Association entre les dérégulations des cellules dendritiques et les altérations des lymphocytes B présentes chez les patients infectés par le VIH

La dérégulation du compartiment B est une conséquence importante de l’infection par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), qui peut mener à des manifestations autoimmunes et ultimement à des lymphomes B. Parmi les premières anomalies détectées, on dénote l’activation polyclonale, reflétée par la présence d’hyperglobulinémie (hyper-Ig) et des titres élevés d’autoanticorps chez les patients. On observe également une altération des dynamiques des populations, notamment une expansion de la population des cellules matures activées. De plus, les patients évoluent vers l’incapacité de générer une réponse humorale efficace, et sont sujets à une perte de la mémoire immunologique en phase chronique, caractérisée par une diminution de la population des cellules mémoires et par l’épuisement cellulaire. Toutefois, on connaît très peu les mécanismes impliqués dans de telles altérations. Les cellules dendritiques (DC) sont parmi les premières populations cellulaires à rencontrer et à propager le VIH lors d’une infection, et s’en trouvent affectées directement et indirectement, par le virus et ses composantes. On retrouve en effet une diminution des fréquences de DC dans le sang, les muqueuses et les organes lymphoïdes de patients infectés par le VIH, ainsi qu’un blocage au niveau de la maturation cellulaire. Toutefois, un débat perdure quant à l’apparition de ces altérations durant la phase aigüe de l’infection, et à la restauration des fréquences et des fonctions des DC chez les patients sous traitement. Cette controverse est due à la rareté des études longitudinales incluant des suivis qui s’échelonnent de la phase aigüe à la phase chronique de l’infection. Les DC jouent un rôle important dans le développement, la survie et l’activation des lymphocytes B, de façon T-dépendante et T-indépendante, notamment via des facteurs de croissance tel que BLyS (B lymphocyte stimulator). Par conséquent, nous formulons l’hypothèse que dans le cadre d’une infection VIH, les altérations observées au niveau des cellules B sont modulées par les DC. L’objectif majeur de cette étude est donc d’évaluer l’implication potentielle des DC dans les altérations des cellules B au cours de l’infection par le VIH. Pour ce faire, nous avons d’abord caractérisé de façon longitudinale le statut des populations de DC du sang périphérique de patients infectés au VIH et présentant différents types de progression de la maladie. Cela nous a permis d’évaluer la présence d’une corrélation entre les dynamiques de DC et le type de progression. Par la suite, nous avons évalué la capacité des DC à exprimer BLyS, puis mesuré sa concentration ainsi que celles d’autres facteurs de croissance des cellules B dans le plasma des patients. Enfin, nous avons caractérisé le statut des lymphocytes B, en fonction du stade de l’infection et du taux de progression clinique des patients. Cette étude démontre une diminution de la fréquence des populations de DC myéloïdes (mDC) dans le sang de patients infectés par le VIH sujets à une progression clinique. Cette diminution est observée dès le stade aigu de l’infection et au-delà du traitement antirétroviral (ART). Des concentrations élevées de MCP-1 (monocyte chemotactic protein), MIP (macrophage inflammatory protein) -3α et MIP-3β suggèrent la possibilité d’un drainage vers des sites périphériques. Nous observons également des niveaux supérieurs à la normale de précurseurs CD11c+CD14+CD16- en phase chronique, possiblement liés à une tendence de régénération des DC. Les patients en phase chronique présentent de hautes concentrations plasmatiques de BLyS, reflétée par un haut taux d’expression de cette cytokine par les mDC et leurs précurseurs. Parallèlement, nous observons une expansion des cellules B matures activées ainsi que des taux élevés d’IgG et IgA dans le sang de ces patients. De plus, nous constatons l’expansion d’une population de cellules B qui présente à la fois des caractéristiques de cellules B immatures transitionnelles (TI, transitional immature), et de cellules B recirculantes activées de la zone marginale (MZ, marginal zone), considérées ici comme des «précurseurs/activées de la MZ». Cette étude démontre aussi, chez les progresseurs lents, une meilleure préservation du compartiment des DC du sang périphérique, accompagnée d’une augmentation de précurseurs des DC de phénotype CD11c+CD14+CD16+, ainsi que des concentrations plasmatiques et niveaux d’expression normaux de BLyS. Conséquemment, nous n’avons pas observé d’augmentation des cellules B matures activées et des cellules B précurseurs/activées de la MZ. Toutefois, la fréquence des cellules B matures de la MZ est diminuée, reflétant possiblement leur recrutement vers des sites périphériques et leur contribution à un mécanisme actif de contrôle de la progression de la maladie. L’ensemble de ce travail suggère que dans le cadre d’une infection au VIH, les altérations observées au niveau des DC modulent les anomalies des cellules B. Par conséquent, le maintien de l’équilibre des fonctions DC, notamment les fonctions noninflammatoires, pourrait avoir un impact important dans la prévention de la progression de maladies associées aux altérations du compartiment des cellules B.

