Spontaneous secretion of interferon gamma and interleukin 4 by human intraepithelial and lamina propria gut lymphocytes.

BACKGROUND: Cytokines secreted by intestinal T lymphocytes probably play a critical role in regulation of the gut associated immune responses. AIMS: To quantify interferon gamma (IFN-gamma) and interleukin 4 (IL-4) secreting cells (SC) among human intraepithelial (IEL) and lamina propria (LPL) lymphocytes from the duodenum and right colon in non-pathological situations and in the absence of in vitro stimulation. PATIENTS: Duodenal and right colonic biopsy specimens were obtained from patients with no inflammation of the intestinal mucosa. METHODS: Intraepithelial and lamina propria cell suspensions were assayed for numbers of cells spontaneously secreting IFN-gamma and IL-4 by a two site reverse enzyme linked immunospot technique (ELISPOT). RESULTS: The relatively high proportion of duodenal lymphocytes spontaneously secreting IFN-gamma (IEL 3.6%; LPL 1.9%) and IL-4 (IEL 1.3%; LPL 0.7%) contrasted with the very low numbers of spontaneously IFN-gamma SC and the absence of spontaneously IL-4 SC among peripheral blood mononuclear cells. In the basal state, both IFN-gamma and IL-4 were mainly produced by CD4+ cells. Within the colon, only 0.2% of IEL and LPL secreted IFN-gamma in the basal state, and 0.1% secreted IL-4. CONCLUSIONS: Compared with peripheral lymphocytes substantial proportions of intestinal epithelial and lamina propria lymphocytes spontaneously secrete IFN-gamma and/or IL-4. These cytokines are probably involved in the normal homoeostasis of the human intestinal mucosa. Disturbances in their secretion could play a role in the pathogenesis of gastrointestinal diseases.

Helicobacter pylori modulation of gastric and duodenal mucosal T cell cytokine secretions in children compared with adults.

BACKGROUND: In contrast to adults, ulcers are un-common in Helicobacter pylori-infected children. Since immunological determinants influence the outcome of H. pylori infection, we have investigated mucosal T cell responses in H. pylori-infected children and compared them with those of adults and negative controls. MATERIAL AND METHODS: Mucosal biopsies were obtained from 43 patients undergoing an upper GI endoscopy for dyspeptic symptoms. The concentrations of released cytokines and the density of CD3+, CD25+ and CD69+cells were evaluated by flow cytometry, and the numbers of cytokine-secreting cells were measured by ELISPOT. RESULTS: The numbers of isolated antral CD3+ lymphocytes were only significantly raised in infected adults compared with noninfected controls (p < 0.05), whereas the proportion of CD3+ cells expressing activation markers (CD25 or CD69) remained low. In the stomach, IFN-gamma concentrations increased in infected children and infected adults compared with controls (p < 0.05), but IFN-gamma concentrations were tenfold lower in children than in adults (p < 0.01). IL-2, IL-4, IL-10 and TNF-alpha concentrations were similar in infected and in uninfected children and adults. In contrast, in the duodenum, IFN-gamma, as well as IL-4 and IL-10 concentrations were only increased in infected children compared with controls (p < 0.05). The concentrations of these cytokines were similar in both groups of adults who, however, like children, displayed a higher number of duodenal IL-4-secreting cells compared to controls (p < 0.05). CONCLUSION: These results suggest that IFN-gamma secretion in the stomach of H. pylori-infected patients is lower in children than in adults. This could protect children from development of severe gastro-duodenal diseases such as ulcer disease. In addition, infected patients are characterised by a dysregulation of the mucosal cytokine secretion at distance from the infection site.

Inflammatory mediators increase surface expression of integrin ligands, adhesion to lymphocytes, and secretion of interleukin 6 in mouse Sertoli cells.

