Immune response to hepatitis B vaccination in HIV-positive adults with isolated antibodies to HBV core antigen.

OBJECTIVE: To investigate the merits of vaccination against hepatitis B virus (HBV) in HIV-positive individuals with isolated antibodies to hepatitis B core antigen (anti-HBc). METHODS: HIV-positive patients with isolated anti-HBc and CD4 counts >200 cells/mm(3) received HBV vaccination. An antibody titre to hepatitis B surface antigen (anti-HBs titres) ≥10 IU/L one month post-vaccination was termed an anamnestic response; a titre <10 IU/L was termed a primary response. Patients with primary responses received a 3-dose vaccine course. Anti-HBs titres in all responders were measured 12 and 24 months post-vaccination. RESULTS: 37 patients were studied: 19 (51%) were co-infected with hepatitis C; median CD4 count was 443 cells/mm(3). 8/37 patients (22%) elicited an anamnestic response. 29/37 patients (78%) elicited a primary response. After a 3-dose vaccine course, 15/25 primary responders (60%) achieved anti-HBs titres ≥10 IU/L. HIV acquisition through injecting drug use was the only independent predictor of an anamnestic response (OR 22.9, CI 1.71-306.74, P=0.018). Median anti-HBs titres for anamnestic and primary responders were 51 IU/L (13-127) and 157 IU/L (25-650) respectively. Of all responders, 12/23 (52%) retained anti-HBs titres ≥10 IU/L at 24 months. Anti-HBs duration was not significantly different between anamnestic and primary responders. CONCLUSIONS: 23/37 HIV-positive patients (62%) with isolated anti-HBc achieved anti-HBs titres ≥10 IU/L after 1-3 vaccine doses. However, duration of this immune response was short-lived (<two years) in over half the responders. The implications regarding re-infection risk in this population are yet to be determined.

Evaluation of the immune response to infection with metastatic and non-metastatic "Leishmania guyanensis" parasites

