophages jouent un role critique dans la reponse inflammatoire dans la mucoviscidose. La differentiation cellulaire des macrophages provenant de differents compartiments de l’organisme est tournee vers un profil pro-inflammatoire associee a une reponse anti-inflammatoire plutot reduite. L’effet immunomodulateur du vardenafil serait benefique dans la mucoviscidose car l’iPDE5 retablit l’equilibre de la balance pro/anti-inflammatoire, caracteristique de la maladie.
Mutations of the CFTR gene cause cystic fibrosis (CF), the most common recessive monogenic diseas... more Mutations of the CFTR gene cause cystic fibrosis (CF), the most common recessive monogenic disease worldwide. These mutations alter the synthesis, processing, function, or half-life of CFTR, the main chloride channel expressed in the apical membrane of epithelial cells in the airway, intestine, pancreas, and reproductive tract. Lung disease is the most critical manifestation of CF. It is characterized by airway obstruction, infection, and inflammation that lead to fatal tissue destruction. In spite of great advances in early and multidisciplinary medical care, and in our understanding of the pathophysiology, CF is still considerably reducing the life expectancy of patients. This review highlights the current development in pharmacological modulators of CFTR, which aim at rescuing the expression and/or function of mutated CFTR. While only Kalydeco® and Orkambi® are currently available to patients, many other families of CFTR modulators are undergoing preclinical and clinical investigations. Drug repositioning and personalized medicine are particularly detailed in this review as they represent the most promising strategies for restoring CFTR function in CF.
Pfl�gers Archiv European Journal of Physiology, 1991
Confluent monolayers of the cultured renal distal tubule cell line (A6) were impaled with microel... more Confluent monolayers of the cultured renal distal tubule cell line (A6) were impaled with microelectrodes under short-circuit conditions. Specific membrane conductances were calculated from equivalent circuit equations. Transport properties of the apical and basolateral membranes were investigated during control conditions and short-term increases in basolateral potassium concentration [K +] from 2.5 to 20 mmol/1, with or without 0.5 mmol/1 Ba 2+ at the basolateral side. As in most other epithelia, the apical membrane represents the major resistive barrier. Transcellular, apical and basolateral membrane conductances (go, go and gi respectively), obtained from 22 acceptable microelectrode studies, averaged 61, 80 and 292 gS/cm 2, respectively. There was a highly significant correlation between short-circuit current (Isc) and go, whereas gi was unrelated to I~c. The /~c, which averaged 4.1 gA/cm 2, was almost completely blocked by amiloride. This was associated with fast hyperpolarization; the intracellular potential (V~o) increased from-69 to-83 mV and the fractional apical resistance rose to nearly 100%. Using the values of V~ during amiloride at normal and high [K+], an apparent transference number for K + at the basolateral membrane of 0.72 can be calculated. This value corresponds with the decrease in g~ to about 25% of the control values after blocking the K + channels with Ba 2 +. The nature of the remaining conductance is presently unclear. The cellular current decreased during high [K +] and Ba 2+, in part resulting from reduction of the electrochemical gradient for apical Na + uptake due to the depolarization. In addition, go decreased to less than 40%, which is considerably lower than predicted by the constant-field equation; this might indicate voltage sensitivity of the apical Na + permeability.
Le pronostic de la mucoviscidose est conditionne par l’atteinte pulmonaire. Trois types de facteu... more Le pronostic de la mucoviscidose est conditionne par l’atteinte pulmonaire. Trois types de facteurs l’influencent: des facteurs lies a la qualite de la prise en charge, des facteurs genetiques et des facteurs d’environnement. Les premiers sont les plus importants. Une prise en charge specialisee precoce est necessaire mais des differences considerables de resultats cliniques peuvent exister entre les centres. Mieux comprendre ces differences permettrait une amelioration globale du niveau des soins. Sous un autre angle, les implications pronostiques de ces differences sont telles que l’acces des patients et/ou parents a ces donnees est aujourd’hui considere aux USA comme un droit. Couple a une prise en charge optimale immediate, un depistage neonatal de la mucoviscidose devrait etre prochainement mis en place en Belgique et contribuer encore a l’amelioration du pronostic. L’etape decisive esperee est la decouverte d’un traitement plus fondamental de l’atteinte respiratoire. Une approche pharmacologique taillee sur mesure en fonction des mutations de chaque patient est la voie la plus prometteuse. En voie d’enregistrement aux USA, le compose VX-770 ne concernerait que quelques patients en Belgique mais pourrait bien constituer le premier traitement efficace de ce type. En attendant, le maintien de la solidarite dont ont besoin ces patients reste crucial.