Effet de Streptococcus Suis sur la capacité de présentation antigénique de cellules dendritiques

Streptococcus suis est un important pathogène porcin et humain, causant méningites et septicémies. Des études suggèrent que S. suis dispose de facteurs de virulence, notamment sa capsule polysaccharidique (CPS), qui lui permettent de moduler les fonctions des cellules dendritiques (DCs), situées à l’interface entre l’immunité innée et adaptative. Les difficultés à développer un vaccin efficace suggèrent aussi une altération de la voie T dépendante. L’objectif général du projet était d’évaluer l’effet de S. suis sur l’activation des cellules T CD4+ ainsi que sur la capacité de présentation antigénique des DCs. Nous avons étudié dans un modèle murin in vivo la réponse T CD4+ mémoire lors d’infections primaire et secondaire. Une faible réponse mémoire centrale a été obtenue, suggérant que la réponse adaptative générée contre S. suis est limitée. Étant donné l’importance du complexe majeur d’histocompatibilité (MHC) de classe II dans la présentation antigénique, nous avons évalué in vitro et in vivo l’expression de ces molécules chez les DCs. Une modulation de l’expression du MHC-II par S. suis a été observée. L’analyse de la transcription de gènes impliqués dans la régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle du MHC-II nous permet de suggérer que S. suis régule à la baisse la synthèse de nouvelles molécules et favorise leur dégradation lysosomale. Cette stratégie, dans laquelle la CPS ne jouerait qu’un rôle partiel, permettrait à S. suis d’échapper à la réponse adaptative T dépendante. Les résultats de cette étude fourniront de nouvelles perspectives dans la compréhension de la réponse adaptative lors de l’infection par S. suis.

Effet de Streptococcus Suis sur la capacité de présentation antigénique de cellules dendritiques

Streptococcus suis est un important pathogène porcin et humain, causant méningites et septicémies. Des études suggèrent que S. suis dispose de facteurs de virulence, notamment sa capsule polysaccharidique (CPS), qui lui permettent de moduler les fonctions des cellules dendritiques (DCs), situées à l’interface entre l’immunité innée et adaptative. Les difficultés à développer un vaccin efficace suggèrent aussi une altération de la voie T dépendante. L’objectif général du projet était d’évaluer l’effet de S. suis sur l’activation des cellules T CD4+ ainsi que sur la capacité de présentation antigénique des DCs. Nous avons étudié dans un modèle murin in vivo la réponse T CD4+ mémoire lors d’infections primaire et secondaire. Une faible réponse mémoire centrale a été obtenue, suggérant que la réponse adaptative générée contre S. suis est limitée. Étant donné l’importance du complexe majeur d’histocompatibilité (MHC) de classe II dans la présentation antigénique, nous avons évalué in vitro et in vivo l’expression de ces molécules chez les DCs. Une modulation de l’expression du MHC-II par S. suis a été observée. L’analyse de la transcription de gènes impliqués dans la régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle du MHC-II nous permet de suggérer que S. suis régule à la baisse la synthèse de nouvelles molécules et favorise leur dégradation lysosomale. Cette stratégie, dans laquelle la CPS ne jouerait qu’un rôle partiel, permettrait à S. suis d’échapper à la réponse adaptative T dépendante. Les résultats de cette étude fourniront de nouvelles perspectives dans la compréhension de la réponse adaptative lors de l’infection par S. suis.

Mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la régulation du développement des circuits d’interneurones GABAergiques dans le néocortex : rôle de la molécule d’adhésion cellulaire neurale (NCAM)

Les interneurones GABAergiques constituent une population mineure de cellules par rapport aux neurones glutamatergiques dans le néocortex. Cependant ils contrôlent fortement l'excitabilité neuronale, la dynamique des réseaux neuronaux et la plasticité synaptique. L'importance des circuits GABAergiques dans le processus fonctionnel et la plasticité des réseaux corticaux est soulignée par des résultats récents qui montrent que des modifications très précises et fiables des circuits GABAergiques sont associées à divers troubles du développement neurologique et à des défauts dans les fonctions cérébrales. De ce fait, la compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires impliquant le développement des circuits GABAergiques est la première étape vers une meilleure compréhension de la façon dont les anomalies de ces processus peuvent se produire. La molécule d’adhésion cellulaire neurale (NCAM) appartient à la super-famille des immunoglobulines de reconnaissance cellulaire et est impliquée dans des interactions homophiliques et hétérophiliques avec d’autres molécules. Même si plusieurs rôles de NCAM ont été démontrés dans la croissance neuronale, la fasciculation axonale, la formation et la maturation de synapses, de même que dans la plasticité cellulaire de plusieurs systèmes, le rôle de NCAM dans la formation des synapses GABAergiques reste inconnu. Ce projet visait donc à déterminer le rôle précis de NCAM dans le processus de maturation des synapses GABAergiques dans le néocortex, en modulant son expression à différentes étapes du développement. L’approche choisie a été de supprimer NCAM dans des cellules GABAergiques à paniers avant la maturation des synapses (EP12-18), pendant la maturation (EP16-24), ou durant le maintien de celles-ci (EP24-32). Les méthodes utilisées ont été le clonage moléculaire, l’imagerie confocale, la culture de coupes organotypiques et des techniques morphométriques de quantification de l’innervation GABAergique. Nos résultats montrent que l’inactivation de NCAM durant la phase de maturation des synapses périsomatiques (EP16-24) cause une réduction du nombre de synapses GABAergiques périsomatiques et du branchement de ces axones. En revanche, durant la phase de maintien (EP26-32), l’inactivation de NCAM n’a pas affecté ces paramètres des synapses GABAergiques. Or, il existe trois isoformes de NCAM (NCAM120, 140 et 180) qui pourraient jouer des rôles différents dans les divers types cellulaires ou à des stades développementaux différents. Nos données montrent que NCAM120 et 140 sont nécessaires à la maturation des synapses périsomatiques GABAergiques. Cependant, NCAM180, qui est l’isoforme la plus étudiée et caractérisée, ne semble pas être impliquée dans ce processus. De plus, l’inactivation de NCAM n’a pas affecté la densité des épines dendritiques ou leur longueur. Elle est donc spécifique aux synapses périsomatiques GABAeriques. Finalement, nos résultats suggèrent que le domaine conservé C-terminal KENESKA est essentiel à la maturation des synapses périsomatiques GABAergiques. Des expériences futures nous aiderons à mieux comprendre la mécanistique et les différentes voies de signalisation impliquées.

Uncovering parallel ribosome biogenesis pathways during pre-60S subunit maturation

Paralogs are present during ribosome biogenesis as well as in mature ribosomes in form of ribosomal proteins, and are commonly believed to play redundant functions within the cell. Two previously identified paralogs are the protein pair Ssf1 and Ssf2 (94% homologous). Ssf2 is believed to replace Ssf1 in case of its absence from cells, and depletion of both proteins leads to severely impaired cell growth. Results reveal that, under normal conditions, the Ssf paralogs associate with similar sets of proteins but with varying stabilities. Moreover, disruption of their pre-rRNP particles using high stringency buffers revealed that at least three proteins, possibly Dbp9, Drs1 and Nog1, are strongly associated with each Ssf protein under these conditions, and most likely represent a distinct subcomplex. In this study, depletion phenotypes obtained upon altering Nop7, Ssf1 and/or Ssf2 protein levels revealed that the Ssf paralogs cannot fully compensate for the depletion of one another because they are both, independently, required along parallel pathways that are dependent on the levels of availability of specific ribosome biogenesis proteins. Finally, this work provides evidence that, in yeast, Nop7 is genetically linked with both Ssf proteins.