The expression of the cell adhesion molecules ICAM-1, ICAM-2, and VCAM-1 and the secretion of the cytokine interleukin 6 have been measured in mouse Sertoli cells cultured in vitro. Cytometric analysis revealed that, in basal conditions, low levels of ICAM-1 and VCAM-1 were present on the surface of the cells, whereas treatment with interleukin 1, tumor necrosis factor alpha, lipopolysaccharide, or interferon gamma induced, with different kinetics, increases in their expression. ICAM-2 was not detectable in basal conditions, nor was it inducible. Electron microscopic analysis and binding experiments using 51Cr-labeled lymphocytes demonstrated that increased expression of ICAM-1 and VCAM-1 on the surface of Sertoli cells, induced by inflammatory mediators, determines an augmented adhesion between the two cell types. The same stimuli, with the exception of interferon gamma, produced a rapid and remarkable increment of interleukin 6 production by Sertoli cells. These results suggest the presence of both direct and paracrine mechanisms of interaction between Sertoli and immune-competent cells, possibly involved in the control of immune reactions in the testis. Such mechanisms are of interest for the understanding of autoimmune pathologies of the testis and, if confirmed in humans, they could be involved in the sexual transmission of human immunodeficiency virus infection.

Diversion of intestinal flow decreases the numbers of interleukin 4 secreting and interferon gamma secreting T lymphocytes in small bowel mucosa.

BACKGROUND/AIMS: The intestinal immune system faces large amounts of antigens, and its regulation is tightly balanced by cytokines. In this study, the effect of intestinal flow diversion on spontaneous secretion of interleukin (IL)-4 and interferon (IFN)- gamma was analysed. METHODS: Eight patients (two with Crohn's disease, four with ulcerative colitis, and two with previous colon cancer) carrying a double lumen small bowel stoma after a total colectomy procedure were included in the study. For each patient, eight biopsy samples were taken endoscopically from both the diverted and non-diverted part of the small bowel. Intraepithelial lymphocytes (IELs) and lamina propria lymphocytes (LPLs) were isolated separately and assayed for numbers of cells spontaneously secreting IL-4 and/or IFN-gamma by an ELISPOT technique. RESULTS: Compared with the non-diverted mucosa, a significant decrease in the number of spontaneously IFN-gamma secreting CD3 lymphocytes was observed in the diverted small bowel mucosa among both IELs (p = 0.008) and LPLs (p = 0.007). The same results, although less significant, were obtained for IL-4, especially in LPLs (p = 0.01). CONCLUSION: The intestinal content influences the spontaneous secretion of IFN-gamma and IL-4 by intestinal lymphocytes. These results could help to elucidate the anti-inflammatory role of split ileostomy in patients suffering from inflammatory bowel diseases.

Both CD4+ and CD8+ lymphocytes participate in the IFN-y response to filamentous hemagglutinin from Bordetella pertussis in infants, children and adults

Infant CD4+ T-cell responses to bacterial infections or vaccines have been extensively studied, whereas studies on CD8 + T-cell responses focused mainly on viral and intracellular parasite infections. Here we investigated CD8 + T-cell responses upon Bordetella pertussis infection in infants, children, and adults and pertussis vaccination in infants. Filamentous hemagglutinin-specific IFN-γ secretion by circulating lymphocytes was blocked by anti-MHC-I or -MHC-II antibodies, suggesting that CD4 + and CD8 + T lymphocytes are involved in IFN-γ production. Flow cytometry analyses confirmed that both cell types synthesized antigen-specific IFN-γ, although CD4 + lymphocytes were the major source of this cytokine. IFN-γ synthesis by CD8 + cells was CD4 + T cell dependent, as evidenced by selective depletion experiments. Furthermore, IFN-γ synthesis by CD4 + cells was sometimes inhibited by CD8 + lymphocytes, suggesting the presence of CD8 + regulatory T cells. The role of this dual IFN-γ secretion by CD4 + and CD8 + T lymphocytes in pertussis remains to be investigated. © 2012 Violette Dirix et al.