ABSTRACT : Les infections par le parasite Leishmania guyanensis se caractérisent par une dissémination depuis le site initial d'infection jusqu'aux tissus naso-pharyngés, responsable de la Leishmaniose à lésions secondaires muco-cutanées (LMC). Les lésions des patients atteints de LMC montrent une massive infiltration de cellules immunitaires, une réponse immunitaire élevée et la présence de parasites (bien qu'en très faible quantité). La LMC engendre une augmentation de l'expression de TNFa ainsi qu'un défaut dans le contrôle de la réponse immunitaire caractérisé par une absence de réponse à l'IL 10. La réponse immunitaire de l'hôte ainsi que la virulence du parasite sont deux facteurs reconnus pour le contrôle de l'infection. Le mécanisme de la pathogenèse de la LMC restent grandement incompris, surtout le mécanisme de dissémination de l'infection du site d'inoculation jusqu'aux sites secondaires d'infection (métastases) ainsi que les détails de la réponse de l'hôte contre le pathogène. Dans un modèle d'infection d' hamsters avec des parasites du Nouveau Monde, la classification des parasites Leishmania se fait en fonction de leur capacité à développer des métastases. Ce modéle d'infection a permis de caractériser différentes souches de parasites selon la classification de l'Organisation Mondiale de la Sante (OMS) tel que la souche de référence W&gt;É-II/BR/78/M5313 qui est reconnue comme hautement métastatique alors que ces clones dérivés de M5313 montrent de grandes variations quand a leur capacité à créer des métastases. Les clones 13 et 21 sont métastatiques (M+) alors que les clones 3 et 17 sont nonmétastatiques (NI-). Les objectifs de cette thèse ont été d'étudier le rôle de la réponse immunitaire innée des macrophages après infection in vitro avec différents clones métastatiques et non-métastatiques du parasite L. guyanensis, ainsi que d'étudier la réponse immunitaire générée suite à une infection in vivo par les clones M+ et M- de L. guyanensis dans un modèle marin. L'analyse de la .réponse immunitaire des macrophages in vitro montrent qu'il y aune augmentation significative de leur statut d'activation après infection par des parasites M+ indiquée par la modulation des marqueurs d'activation de surface CD80, CD86 et CD40, ainsi que une augmentation significative de CXCL 10, CCLS, IL6 et TNFa au niveau transcription de l'ARNm et au niveau de la protéine. Cette phénomène d'activation a été observée chez les deux souches de souris C57BL/6 et BALB/c. L'utilisation d'un inhibiteur d'entrée des parasites (Cytochalsin D) ou d'un inhibiteur des fonctions endosomales (Chloroquine) diminue de manière significative la réponse des macrophages aux parasites M+. L'utilisation de macrophages déficients en TLR, MyD88, et TRIF a démontré que la réponse générée après infection par les parasites M+ était dépendante de la voie de signalisation de TRIF et TLR3. Lors d'infection in vivo par des parasites M5313, au moins 50% des souris BALB/c présentent un phénotype sensible caractérisé par des lésions non-nécrotiques qui ne guérissent pas, persistent plus de 13 semaines après infection et contiennent un nombre considérable de parasites. Ces souris développent une réponse immunitaire de type T helper 2 (Th2) avec un niveau élevé d'IL-4 et d'IL-10. Les autres souris ont un phénotype non-sensible, les souris développant peu ou pas de lésion, avec peu de parasites et une réponse immunitaire diminuée, caractérisée par un niveau faible d'IFNy, d'IL4 et d'IL10. De plus, les souris BALB/c infectées par un parasite L. guyanensis isolé à partir des lésions muco-cutanées d'un patient humain atteint de LMC ont démontrés un phénotype similaire aux souris infectées par la souche M5313 avec 50% des souris développant des lésions persistantes, alors qu'un parasite dérivé des lésions cutanées humains n'a montré qu'une faible sensibilité avec une lésion transitoire qui finit par guérir. Nous avons montré que la sensibilité de ces souris BALB/c dépend de l'IL-4 et de l'IL-10 car les souris IL-10-/sur fond génétique BALB/c ainsi que les souris BALB/c traitée avec de l'anti-IL4 étaient capables de contrôler l'infection par M5313. Les souris C57BL/6 sont résistantes à l'infection par le parasite M5313. Elles développent une lésion transitoire qui guérit 9 semaines après infection. Ces souris résistantes ont un très faible taux de parasites au site d'infection et développent une réponse immunitaire de type Thl avec un niveau élevé d'IFNr et peu d'IL4 et d'IL10. Les infections in vivo de souris déficientes en MyD88, TRIF, TLR3 ou TLR9 (sur fond génétique C57BL/6) ont indiqué que MyD88 et TLR9 étaient impliqués dans la résistance à l'infection par L. guyanensi, et que TRIF et TLR3 avaient un rôle important dans la sensibilité. Ce travail met en évidence le fait que la réponse immunitaire de l'hôte est modulée par le parasite selon leur caractérisation d'être soit M+ ou M-. Nous avons démontré également que plusieurs gènes et voies de signalisations étaient impliqués dans cette réponse favorisant le développement d'une LMC. ABSTRACT : Leishmania guyanensis parasites are able to disseminate from the initial site of cutaneous skin infection to the nasopharyngeal tissues resulting in destructive secondary lesions and the disease Mucocutaneous Leishmaniasis (MCL). The secondary lesions in patients have intense immune cell infiltration, elevated immune responses and the presence (albeit at low levels) of parasites. More specifically, MCL patients produce higher levels of TNFa and display impairment in their ability to control the immune response due to a defect in their ability to respond to IL10. Little is known about the pathogenesis of MCL, especially about the dissemination of the infection from the site of inoculation to secondary sites (metastasis) and the response of the host to the pathogen. The hamster model of L. guyanensis infection has previously characterized the WHO reference strain, L. guyanensis WHI/BR/78/M5313, as being highly metastatic. Clones of parasites derived from this reference strain show a differential ability to metastasize. This thesis studied the differential immune response generated by macrophages in vitro, or by mice in vivo, following infection with L. guyanensis parasites. A significant increase in the activation status of macrophages derived from C57BL/6 or BALB/c mice was observed after in vitro infection with L. guyanensis parasites when compared to non-metastatic parasites. This change in status was evidenced by the increased expression of surface activation markers, together with the chemokines, CXCL 10, CCLS, and cytokines, IL6 and TNFa. Furthermore, in vitro infection of macrophages isolated from mice deficient in either a specific Toll Like Receptor (TLR) or the adaptor molecules MyD88 or TRIF, indicated that the immune response generated following L. guyanensis metastatic parasite infection was reliant on the TRIF dependent TLR3 signalling pathway. In vivo footpad infection of BALB/c mice with the L. guyanensis M5313 parasites showed a reproducible susceptible phenotype, whereby at least 50% of infected mice developed non-healing, nonnecrosing lesions with high parasitemia that persisted over 13 weeks post infection. This phenotype was characterized by a Th2 type cytokine immune response with increased levels of IL4 and IL10 detected in the draining lymph nodes. IL 10 deficient mice on a BALB/c background, or BALB/c mice treated with anti-IL4 were able to control infection with L. guyanensis M5313 parasites, thereby proving that these cytokines were indeed implicated in the susceptibility to infection. Moreover, infection of BALB/c mice with patient isolated L. guyanensis parasites confirmed that MCL derived parasites were able to induce a susceptibility phenotype similar to that of L. guyanensis M5313. C57BL/6 mice, on the other hand, were highly resistant to infection with L. guyanensis M5313 parasites and produced transient footpad swelling that healed by week 9 post infection, together with low degrees of footpad parasitemia and a Thl polarized immune response. Infection of mice deficient in MyD88, TRIF, TLR3, and TLR9 (on a C57BL/6 background), indicated that MyD88 and TLR9 were involved in the resistance of these mice to infection, and that TRIF and TLR3 were involved in the susceptibility. This study has shown that the host response can be differentially modulated depending on the infecting parasite with several genes and pathways being identified that could be involved in promoting the development of MCL.