Stimulation by aldosterone of sodium reabsorption can be reproduced on a cell line, A6, derived f... more Stimulation by aldosterone of sodium reabsorption can be reproduced on a cell line, A6, derived from the renal tissue of Xenopus laevis. These cells organize themselves as a polarized epithelium carrying out unidirectional sodium transport, reflected by the short-circuit current (Isc). Isc response to aldosterone starts to be apparent after a latency period of 2-3 h; the full hormonal effect takes much longer. On the other hand, (Na+ + K+)-ATPase activity and density in ouabain binding sites did not increase before several hours of treatment. At that stage, while Isc more than trebled, Na+ pump activity and density went up by less than 50%. A significant influence of aldosterone on the way the Na+ pump operates is considered unlikely, since cell interaction with ouabain remained unchanged (Kd approximately 18 nM). Furthermore, the close correspondence of hormonal effect, in relative terms, on (Na+ + K+)-ATPase activity vs density, argues against a significant degree of recruitment of spare pump units. Thus aldosterone effect on Na+ pump probably results from increased biosynthesis of the enzyme. The aldosterone dependent Na+ pump stimulation is apparently unrelated to sodium available for transport. The hormone seems to act on Na+ pump directly.
Un diagnostic de mucoviscidose a l'âge adulte concerne habituellement des patients qui ne pre... more Un diagnostic de mucoviscidose a l'âge adulte concerne habituellement des patients qui ne presentent pas d'insuffisance pancreatique. Il peut s'agir soit de formes typiques meconnues et l'atteinte pulmonaire est alors souvent avancee, soit de formes atypiques avec taux de chlorures intermediaires et atteinte pulmonaire plus legere, quoique variable. Dans ce dernier groupe, le diagnostic n'est pas simple, avec pour outils principaux une etude genetique exhaustive et la mesure du potentiel nasal. Dans tous les cas, l'enjeu est important pour le patient, a la fois en termes economiques et de pronostic.
Le pronostic de la mucoviscidose est conditionne par l’atteinte pulmonaire. Trois types de facteu... more Le pronostic de la mucoviscidose est conditionne par l’atteinte pulmonaire. Trois types de facteurs l’influencent: des facteurs lies a la qualite de la prise en charge, des facteurs genetiques et des facteurs d’environnement. Les premiers sont les plus importants. Une prise en charge specialisee precoce est necessaire mais des differences considerables de resultats cliniques peuvent exister entre les centres. Mieux comprendre ces differences permettrait une amelioration globale du niveau des soins. Sous un autre angle, les implications pronostiques de ces differences sont telles que l’acces des patients et/ou parents a ces donnees est aujourd’hui considere aux USA comme un droit. Couple a une prise en charge optimale immediate, un depistage neonatal de la mucoviscidose devrait etre prochainement mis en place en Belgique et contribuer encore a l’amelioration du pronostic. L’etape decisive esperee est la decouverte d’un traitement plus fondamental de l’atteinte respiratoire. Une approche pharmacologique taillee sur mesure en fonction des mutations de chaque patient est la voie la plus prometteuse. En voie d’enregistrement aux USA, le compose VX-770 ne concernerait que quelques patients en Belgique mais pourrait bien constituer le premier traitement efficace de ce type. En attendant, le maintien de la solidarite dont ont besoin ces patients reste crucial.
Lung inflammation is a key feature of CF pathology. We have previously shown that, even in basal ... more Lung inflammation is a key feature of CF pathology. We have previously shown that, even in basal conditions, CFTRtm1Eur (homozygous F508del-CFTR) mice display an increased number of alveolar and peritoneal macrophages compared to their WT littermates. Promising anti-inflammatory properties have been reported for Vardenafil, a phosphodiesterase type 5 inhibitor (iPDE5). We have recently demonstrated that this iPDE5 reduces LPS-induced inflammatory responses in CF mice (Lubamba et al., 2012). We hypothesized that: 1) the activity of macrophages is altered in CF and 2) macrophages represent target effector cells of the anti-inflammatory effect of vardenafil. Macrophages were isolated and purified from lung homogenates and peritoneal lavages from CF and WT mice. To test the hypothesis that the activity of macrophages is altered in CF, LPS-induced inflammatory responses were first evaluated. Then macrophage differentiation in pro- (M1) and anti-inflammatory (M2) effectors was studied after polarization with LPS and IFN-γ or IL-4 and IL-13, respectively. Pro- (TNF-α, IL-1β and CCL-2) and anti-inflammatory (FIZZ-1 and mYm1) mediators were quantified by ELISA (in culture supernatants) or by quantitative RT-PCR (in cultured macrophages). In each condition, the effect of vardenafil (50µM) was evaluated. CF lung and peritoneal macrophages displayed an exaggerated pro-inflammatory response to LPS and vardenafil treatment reduced it. M1/M2 polarization was altered in CF macrophages. In lung and peritoneal macrophages, M1 response was at least 4-fold larger in CF than in WT cells. In contrast, the M2 response was reduced in CF macrophages. These results confirm a deregulation of the pro/anti-inflammatory balance in CF macrophages. Vardenafil restores the balance by reducing the expression of pro-inflammatory mediators (particularly TNF-α and IL-1β) in lung and peritoneal macrophages. Moreover, vardenafil corrects the overproduction of FIZZ-1 in CF macrophages. Our results show that macrophages play a critical role in inflammatory responses in CF. Differentiation of macrophages from different body compartments is oriented towards a pro-inflammatory profile associated with a decreased anti-inflammatory status. The immunomodulatory effect of vardenafil could thus be beneficial in CF pharmacotherapy.