Adiponectin is produced by lymphocytes and is a negative regulator of granulopoiesis

Lymphocytes have long been established to play an important role in the regulation of hematopoiesis and produce many cytokines that act on hematopoietic progenitor cells. Previous studies by our group have shown that normal, unstimulated lymphocytes produce a protein that inhibits normal bone marrow GM colony formation. Adiponectin is an adipokine that has been demonstrated to act as a negative regulator of hematopoiesis and immune function. This study aimed to determine if the inhibitory molecule that we described previously was adiponectin. Here, we show transcription, translation, and secretion of adiponectin from lymphocytes and demonstrate that its receptors, AdipoR1 and AdipoR2, are expressed by bone marrow MNCs. We show that although the adiponectin expression is low in lymphocytes, it is sufficient to induce a significant inhibitory effect on GM precursors (CFU-GM) and activate the AMPK pathway in these cells. The regulation of adiponectin production by lymphocytes and its detailed function in suppressing GM colony formation need to be elucidated now. Our findings suggest a functional role for adiponectin as a negative regulator of granulopoiesis. J. Leukoc. Biol. 88: 807-811; 2010.

Insulin secretion is regulated by the glucose-dependent production of islet beta cell macrophage migration inhibitory factor.

Macrophage migration inhibitory factor (MIF), originally identified as a cytokine secreted by T lymphocytes, was found recently to be both a pituitary hormone and a mediator released by immune cells in response to glucocorticoid stimulation. We report here that the insulin-secreting beta cell of the islets of Langerhans expresses MIF and that its production is regulated by glucose in a time- and concentration-dependent manner. MIF and insulin colocalize by immunocytochemistry within the secretory granules of the pancreatic islet beta cells, and once released, MIF appears to regulate insulin release in an autocrine fashion. In perifusion studies performed with isolated rat islets, immunoneutralization of MIF reduced the first and second phase of the glucose-induced insulin secretion response by 39% and 31%, respectively. Conversely, exogenously added recombinant MIF was found to potentiate insulin release. Constitutive expression of MIF antisense RNA in the insulin-secreting INS-1 cell line inhibited MIF protein synthesis and decreased significantly glucose-induced insulin release. MIF is therefore a glucose-dependent, islet cell product that regulates insulin secretion in a positive manner and may play an important role in carbohydrate metabolism.

Human effector CD8+ T lymphocytes express TLR3 as a functional coreceptor.

TLR are evolutionarily conserved molecules that play a key role in the initiation of innate antimicrobial immune responses. Through their influence on dendritic cell maturation, these receptors are also thought to indirectly shape the adaptive immune response. However, no data are currently available regarding both TLR expression and function in human CD8+ T cell subsets. We report that a subpopulation of CD8+ T cells, i.e., effector, but neither naive nor central memory cells, constitutively expresses TLR3. Moreover, the ligation of the receptor by a specific agonist in TLR3-expressing CD8+ T cells increased IFN-gamma secretion induced by TCR-dependent and -independent stimulation, without affecting proliferation or specific cytolytic activity. These results thereby suggest that TLR3 ligands can not only indirectly influence the adaptive immune response through modulation of dendritic cell activation, but also directly increase IFN-gamma production by Ag-specific CD8+ T cells. Altogether, the present work might open new perspectives for the use of TLR ligands as adjuvants for immunotherapy.

Étude du rôle de la MAP Kinase non-conventionnelle ERK3 dans le développement thymique et l'activation des lymphocytes T