Evidence of an interannual effect of maternal immunization on the immune response of juveniles in a long-lived colonial bird.

Little is known about the maternal transfer of antibodies in natural host-parasite systems despite its possible evolutionary and ecological implications. In domestic animals, the maternal transfer of antibodies can enhance offspring survival via a temporary protection against parasites, but it can also interfere with the juvenile immune response to antigens. We tested the functional role of maternal antibodies in a natural population of a long-lived colonial seabird, the kittiwake (Rissa tridactyla), using a vaccine (Newcastle disease virus vaccine) to mimic parasite exposure combined with a cross-fostering design. We first investigated the role of prior maternal exposure on the interannual transmission of Ab to juveniles. We then tested the effect of these antibodies on the juvenile immune response to the same antigen. The results show that specific maternal antibodies were transferred to chicks 1 year after maternal exposure and that these antibodies were functional, i.e. they affected juvenile immunity. These results suggest that the role of maternal antibodies may depend on the timing and pattern of offspring exposure to parasites, along with the patterns of maternal exposure and the dynamics of her immune response. Overall, our approach underlines that although the transgenerational transfer of antibodies in natural populations is likely to have broad implications, the nature of these effects may vary dramatically among host-parasite systems, depending on the physiological mechanisms involved and the ecological context.

T helper 1 (Th1) and Th2 characteristics start to develop during T cell priming and are associated with an immediate ability to induce immunoglobulin class switching.