Étude du rôle de la membrane basale spécialisée dans la maturation de l'émail

Les cellules épithéliales qui produisent l’émail, les améloblastes, sont séparées de l'émail au niveau de la zone de maturation par une membrane basale spécialisée (MBS) enrichie en laminine 332 (LM-332). Cette protéine hétérotrimérique (composée des chaînes α3, ß3 et γ2) assure l'intégrité structurelle des membranes basales (MB) et influence divers processus cellulaires épithéliaux tels que l'adhésion et la différenciation cellulaire. Des modèles de souris « knockout » (KO), où les gènes codant pour LM-332 ont été supprimés, meurent peu après la naissance. Néanmoins, ce phénotype létal peut être contourné en substituant chez la souris le gène produisant la chaîne γ2 de la laminine (LAMC2) par sa forme humaine, sous le contrôle de l’expression du promoteur-rtTA, de la cytokératine 14, inductible par la prise de doxycycline (Dox) - (Tet-on). Le but de ce projet est d’examiner si l’utilisation de cette protéine humaine chez la souris a un effet sur la structuration de la MBS ainsi que sur la maturation de l'émail. La phase de maturation de l’organe de l’émail chez la souris transgénique a été sévèrement altérée par rapport à une souris normale (WT). La MBS n’est plus visible, une matrice dystrophique s’est formée dans la couche d'émail dans la phase de maturation, et la présence d’une matrice résiduelle de l'émail est observée durant la phase tardive de maturation. Des micro-analyses tomographiques ont révélé une usure excessive des surfaces occlusales des molaires, un écroulement de l'émail sur les pointes des incisives et une hypominéralisation de l'émail. Cependant, aucune altération structurale due à cette recombinaison transgénique n’a été observée dans d'autres sites épithéliaux, tels que la peau, le palais et la langue. Ces résultats indiquent que, bien que ce modèle de souris humanisée soit capable de rétablir ses fonctions dans divers tissus épithéliaux, il est incapable de soutenir la structuration d'une MBS à l'interface entre les améloblastes et l’émail en maturation. Cet échec peut être lié à la composition spécifique de la MBS dans la phase de maturation et supporte l’hypothèse que la MBS est essentielle pour la maturation adéquate de l'émail.

Étude du rôle de la membrane basale spécialisée dans la maturation de l'émail

Les cellules épithéliales qui produisent l’émail, les améloblastes, sont séparées de l'émail au niveau de la zone de maturation par une membrane basale spécialisée (MBS) enrichie en laminine 332 (LM-332). Cette protéine hétérotrimérique (composée des chaînes α3, ß3 et γ2) assure l'intégrité structurelle des membranes basales (MB) et influence divers processus cellulaires épithéliaux tels que l'adhésion et la différenciation cellulaire. Des modèles de souris « knockout » (KO), où les gènes codant pour LM-332 ont été supprimés, meurent peu après la naissance. Néanmoins, ce phénotype létal peut être contourné en substituant chez la souris le gène produisant la chaîne γ2 de la laminine (LAMC2) par sa forme humaine, sous le contrôle de l’expression du promoteur-rtTA, de la cytokératine 14, inductible par la prise de doxycycline (Dox) - (Tet-on). Le but de ce projet est d’examiner si l’utilisation de cette protéine humaine chez la souris a un effet sur la structuration de la MBS ainsi que sur la maturation de l'émail. La phase de maturation de l’organe de l’émail chez la souris transgénique a été sévèrement altérée par rapport à une souris normale (WT). La MBS n’est plus visible, une matrice dystrophique s’est formée dans la couche d'émail dans la phase de maturation, et la présence d’une matrice résiduelle de l'émail est observée durant la phase tardive de maturation. Des micro-analyses tomographiques ont révélé une usure excessive des surfaces occlusales des molaires, un écroulement de l'émail sur les pointes des incisives et une hypominéralisation de l'émail. Cependant, aucune altération structurale due à cette recombinaison transgénique n’a été observée dans d'autres sites épithéliaux, tels que la peau, le palais et la langue. Ces résultats indiquent que, bien que ce modèle de souris humanisée soit capable de rétablir ses fonctions dans divers tissus épithéliaux, il est incapable de soutenir la structuration d'une MBS à l'interface entre les améloblastes et l’émail en maturation. Cet échec peut être lié à la composition spécifique de la MBS dans la phase de maturation et supporte l’hypothèse que la MBS est essentielle pour la maturation adéquate de l'émail.