Les voies de signalisation des MAP kinases (MAPK) conventionnelles jouent des rôles essentiels pendant le développement des lymphocytes T (LT) ainsi que lors de leur activation suite à la reconnaissance antigénique. En raison de ses différences structurelles ainsi que de son mode de régulation, ERK3 fait partie des MAPK dites non-conventionnelles. Encore aujourd’hui, les événements menant à l’activation de ERK3, ses substrats ou partenaires ainsi que sa fonction physiologique demeurent peu caractérisés. Nous avons entrepris dans cette thèse d’étudier le rôle de ERK3 lors du développement et de l’activation des LT en utilisant un modèle de souris déficient pour l’expression de ERK3. Nous avons premièrement établi que ERK3 est exprimée chez les thymocytes. Ensuite, nous avons évalué le développement thymique chez la souris ERK3-déficiente et nous avons observé une diminution significative de la cellularité aux étapes DN1, DP et SP CD4+ du développement des LT. La création de chimères hématopoïétiques ERK3-déficientes nous a permis de démontrer que la diminution du nombre de cellules observée aux étapes DN1 et DP est autonome aux thymocytes alors que le phénotype observé à l’étape SP CD4+ est dépendant de l’abolition simultanée de ERK3 dans l’épithélium thymique et dans les thymocytes. Une étude plus approfondie de l’étape DP nous a permis de démontrer qu’en absence de ERK3, les cellules DP meurent plus abondamment et accumulent des cassures doubles brins (DSB) dans leur ADN. De plus, nous avons démontré que ces cassures dans l’ADN sont réalisées par les enzymes RAG et qu’en absence de ces dernières, la cellularité thymique est presque rétablie chez la souris ERK3-déficiente. Ces résultats suggèrent que ERK3 est impliquée dans un mécanisme essentiel à la régulation des DSB pendant le réarrangement V(D)J de la chaîne  du récepteur des cellules T (RCT). Dans le deuxième article présenté dans cette thèse, nous avons montré que ERK3 est exprimé chez les LT périphériques, mais seulement suite à leur activation via le RCT. Une fois activés in vitro les LT ERK3-déficients présentent une diminution marquée de leur prolifération et dans la production de cytokines. De plus, les LT ERK3-déficients survivent de façon équivalente aux LT normaux, mais étonnamment, ils expriment des niveaux plus faibles de la molécule anti-apoptotique Bcl-2. Ces résultats suggèrent que la prolifération réduite des LT ERK3-déficients est la conséquence d’une altération majeure de leur activation. Ainsi, nos résultats établissent que ERK3 est une MAPK qui joue des rôles essentiels et uniques dans le développement thymique et dans l’activation des lymphocytes T périphériques. Grâce à ces travaux, nous attribuons pour la toute première fois une fonction in vivo pour ERK3 au cours de deux différentes étapes de la vie d’un LT.

Caractérisation de DKK1 comme antigène tumoral et manipulation des lymphocytes T CD8 : utilisation de la voie de Wnt en immunothérapie du cancer