The respective production of specific immunoglobulin (Ig)G2a or IgG1 within 5 d of primary immunization with Swiss type mouse mammary tumor virus [MMTV(SW)] or haptenated protein provides a model for the development of T helper 1 (Th1) and Th2 responses. The antibody-producing cells arise from cognate T cell B cell interaction, revealed by the respective induction of Cgamma2a and Cgamma1 switch transcript production, on the third day after immunization. T cell proliferation and upregulation of mRNA for interferon gamma in response to MMTV(SW) and interleukin 4 in response to haptenated protein also starts during this day. It follows that there is minimal delay in these responses between T cell priming and the onset of cognate interaction between T and B cells leading to class switching and exponential growth. The Th1 or Th2 profile is at least partially established at the time of the first cognate T cell interaction with B cells in the T zone. The addition of killed Bordetella pertussis to the hapten-protein induces nonhapten-specific IgG2a and IgG1 plasma cells, whereas the anti-hapten response continues to be IgG1 dominated. This indicates that a Th2 response to hapten-protein can proceed in a node where there is substantial Th1 activity.

Blocking Junctional Adhesion Molecule C Enhances Dendritic Cell Migration and Boosts the Immune Responses against Leishmania major.

The recruitment of dendritic cells to sites of infections and their migration to lymph nodes is fundamental for antigen processing and presentation to T cells. In the present study, we showed that antibody blockade of junctional adhesion molecule C (JAM-C) on endothelial cells removed JAM-C away from junctions and increased vascular permeability after L. major infection. This has multiple consequences on the output of the immune response. In resistant C57BL/6 and susceptible BALB/c mice, we found higher numbers of innate immune cells migrating from blood to the site of infection. The subsequent migration of dendritic cells (DCs) from the skin to the draining lymph node was also improved, thereby boosting the induction of the adaptive immune response. In C57BL/6 mice, JAM-C blockade after L. major injection led to an enhanced IFN-γ dominated T helper 1 (Th1) response with reduced skin lesions and parasite burden. Conversely, anti JAM-C treatment increased the IL-4-driven T helper 2 (Th2) response in BALB/c mice with disease exacerbation. Overall, our results show that JAM-C blockade can finely-tune the innate cell migration and accelerate the consequent immune response to L. major without changing the type of the T helper cell response.

Systems analysis of MVA-C induced immune response reveals its significance as a vaccine candidate against HIV/AIDS of clade C.

Based on the partial efficacy of the HIV/AIDS Thai trial (RV144) with a canarypox vector prime and protein boost, attenuated poxvirus recombinants expressing HIV-1 antigens are increasingly sought as vaccine candidates against HIV/AIDS. Here we describe using systems analysis the biological and immunological characteristics of the attenuated vaccinia virus Ankara strain expressing the HIV-1 antigens Env/Gag-Pol-Nef of HIV-1 of clade C (referred as MVA-C). MVA-C infection of human monocyte derived dendritic cells (moDCs) induced the expression of HIV-1 antigens at high levels from 2 to 8 hpi and triggered moDCs maturation as revealed by enhanced expression of HLA-DR, CD86, CD40, HLA-A2, and CD80 molecules. Infection ex vivo of purified mDC and pDC with MVA-C induced the expression of immunoregulatory pathways associated with antiviral responses, antigen presentation, T cell and B cell responses. Similarly, human whole blood or primary macrophages infected with MVA-C express high levels of proinflammatory cytokines and chemokines involved with T cell activation. The vector MVA-C has the ability to cross-present antigens to HIV-specific CD8 T cells in vitro and to increase CD8 T cell proliferation in a dose-dependent manner. The immunogenic profiling in mice after DNA-C prime/MVA-C boost combination revealed activation of HIV-1-specific CD4 and CD8 T cell memory responses that are polyfunctional and with effector memory phenotype. Env-specific IgG binding antibodies were also produced in animals receiving DNA-C prime/MVA-C boost. Our systems analysis of profiling immune response to MVA-C infection highlights the potential benefit of MVA-C as vaccine candidate against HIV/AIDS for clade C, the prevalent subtype virus in the most affected areas of the world.

HIV-1 immune activation induces Siglec-1 expression and enhances viral trans-infection in blood and tissue myeloid cells.