Un diagnostic de mucoviscidose a l'âge adulte concerne habituellement des patients qui ne pre... more Un diagnostic de mucoviscidose a l'âge adulte concerne habituellement des patients qui ne presentent pas d'insuffisance pancreatique. Il peut s'agir soit de formes typiques meconnues et l'atteinte pulmonaire est alors souvent avancee, soit de formes atypiques avec taux de chlorures intermediaires et atteinte pulmonaire plus legere, quoique variable. Dans ce dernier groupe, le diagnostic n'est pas simple, avec pour outils principaux une etude genetique exhaustive et la mesure du potentiel nasal. Dans tous les cas, l'enjeu est important pour le patient, a la fois en termes economiques et de pronostic.
Introduction L’inflammation pulmonaire est l’une des caracteristiques clefs de la pathologie pulm... more Introduction L’inflammation pulmonaire est l’une des caracteristiques clefs de la pathologie pulmonaire de la mucoviscidose. Nous avons prealablement demontre que, meme en absence de toute stimulation, les macrophages alveolaires et peritoneaux sont plus nombreux chez la souris CFTRtm1Eur, homozygote pour la mutation F508del-CFTR, que chez la souris sauvage (WT). Le vardenafil, un inhibiteur de la phosphodiesterase de type 5 (iPDE5), possede des effets anti-inflammatoires benefiques dans la mucoviscidose. Plus recemment, nous avons demontre que l’iPDE5 inhibe la reponse inflammatoire induite par le lipopolysaccharide de Pseudomonas aeruginosa (LPS) chez la souris CFTRtm1Eur. Objectif Le but de ce travail est de tester les hypotheses que, dans la mucoviscidose, 1) la biologie des macrophages est alteree, et que 2) ces cellules representent des cibles de l’effet anti-inflammatoire du vardenafil. Methodes La biologie des macrophages a ete etudiee en culture primaire apres separation et purification a partir d’homogenats de poumons et de lavages peritoneaux de souris CFTRtm1Eur atteintes (CF) ou non (WT) de mucoviscidose. Le role de ces cellules dans la reponse inflammatoire a ete analyse, dans un premier temps, suite a la stimulation par le LPS. Ensuite, la differentiation cellulaire a ete etudiee par un protocole experimental menant a la polarisation pro- (M1) et anti- (M2) inflammatoire. La polarisation M1 a ete induite par l’utilisation combinee de LPS et l’IFNγ, la polarisation M2, par l’association d’IL-4 et d’IL-13. Des marqueurs pro-inflammatoires (TNF-alpha, IL-1beta et CCL-2) et anti-inflammatoires (FIZZ-1 et mYm1) ont alors ete quantifies par ELISA (surnageants de culture) ou par RT-PCR quantitative (macrophages). Pour chaque condition, l’effet du vardenafil (50µM) a ete teste. Resultats Compares aux macrophages pulmonaires WT, les CF presentent une reponse pro-inflammatoire au LPS exageree; cette observation est confirmee dans les cellules provenant de la cavite peritoneale. Le traitement avec le vardenafil reduit ces reponses. La polarisation M1/M2 est alteree dans les macrophages CF. En effet, tant pour les macrophages pulmonaires que pour les peritoneaux, la reponse des marqueurs de la voie M1 est au moins 4 fois plus grande dans les cellules CF que dans les WT. Par contre, la reponse des marqueurs de la voie M2 est plutot reduite dans les cellules CF. Ces resultats indiquent un desequilibre de la balance pro/anti-inflammatoire dans les macrophages en cas de mucoviscidose. Le traitement avec le vardenafil permet de retablir ce desequilibre en freinant les reponses excessives des marqueurs pro-inflammatoires, en particulier de l’IL-1beta et du TNF-alpha dans les populations cellulaires pulmonaires et peritoneales. De plus, le vardenafil agit sur la polarisation M2 en corrigeant notamment la reponse excessive du FIZZ-1. Conclusions Ces resultats indiquent que les macrophages jouent un role critique dans la reponse inflammatoire dans la mucoviscidose. La differentiation cellulaire des macrophages provenant de differents compartiments de l’organisme est tournee vers un profil pro-inflammatoire associee a une reponse anti-inflammatoire plutot reduite. L’effet immunomodulateur du vardenafil serait benefique dans la mucoviscidose car l’iPDE5 retablit l’equilibre de la balance pro/anti-inflammatoire, caracteristique de la maladie.