L’immunothérapie tumorale à médiation cellulaire est un traitement qui utilise le système immunitaire des patients afin d’induire une réponse des lymphocytes T CD8+ (T CD8+) contre la tumeur. Cette réponse est produite suite à la reconnaissance des antigènes par les T CD8+. Ces cibles sont appelées antigènes tumoraux (TAA) et définies comme des protéines exprimées par les cellules cancéreuses mais absentes des tissus normaux. Par une approche bio-informatique, notre laboratoire a identifié Dickkopf-1 (DKK1), une protéine inhibitrice de la voie de Wnt, comme un TAA potentiel. Une immunothérapie à médiation cellulaire efficace requiert l’identification de TAA candidats pertinents. Le traitement de patients par immunothérapie pourrait également être améliorées par l’augmentation de la puissance d’action anti-tumorale ainsi que la persistante des T CD8+ spécifiques aux TAA. Ce projet de doctorat se divise en deux parties : 1- La caractérisation de l’expression de DKK1 dans les cancers communs et la détermination de son immunogénicité afin de valider sa candidature comme TAA. 2- La reprogrammation des T CD8+, de patients atteints d’un cancer commun, vers un phénotype moins différentié afin d’augmenter leur potentiel anti-tumoral et leur persistance. Dans le premier objectif, nous avons caractérisé l’expression de DKK1 dans le cancer du sein et dans d’autres cancers communs. Le profil d’expression de DKK1 a été étudié par RT-PCR et par ELISA dans plusieurs lignées cellulaires de cancer et dans les tissus normaux. L’expression de DKK1 a aussi été étudiée dans des échantillons cliniques provenant de cancers du sein, du poumon et du rein. Trente pourcents (30%) des tumeurs provenant d’un cancer du sein exprimaient DKK1. La moitié des tumeurs DKK1(+) était triple négative, donc pas de récepteurs d’œstrogène et de progestérone et était Her-2/neu(-) (ces patientes ont des possibilités de traitements très restreintes). De plus, 50% des échantillons cliniques de tumeurs du poumon et 30% des tumeurs de rein exprimaient DKK1. Les observations effectuées dans le cancer du poumon ont été, par la suite, corroborées par d'autres groupes qui ont montré une corrélation entre l'expression de DKK1 et un mauvais pronostic. Après avoir confirmée l’expression de DKK1 dans les cancers communs, justifiant ainsi sa candidature comme TAA, nous avons évalué l’immunogénicité de DKK1. Pour ce faire, nous avons effectué des stimulations in vitro de cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) de patient(e)s atteint(e)s d’un cancer du sein ou du poumon avec des peptides dérivés de DKK1 pouvant être présentés par les complexes majeurs d’histocompatibilité (CMH) HLA-A*0201. Des clones de T CD8+ reconnaissant un peptide de DKK1 ont été identifiés et isolés. Par essai multiplex et cytométrie de flux intracellulaire, la polyfonctionnalité d’un ces clones T CD8+ spécifiques à DKK1 a été étudiée et a révélée un profil effecteur, renforçant ainsi la candidature de DKK1 comme TAA. Dans l’ensemble, les résultats obtenus dans cette première partie de thèse suggèrent une possible utilisation de DKK1 en immunothérapie contre les cancers communs, attribuable à son expression dans ces cancers et la possibilité de faire proliférer des T CD8+ effecteurs spécifiques à DKK1 à partir de sang de patients. Dans la seconde partie de cette thèse, je décrirai la manipulation in vitro des T CD8+ de patients atteints d’un cancer commun, afin d’augmenter la force et la durée de leurs fonctions anti-tumorales. Il a été démontré que des lymphocytes moins différentiés sont capables d’une réponse immunologique plus efficace et durable. Nous avons basé ce projet sur l’utilisation d’un inhibiteur pharmacologique de la GSK-3, pour activer de la voie de Wnt chez les T CD8+ et ainsi leur conférer un phénotype moins différentié, partageant des caractéristiques de la cellule naïve et de la cellule mémoire. Des cultures de T CD8+, spécifiques à des antigènes viraux, en présence de l’inhibiteur ont permis d’augmenter la sécrétion d’interféron (IFN)- et leur activité cytotoxique. Ces résultats indiquent un effet de l’activation de la voie de Wnt sur la fonction des T CD8+. Ces observations sont rapportées pour la première fois chez les T CD8+ humains et suggèrent une nouvelle stratégie, applicables à l’immunothérapie du cancer, afin de prolonger la persistance des cellules ainsi que leur activité anti-tumorale. En conclusion, ces travaux de recherche ont mené à la réalisation d’une étape très importante dans la validation de la candidature de DKK1 comme TAA pour les cancers communs, soit la démonstration de son expression dans ces cancers et son absence dans les tissus normaux dérivés d’organes importants. Ces travaux ont également mené à la démonstration de l’immunogénicité de DKK1, par l’identification d’un peptide de DKK1 reconnu par les T CD8+. De plus, l’étude de la polyfonctionnalité des T CD8+ spécifiques à DKK1 a révélée un profil effecteur favorable pour l’obtention d’une réponse anti-tumorale efficace. Ces découvertes pourraient servir à l’élaboration d’une stratégie d’immunothérapie à médiation cellulaire pour les cancers communs. Pour sa part, l’étude phénotypique et fonctionnelle de la modulation de la voie de Wnt dans les T CD8+ a donné lieu à l’observation d’un phénotype encore jamais rapporté chez l’humain, conférant aux T CD8+ un aspect moins différentié avec des caractéristiques propre à un phénotype mémoire. Ces résultats sont pertinents dans l’amélioration de l’immunothérapie du cancer, passant par l’augmentation de la persistance des lymphocytes. En résumé, les résultats présentés dans cette thèse de doctorat fournissent des évidences indéniables quant à la validation de DKK1 comme TAA pour une immunothérapie à médiation cellulaire des cancers communs. Ces résultats fournissent également des preuves quant à la pertinence de la reprogrammation des T CD8+ par l’activation de la voie de la voie de Wnt, afin de générer des lymphocytes médiateurs plus efficaces pour ce type de thérapie.