BACKGROUND: Myeloid cells are key players in the recognition and response of the host against invading viruses. Paradoxically, upon HIV-1 infection, myeloid cells might also promote viral pathogenesis through trans-infection, a mechanism that promotes HIV-1 transmission to target cells via viral capture and storage. The receptor Siglec-1 (CD169) potently enhances HIV-1 trans-infection and is regulated by immune activating signals present throughout the course of HIV-1 infection, such as interferon α (IFNα). RESULTS: Here we show that IFNα-activated dendritic cells, monocytes and macrophages have an enhanced ability to capture and trans-infect HIV-1 via Siglec-1 recognition of viral membrane gangliosides. Monocytes from untreated HIV-1-infected individuals trans-infect HIV-1 via Siglec-1, but this capacity diminishes after effective antiretroviral treatment. Furthermore, Siglec-1 is expressed on myeloid cells residing in lymphoid tissues, where it can mediate viral trans-infection. CONCLUSIONS: Siglec-1 on myeloid cells could fuel novel CD4(+) T-cell infections and contribute to HIV-1 dissemination in vivo.

Morph-specific genetic and environmental variation in innate and acquired immune response in a color polymorphic raptor.

Genetic color polymorphism is widespread in nature. There is an increasing interest in understanding the adaptive value of heritable color variation and trade-off resolution by differently colored individuals. Melanin-based pigmentation is often associated with variation in many different life history traits. These associations have recently been suggested to be the outcome of pleiotropic effects of the melanocortin system. Although pharmacological research supports that MC1R, a gene with a major role in vertebrate pigmentation, has important immunomodulatory effects, evidence regarding pleiotropy at MC1R in natural populations is still under debate. We experimentally assessed whether MC1R-based pigmentation covaries with both inflammatory and humoral immune responses in the color polymorphic Eleonora's falcon. By means of a cross-fostering experiment, we disentangled potential genetic effects from environmental effects on the covariation between coloration and immunity. Variation in both immune responses was primarily due to genetic factors via the nestlings' MC1R-related color genotype/phenotype, although environmental effects via the color morph of the foster father also had an influence. Overall, dark nestlings had lower immune responses than pale ones. The effect of the color morph of the foster father was also high, but in the opposite direction, and nestlings raised by dark eumelanic foster fathers had higher immune responses than those raised by pale foster fathers. Although we cannot completely discard alternative explanations, our results suggest that MC1R might influence immunity in this species. Morph-specific variation in immunity as well as pathogen pressure may therefore contribute to the long-term maintenance of genetic color polymorphism in natural populations.