Lung inflammation is a key feature of CF pathology. We have previously shown that, even in basal ... more Lung inflammation is a key feature of CF pathology. We have previously shown that, even in basal conditions, CFTRtm1Eur (homozygous F508del-CFTR) mice display an increased number of alveolar and peritoneal macrophages compared to their WT littermates. Promising anti-inflammatory properties have been reported for Vardenafil, a phosphodiesterase type 5 inhibitor (iPDE5). We have recently demonstrated that this iPDE5 reduces LPS-induced inflammatory responses in CF mice (Lubamba et al., 2012). We hypothesized that: 1) the activity of macrophages is altered in CF and 2) macrophages represent target effector cells of the anti-inflammatory effect of vardenafil. Macrophages were isolated and purified from lung homogenates and peritoneal lavages from CF and WT mice. To test the hypothesis that the activity of macrophages is altered in CF, LPS-induced inflammatory responses were first evaluated. Then macrophage differentiation in pro- (M1) and anti-inflammatory (M2) effectors was studied after polarization with LPS and IFN-γ or IL-4 and IL-13, respectively. Pro- (TNF-α, IL-1β and CCL-2) and anti-inflammatory (FIZZ-1 and mYm1) mediators were quantified by ELISA (in culture supernatants) or by quantitative RT-PCR (in cultured macrophages). In each condition, the effect of vardenafil (50µM) was evaluated. CF lung and peritoneal macrophages displayed an exaggerated pro-inflammatory response to LPS and vardenafil treatment reduced it. M1/M2 polarization was altered in CF macrophages. In lung and peritoneal macrophages, M1 response was at least 4-fold larger in CF than in WT cells. In contrast, the M2 response was reduced in CF macrophages. These results confirm a deregulation of the pro/anti-inflammatory balance in CF macrophages. Vardenafil restores the balance by reducing the expression of pro-inflammatory mediators (particularly TNF-α and IL-1β) in lung and peritoneal macrophages. Moreover, vardenafil corrects the overproduction of FIZZ-1 in CF macrophages. Our results show that macrophages play a critical role in inflammatory responses in CF. Differentiation of macrophages from different body compartments is oriented towards a pro-inflammatory profile associated with a decreased anti-inflammatory status. The immunomodulatory effect of vardenafil could thus be beneficial in CF pharmacotherapy.
Mutations of the CFTR gene cause cystic fibrosis (CF), the most common recessive monogenic diseas... more Mutations of the CFTR gene cause cystic fibrosis (CF), the most common recessive monogenic disease worldwide. These mutations alter the synthesis, processing, function, or half-life of CFTR, the main chloride channel expressed in the apical membrane of epithelial cells in the airway, intestine, pancreas, and reproductive tract. Lung disease is the most critical manifestation of CF. It is characterized by airway obstruction, infection, and inflammation that lead to fatal tissue destruction. In spite of great advances in early and multidisciplinary medical care, and in our understanding of the pathophysiology, CF is still considerably reducing the life expectancy of patients. This review highlights the current development in pharmacological modulators of CFTR, which aim at rescuing the expression and/or function of mutated CFTR. While only Kalydeco® and Orkambi® are currently available to patients, many other families of CFTR modulators are undergoing preclinical and clinical investigations. Drug repositioning and personalized medicine are particularly detailed in this review as they represent the most promising strategies for restoring CFTR function in CF.