Étude de la différenciation des lymphocytes T CD8+ effecteurs et mémoires : rôle de la cellule présentatrice d’antigène et de la voie de signalisation Notch

Lors d’une infection par un pathogène, des lymphocytes T CD8+ naïfs (LTn) spécifiques de l’antigène sont activés, prolifèrent et se différencient en LT effecteurs (LTe). Les LTe produisent différentes cytokines et acquièrent une activité cytotoxique menant à l’élimination du pathogène. Seulement 5 à 10 % des LTe survivront et se différencieront en LT mémoires (LTm), qui sont capables de répondre plus rapidement lors d’une seconde infection par le même pathogène, contribuant au succès de la vaccination. Toutefois, la compréhension de l’ensemble des mécanismes régulant le développement des LTe et des LTm demeure incomplète. Afin de mieux comprendre les signaux requis pour la différenciation des LT CD8+ lors de la réponse immune, nous avons posé deux hypothèses. Nous avons d’abord proposé que différentes cellules présentatrices d’antigène (CPA) fournissent différents signaux au moment de la reconnaissance antigénique influençant ainsi le devenir des LT CD8+. Vu leur potentiel d’utilisation en immunothérapie, nous avons comparé la capacité d’activation des LT CD8+ par les lymphocytes B activés via le CD40 (CD40-B) et les cellules dendritiques (CD). Nous avons montré que l’immunisation avec des CD40-B induit une réponse effectrice mais, contrairement à l’immunisation avec des CD, pratiquement aucun LTm n’est généré. Les LTe générés sont fonctionnels puisqu’ils sécrètent des cytokines, ont une activité cytotoxique et contrôlent une infection avec Listeria monocytogenes (Lm). Nous proposons qu’une sécrétion plus faible de cytokines par les CD40 B ainsi qu’une interaction plus courte et moins intime avec les LT CD8+ comparativement aux CD contribuent au défaut de différenciation des LTm observé lors de la vaccination avec les CD40-B. Ensuite, nous posé l’hypothèse que, parmi les signaux fournis par les CPA au moment de la reconnaissance antigénique, la voie de signalisation Notch influence le développement des LTe, mais aussi des LTm CD8+ en instaurant un programme génétique particulier. D’abord, grâce à un système in vitro, le rôle de la signalisation Notch dans les moments précoces suivant l’activation du LT CD8+ a été étudié. Ce système nous a permis de démontrer que la voie de signalisation Notch régule directement l’expression de la molécule PD-1. Ensuite, grâce à des souris où il y a délétion des récepteurs Notch1 et Notch2 seulement chez les LT CD8+ matures, un rôle de la voie de signalisation Notch dans la réponse immune des LT CD8+ a été démontré. Nos résultats démontrent que suite à une infection avec Lm ou à une immunisation avec des CD, la signalisation Notch favorise le développement de LTe, exprimant fortement KLRG1 et faiblement CD127, destinés à mourir par apoptose. Toutefois, la signalisation Notch n’a pas influencé la génération de LTm. De façon très intéressante, l’expression des récepteurs Notch influence la production d’IFN- en fonction du contexte d’activation. En effet, suite à une infection avec Lm, l’absence des récepteurs Notch n’affecte pas la production d’IFN- par les LTe, alors qu’elle est diminuée suite à une immunisation avec des CD suggérant un rôle dépendant du contexte pour la voie de signalisation Notch. Nos résultats permettent une meilleure compréhension des signaux fournis par les différentes CPA et de la voie de signalisation Notch, donc des mécanismes moléculaires régulant la différenciation des LT CD8+ lors de la réponse immunitaire, ce qui pourrait ultimement permettre d’améliorer les stratégies de vaccination.

