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Analysis of mucus secretion and inflammatory process in in vitro model of human airway epithelial cells able - 09/06/21

Doi : 10.1016/j.rmr.2021.02.019 
A. Bodin 1, , T. Victoni 1, Y. Verres 1, P. Bellaud 2, A. Fautrel 1, 2, T. Gicquel 1, F. Pons 3, V. Lagente 1
1 NuMeCan Institut (Nutrition, Metabolism and Cancer), INSERM, INRAE, CHU Rennes, Univ Rennes, France 
2 H2P2 (Histopathology High precision) Platform, Univ Rennes, France 
3 Université de Strasbourg, CNRS, CAMB UMR 7199, 67000 Strasbourg, France 

Corresponding author.

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Résumé

Introduction

Chronic Obstructive pulmonary disease (COPD) is a lung disease characterized by chronic inflammation, and mucus hypersecretion. Currently, curative treatment does not exist, and some patients develop resistance to corticosteroid drugs. Gene therapy could be a novel approach to treat the disease. However, the effectiveness of gene vectors in the airways is decreased by the presence of mucus that acts as a barrier. The aim of this study is to develop an in vitro model, able of cytokine production and mucus secretion; in the perspective of testing new drug including mucolytic gene therapy vectors.

Methods

We used three human airway epithelial lines (A549, Calu-3 and NCI-H292) stimulated with different concentrations of CSE (Cigarette Smoke Extract) alone or in association with LPS (lipopolysaccharides), for 24 or 48hours. NCI-H292 and Calu-3 cells were also co-cultured in the same conditions. Then, we evaluated MUC5AC, IL8/CXCL8, GROα/CXCL1 and MCP1/CCL2 gene expression by RT-qPCR and their secretion by ELISA. Finally, we also observed MUC5AC production from NCI-H292 by immunohistochemistry.

Results

CSE alone or with LPS did not impact MUC5AC gene expression, in A549 cells. In contrast, LPS (0.1μg/mL) increased IL8/CXCL8, GROα/CXCL1 and MCP1/CCL2 release. When CSE associated with LPS, there was an additive effect on cytokine release.

Regarding Calu-3 cells, treatment with CSE, LPS, or both, did not affect MUC5AC gene expression, neither cytokine secretions. For NCI-H292 cells, CSE alone increased MUC5AC gene expression and an additive effect was observed when CSE was associated with LPS. LPS at low concentrations triggered some MUC5AC and IL8/CXCL8 release, which was more important when LPS was associated with CSE; but not for GROα/CXCL1. NCI-H292 cells did not release MCP1/CCL2. In the NCI-H292 and Calu-3 co-culture, CSE and LPS increased MUC5AC gene expression, but CSE did not affect cytokine secretion. LPS alone increased IL8/CXCL8 secretion, but not GROα/CXCL1 or MCP1/CCL2.

Conclusion

Our results show that NCI-H292 cells appear as the best model to evaluate the efficacy of gene vectors, as they are able to produce mucins and cytokines, after CSE and LPS exposure.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keyword : BPCO


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Vol 38 - N° 6

P. 577-578 - juin 2021 Retour au numéro
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