The mechanism of maturation of insulin-like growth factor-1

This study, to elucidate the role of des(1-3)IGF-I in the maturation of IGF-I,used two strategies. The first was to detect the presence of enzymes in tissues, which would act on IGF-I to produce des(1-3)IGF-I, and the second was to detect the potential products of such enzymic activity, namely Gly-Pro-Glu(GPE), Gly-Pro(GP) and des(l- 3)IGF-I. No neutral tripeptidyl peptidase (TPP II), which would release the tripeptide GPE from IGF-I, was detected in brain, urine nor in red or white blood cells. The TPPlike activity which was detected, was attributed to a combined action of a dipeptidyl peptidase (DPP N) and an aminopeptidase (AP A). A true TPP II was, however, detected in platelets. Two purified TPP II enzymes were investigated but they did not release GPE from IGF-I under a variety of conditions. Consequently, TPP II seemed unlikely to participate in the formation of des(1-3)IGF-I. In contrast, an acidic tripeptidyl peptidase activity (TPP I) was detected in brain and colostrum, the former with a pH optimum of 4.5 and the latter 3.8. It seems likely that such an enzyme would participate in the formation of des( 1-3 )IGF-I in these tissues in vitro, ie. that des(1-3)IGF-I may have been produced as an artifact in the isolation of IGF-I from brain and colostrum in acidic conditions. This contrasts with suggestions of an in vivo role for des(1-3)IGF-I, as reported by others. The activity of a dipeptidyl peptidase N (DPP N) from urine, which should release the dipeptide GP from IGF-I, was assessed under a variety of conditions and with a variety of additives and potential enzyme stimulants, but there was no release of GP. The DPP N also exhibited a transferase activity with synthetic substrates in the presence of dipeptides, at lower concentrations than previously reported for other acceptors or other proteolytic enzymes. In addition, a low concentration of a product,possibly the tetrapeptide Gly-Pro-Gly-Leu, was detected with the action of the enzyme on IGF-I in the presence of the dipeptide Gly-Leu. As part of attempts to detect tissue production of des(1-3)IGF-I, a monoclonal antibody (MAb ), directed towards the GPE- end ofiGF-I was produced by immunisation with a 10-mer covalently attached to a carrier protein. By the use of indirect ELISA and inhibitor studies, the MAb was shown to selectively recognise peptides with anNterminal GPE- sequence, and applied to the indirect detection of des(1-3)IGF-I. The concentration of GPE in brain, measured by mass spectrometry ( MS), was low, and the concentration of total IGF-I (measured by ELISA with a commercial polyclonal antibody [P Ab]) was 40 times higher at 50 nmol/kg. This also, was not consistent with the action of a tripeptidyl peptidase in brain that converted all IGF-I to des(1-3)IGF-I plus GPE. Contrasting ELISA results, using the MAb prepared in this study, suggest an even higher concentration of intact IGF-I of 150 nmollkg. This would argue against the presence of any des( 1-3 )IGF-I in brain, but in turn, this indicates either the presence of other substances containing a GPE amino-terminus or other cross reacting epitope. Although the results of the specificity studies reported in Chapter 5 would make this latter possibility seem unlikely, it cannot be completely excluded. No GP was detected in brain by MS. No GPE was detected in colostrum by capillary electrophoresis (CE) but the interference from extraneous substances reduced the detectability of GPE by CE and this approach would require further, prior, purification and concentration steps. A molecule, with a migration time equal to that of the peptide GP, was detected in colostrum by CE, but the concentration (~ 10 11mo/L) was much higher than the IGF-I concentration measured by radio-immunoassay using a PAb (80 nmol/L) or using a Mab (300-400 nmolL). A DPP IV enzyme was detected in colostrum and this could account for the GP, derived from substrates other than IGF-1. Based on the differential results of the two antibody assays, there was no indication of the presence of des(1-3)IGF-I in brain or colostrum. In the absence of any enzyme activity directed towards the amino terminus of IGF-I and the absence any potential products, IGF-I, therefore, does not appear to "mature" via des(1-3)IGF-I in the brain, nor in the neutral colostrum. In spite of these results which indicate the absence of an enzymic attack on IGF-I and the absence of the expected products in tissues, the possibility that the conversion of IGF-I may occur in neutral conditions in limited amounts, cannot be ruled out. It remains possible that in the extracellular environment of the membrane, a complex interaction of IGF-I, binding protein, aminopeptidase(s) and receptor, produces des(1- 3)IGF-I as a transient product which is bound to the receptor and internalised.