Production of interferon-gamma by activated T-cell receptor-alphabeta CD8alphabeta intestinal intraepithelial lymphocytes is required and sufficient for disruption of the intestinal barrier integrity

Maintenance of intestinal epithelial barrier function is of vital importance in preventing uncontrolled influx of antigens and the potentially ensuing inflammatory disorders. Intestinal intraepithelial lymphocytes (IEL) are in intimate contact with epithelial cells and may critically regulate the epithelial barrier integrity. While a preserving impact has been ascribed to the T-cell receptor (TCR)-gammadelta subset of IEL, IEL have also been shown to attenuate the barrier function. The present study sought to clarify the effects of IEL by specifically investigating the influence of the TCR-alphabeta CD8alphabeta and TCR-alphabeta CD8alphaalpha subsets of IEL on the intestinal epithelial barrier integrity. To this end, an in vitro coculture system of the murine intestinal crypt-derived cell-line mIC(cl2) and syngeneic ex vivo isolated IEL was employed. Epithelial integrity was assessed by analysis of transepithelial resistance (TER) and paracellular flux of fluorescein isothiocyanate-conjugated (FITC-) dextran. The TCR-alphabeta CD8alphaalpha IEL and resting TCR-alphabeta CD8alphabeta IEL did not affect TER of mIC(cl2) or flux of FITC-dextran. In contrast, activated TCR-alphabeta CD8alphabeta IEL clearly disrupted the integrity of the mIC(cl2) monolayer. No disrupting effect was seen with activated TCR-alphabeta CD8alphabeta IEL from interferon-gamma knockout mice. These findings demonstrate that secretion of interferon-gamma by activated TCR-alphabeta CD8alphabeta IEL is strictly required and also sufficient for disrupting the intestinal epithelial barrier function.

Stability of specific immunoglobulin secretion by EBV-transformed lymphoblastoid cells and human-murine heterohybridomas

The purpose of this project was to determine if stability of specific antibody secretion improved after fusion of Epstein-Barr virus (EBV)-transformed lymphoblastoid cells with P3X63Ag8.653 murine myeloma cells. Production of human monoclonal antibodies by Epstein-Barr virus transformation and somatic cell fusion has been used by many laboratories, however the steps involved have not been fully optimized. B lymphocytes isolated from the peripheral blood of normal donors were enriched for Thomsen-Friedenreich (T) antigen-reactive cells by panning on asialoglycophorin. The EBV-transformed lymphoblastoid cell lines generated from asialoglycophorin-adherent B lymphocytes were treated in three different manners: (1) cloned and maintained in culture as monoclonal lymphoblastoid cell lines, (2) cloned and fused with murine myeloma cells or (3) fused shortly after transfomation without prior cloning. Cloned lymphoblastoid cell lines maintained in culture without fusion either died or lost specific antibody secretion within five months. Uncloned lymphoblastoid cells remained viable for up to three months but lost specific antibody secretion within two months probably due to overgrowth by nonspecific clones. In an attempt to increase longevity and to stabilize specific antibody secretion by these cells, the cloned lymphoblastoid cells were fused with murine myeloma cells. In nine of ten fusions no hybrids were recovered. As an alternate approach, uncloned lymphoblastoid cells secreting T antigen-specific antibody were hybridized with murine myeloma cells, hybrids secreting T antigen-specific antibody were recovered in six of seven fusions. Furthermore, T antigen-specific antibodies of high titer were secreted by the heterohybridoma clones for more than five months of continuous culture. These heterohybridoma cells secreted more immunoglobulin, produced greater titers of antibody and maintained specific antibody secretion longer than either monoclonal or polyclonal EBV-transformed lymphoblastoid cells. These studies have conclusively demonstrated that fusion of polyclonal lymphoblastoid cells secreting T antigen-specific antibody with murine myeloma cells results in prolongation of human monoclonal antibody production compared with unfused monoclonal or polyclonal lymphoblastoid cell lines. This procedure should be generally applicable for the production of stable human monoclonal antibody-secreting cells lines from peripheral blood lymphocytes. ^