Introduction L’inflammation pulmonaire est l’une des caracteristiques clefs de la pathologie pulm... more Introduction L’inflammation pulmonaire est l’une des caracteristiques clefs de la pathologie pulmonaire de la mucoviscidose. Nous avons prealablement demontre que, meme en absence de toute stimulation, les macrophages alveolaires et peritoneaux sont plus nombreux chez la souris CFTRtm1Eur, homozygote pour la mutation F508del-CFTR, que chez la souris sauvage (WT). Le vardenafil, un inhibiteur de la phosphodiesterase de type 5 (iPDE5), possede des effets anti-inflammatoires benefiques dans la mucoviscidose. Plus recemment, nous avons demontre que l’iPDE5 inhibe la reponse inflammatoire induite par le lipopolysaccharide de Pseudomonas aeruginosa (LPS) chez la souris CFTRtm1Eur. Objectif Le but de ce travail est de tester les hypotheses que, dans la mucoviscidose, 1) la biologie des macrophages est alteree, et que 2) ces cellules representent des cibles de l’effet anti-inflammatoire du vardenafil. Methodes La biologie des macrophages a ete etudiee en culture primaire apres separation et purification a partir d’homogenats de poumons et de lavages peritoneaux de souris CFTRtm1Eur atteintes (CF) ou non (WT) de mucoviscidose. Le role de ces cellules dans la reponse inflammatoire a ete analyse, dans un premier temps, suite a la stimulation par le LPS. Ensuite, la differentiation cellulaire a ete etudiee par un protocole experimental menant a la polarisation pro- (M1) et anti- (M2) inflammatoire. La polarisation M1 a ete induite par l’utilisation combinee de LPS et l’IFNγ, la polarisation M2, par l’association d’IL-4 et d’IL-13. Des marqueurs pro-inflammatoires (TNF-alpha, IL-1beta et CCL-2) et anti-inflammatoires (FIZZ-1 et mYm1) ont alors ete quantifies par ELISA (surnageants de culture) ou par RT-PCR quantitative (macrophages). Pour chaque condition, l’effet du vardenafil (50µM) a ete teste. Resultats Compares aux macrophages pulmonaires WT, les CF presentent une reponse pro-inflammatoire au LPS exageree; cette observation est confirmee dans les cellules provenant de la cavite peritoneale. Le traitement avec le vardenafil reduit ces reponses. La polarisation M1/M2 est alteree dans les macrophages CF. En effet, tant pour les macrophages pulmonaires que pour les peritoneaux, la reponse des marqueurs de la voie M1 est au moins 4 fois plus grande dans les cellules CF que dans les WT. Par contre, la reponse des marqueurs de la voie M2 est plutot reduite dans les cellules CF. Ces resultats indiquent un desequilibre de la balance pro/anti-inflammatoire dans les macrophages en cas de mucoviscidose. Le traitement avec le vardenafil permet de retablir ce desequilibre en freinant les reponses excessives des marqueurs pro-inflammatoires, en particulier de l’IL-1beta et du TNF-alpha dans les populations cellulaires pulmonaires et peritoneales. De plus, le vardenafil agit sur la polarisation M2 en corrigeant notamment la reponse excessive du FIZZ-1. Conclusions Ces resultats indiquent que les macrophages jouent un role critique dans la reponse inflammatoire dans la mucoviscidose. La differentiation cellulaire des macrophages provenant de differents compartiments de l’organisme est tournee vers un profil pro-inflammatoire associee a une reponse anti-inflammatoire plutot reduite. L’effet immunomodulateur du vardenafil serait benefique dans la mucoviscidose car l’iPDE5 retablit l’equilibre de la balance pro/anti-inflammatoire, caracteristique de la maladie.
Mutations of the CFTR gene cause cystic fibrosis (CF), the most common recessive monogenic diseas... more Mutations of the CFTR gene cause cystic fibrosis (CF), the most common recessive monogenic disease worldwide. These mutations alter the synthesis, processing, function, or half-life of CFTR, the main chloride channel expressed in the apical membrane of epithelial cells in the airway, intestine, pancreas, and reproductive tract. Lung disease is the most critical manifestation of CF. It is characterized by airway obstruction, infection, and inflammation that lead to fatal tissue destruction. In spite of great advances in early and multidisciplinary medical care, and in our understanding of the pathophysiology, CF is still considerably reducing the life expectancy of patients. This review highlights the current development in pharmacological modulators of CFTR, which aim at rescuing the expression and/or function of mutated CFTR. While only Kalydeco® and Orkambi® are currently available to patients, many other families of CFTR modulators are undergoing preclinical and clinical investigations. Drug repositioning and personalized medicine are particularly detailed in this review as they represent the most promising strategies for restoring CFTR function in CF.
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