An overview of physical growth and maturation

An understanding of physical growth and maturation is relevant to many disciplines, including exercise and sport science, anthropology, human biology, medicine, psychology and education. Growth and maturation is governed by a complex interaction between genetic and environmental factors. There is increasing evidence that physical activity plays an important role in normal growth, development, health and well-being of children and youth, however, caution is required in the activity setting so that growth and maturation is not jeopardised. To appreciate the impact of physical activity and/or exercise on growth and maturation, a thorough understanding of the general principles of auxology is useful. Following an introduction to terminology, an overview of physical growth and development is provided in the context of morphological changes. Detailed information is provided regarding individual variability in growth and development along with sexual dimorphism. A small degree of sexual dimorphism exists at birth however striking differences develop during the pubertal years. Sexual dimorphism in body composition is largely regulated by endocrine factors with critical roles played by growth hormone and gonadal steroids.

Ureaplasma colonization of amniotic fluid and efficacy of antenatal corticosteroids for preterm lung maturation in sheep

Objective: To assess the efficacy of maternal betamethasone for improving preterm lung function, in the presence of inflammation induced by amniotic fluid ureaplasma colonization. ----- ----- Study design: Ewes bearing single fetuses were randomized to receive an intra-amniotic injection of Ureaplasma parvum (serovar 6; 2×107 colony forming units) or vehicle at 86±2 days of pregnancy (mean±SD: term is 150d), followed by maternal intramuscular betamethasone (0.5mg/kg) or saline, either 2 or 7 days before delivery of lambs at 123±1d. ----- ----- Results: Amniotic fluid IL-8 was elevated by ureaplasmas (p=0.049) but unaffected by betamethasone. Lung inflammation induced by ureaplasmas was not affected by betamethasone. Lung compliance was increased by ureaplasma colonization (p=0.009) and betamethasone (p=0.042), and effects were additive. Lung surfactant was increased by ureaplasma colonization (p<0.001) and betamethasone 7 days (p=0.001), but not 2 days, before delivery. ----- ----- Conclusion: Inflammation improves preterm lung function due to increases in surfactant. Antenatal corticosteroids further augment lung function, through an apparently independent mechanism.

Studies of granulosa cell maturation in dominant and subordinate bovine follicles : novel extracellular matrix focimatrix is co-ordinately regulated with cholesterol side-chain cleavage CYP11A1

During growth of antral ovarian follicles granulosa cells first become associated with a novel type of extracellular matrix, focimatrix, and at larger sizes follicles become either subordinate or dominant. To examine this, bovine subordinate (9.0±s.e.m. 0.4 mm; n=16), partially dominant (12.0±0.6 mm; n=18) and fully dominant (15.0±0.4 mm; n=14) follicles were examined by real time RT-PCR analyses of granulosa cells and by immunohistochemistry of focimatrix. Changes in the expression of FSH receptor, LH receptor, cholesterol side-chain cleavage (CYP11A1), 3β-hydroxysteroid dehydrogenase, aromatase (CYP19A1) and inhibin-α and β-B were observed as expected for follicle sizes examined. After adjusting for size differences, only CYP11A1 was significantly different between the groups, and elevated in dominant follicles. Also after adjusting for differences in size there were no significant differences in expression of focimatrix components collagen type IV α-1 (COL4A1), laminin β-2, nidogen 1 (NID1), and perlecan (HSPG2) or the volume density of NID1 and -2 and HSPG2. The volume density of focimatrix components in laminin 111 was significantly elevated in dominant follicles. Adjusting for analysis of more than one follicle per animal and for multiple correlations, CYP11A1 mRNA levels were highly correlated with the focimatrix genes COL4A1, NID1 and -2 and HSPG2. Thus, focimatrix may potentially regulate CYP11A1 expression, and the regulation of both could be important in follicular dominance.