IMMUNOLOGICAL AND CYTOLOGICAL INVESTIGATION OF GAMMA INTERFERON PRODUCTION IN HUMAN T-LYMPHOCYTES INDUCED BY PMA AND PHA (IMMUNOGOLD, CELL CYCLE ANALYSIS)

The present study examined cellular mechanisms involved in the production and secretion of human (gamma)IFN. The hypothesis of this investigation was that (gamma)IFN is an export glycoprotein whose synthesis in human T lymphocytes is dependent on membrane stimulation, polypeptide synthesis in the rough endoplasmic reticulum, packaging in the Golgi complex, and release from the cell by exocytosis.^ The model system for this examination utilized T lymphocytes from normal donors and patients with chronic lymphocytic leukemia (CLL) induced in vitro with the tumor promoter, phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) and the lectin, phytohemagglutinin (PHA) to produce (gamma)IFN. This study reconfirmed the ability of PMA and PHA to synergistically induce (gamma)IFN production in normal T lymphocytes, as measured by viral inhibition assays and radio-immunoassays for (gamma)IFN. The leukemic T cells were demonstrated to produce (gamma)IFN in response to treatment with PHA. PMA treatment also induced (gamma)IFN production in the leukemic T cells, which was much greater than that observed in similarly treated normal T cells. In these same cells, however, combined treatment of the agents was shown to be ineffective at inducing (gamma)IFN production beyond the levels stimulated by the individual agents. In addition, the present study reiterated the synergistic effect of PMA/PHA on the stimulation of growth kinetics in normal T cells. The cell cycle of the leukemic T cells was also responsive to treatment with the agents, particularly with PMA treatment. A number of morphological alterations were attributed to PMA treatment including the acquisition of an elongated configuration, nuclear folds, and large cytoplasmic vacuoles. Many of the effects were observed to be reversible with dilution of the agents, and reversion to this state occurred more rapidly in the leukemic T cells. Most importantly, utilization of a thin section immuno-colloidal gold labelling technique for electron microscopy provided, for the first time, direct evidence of the cellular mechanism of (gamma)IFN production and secretion. The results of this latter study support the idea that (gamma)IFN is produced in the rough endoplasmic reticulum, transferred to the Golgi complex for accumulation and packaging, and released from the T cells by exocytosis. ^

P2X1 regulated IL-22 secretion by innate lymphoid cells is required for efficient liver regeneration.

Paracrine signalling mediated via cytokine secretion is essential for liver regeneration after hepatic resection, yet the mechanisms of cellular crosstalk between immune and parenchymal cells are still elusive. Interleukin-22 (IL-22) is released by immune cells and mediates strong hepatoprotective functions. However, it remains unclear if IL-22 is critical for the crosstalk between liver lymphocytes and parenchymal cells during liver regeneration after partial hepatectomy. Here we found that plasma levels of IL-22 and its upstream cytokine IL-23 are highly elevated in patients after major liver resection. In a mouse model of partial hepatectomy, deletion of IL-22 was associated with significantly delayed hepatocellular proliferation and an increase of hepatocellular injury and endoplasmic reticulum stress. Using Rag1-/- and Rag2-/- γc-/- mice we show that the main producers of IL-22 post partial hepatectomy are conventional natural killer cells and innate lymphoid cells type 1. Extracellular ATP, a potent danger molecule, is elevated in patients immediately after major liver resection. Antagonism of the P2 type nucleotide receptors P2X1 and P2Y6 significantly decreased IL-22 secretion ex vivo. In vivo, specific inhibition of P2X1 was associated with decreased IL-22 secretion, elevated liver injury and impaired liver regeneration.