The regulation of the mucosal immune response by secretory IgA

L'immunoglobuline A sécrétoire (SlgA) est l'anticorps qui est dominant dans la réponse humorale des muqueuses. IgA est produit localement sous la forme de dimère ou polymère. Ces derniers sont ensuite relâchés dans les sécrétions muqueuses sous forme d'un complexe avec la pièce sécrétoire (SC). SlgA est capable d'identifier des antigènes microbiens dans l'environnement des muqueuses et de prévenir leur diffusion en bloquant l'adhésion ou la surface des cellules épithéliales. Au-delà de sa fonction classique d'exclusion immune, SlgA peut aussi adhérer aux cellules M présente au niveau des follicules associés à l'épithélium dans des structures organisées appelées plaques de Peyer (PPs) dans le système gastrointestinal. L'interaction sélective avec les SlgA amène cette dernière à être transportée à travers les cellules M Ce procès facilite l'association de l'anticorps avec les cellules dendritiques (DCs) CDllc+CDllb+, localisées dans la région sous-épithéliale des PPs. L'entrée de SlgA ou de microorganismes couverts par la SlgA via ce chemin est cruciale pour la modulation de la réponse immunitaire locale. Dans la première partie du travail, nous avons établi les conditions pour l'analyse de l'interaction entre SlgA et une lignes de DCs dérivée in vitro. Nous avons aussi montré que l'internalisation de la SlgA par les DCs est affecté après traitement avec des inhibiteurs de l'endocytose ou par l'utilisation de compétiteurs moléculaires. En utilisant le microscope confocal, on a observé qu'après internalisation la SlgA suit la voie endocytique, vers le compartiment lysozomal. Dans la deuxième partie du travail, une partie des résultats a été confirmée pour les DCs CDllc+CDllb+ des muqueuses. En outre, l'importance des sucres présents sur la SlgA a été mis en évidence par la réduction de l'interaction avec les DCs des muqueuses après déglycosylation. On a montré pour la première fois à notre connaissance que Dectin-1 et SIGNR3 sont des récepteurs potentiels pour la SlgA sur les DCs des muqueuses de la souris. De plus, les DCs de la souris prélevées des PPs, des ganglions lymphatiques mésentériques (MLNs) et de la rate ont été infectés avec Shigella flexneri (Sf) seule ou en complexe avec SlgA. Les DCs infectées ont montré une augmentation de l'expression des marqueurs co-stimulateurs, une forte production des cytokines pro¬inflammatoires et une induction de la prolifération des cellules T. Après l'association des Sf avec SlgA, les profils pro-inflammatoires des DCs ont diminués. En particulier, SlgA a un effet sur les cytokines sécrétées et sur la prolifération des cellules T. Ces données démontrent le rôle de la SlgA dans la réponse immunitaire par les DCs des muqueuses.

Development of a bifunctional CD1d-anti-HER2 scFv fusion molecule to redirect the iNKT cell-mediated immune response to the tumor site

Abstract : Invariant natural killer T lymphocytes (iNKT) are a unique subpopulation of T lymphocytes recognizing glycolipid antigens in the context of the MHC class I-like molecule CD1d. Upon activation with the high affinity ligand α-galactosylceramide (αGalCer), iNKT cells rapidly produce large amounts of the pro-inflammatory cytokine interferon gamma (IFN-γ) and potently activate cells of the innate and adaptive immune response, such as dendritic cells (DCs), NK and T cells. In this context, iNKT cells have been shown to efficiently mediate antitumor activity, and recent research has focused on the manipulation of these cells for antitumor therapies. However, a major drawback of αGalCer as a free drug is that a single injection of this ligand leads to a short-lived iNKT cell activation followed by a long-term anergy, limiting its therapeutic use. In contrast, we demonstrate here that when αGalCer is loaded on a recombinant soluble CD1d molecule (αGalCer/sCD1d), repeated injections lead to a sustained iNKT and NK cell activation associated with IFN-γ secretion as well as with DC maturation. Most importantly, when the αGalCer/sCD1d is fused to an anti-HER2 scFv antibody fragment, potent inhibition of experimental lung metastasis and established subcutaneous tumors is obtained when systemic treatment is started two to seven days after the injection of HER2-expressing B16 melanoma cells, whereas at this time free αGalCer has no effect. The antitumor activity of the sCD1d-anti-HER2 fusion protein is associated with HER2-specific tumor localization and accumulation of iNKT, NK and T cells at the tumor site. Importantly, active T cell immunization combined with the sCD1d-anti-HER2 treatment leads to the accumulation of antigen-specific CD8 T cells exclusively in HER2-expressing tumors, resulting in potent tumor inhibition. In conclusion, sustained activation and tumor targeting of iNKT cells by recombinant αGalCer/sCD1d molecules thus may promote a combined innate and adaptive immune response at the tumor site that may prove to be effective in cancer immunotherapy. RESUME : Les lymphocytes «invariant Natural Killer T » (iNKT) forment une sous-population particulière de lymphocytes T reconnaissant des antigènes glycolipidiques présentés sur la molécule non-polymorphique CD1d, analogue aux protéines du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I. Après activation avec le ligand de haute affinité α-galactosylceramide (αGalCer), les cellules iNKT produisent des grandes quantités de la cytokine pro-inflammatoire interferon gamma (IFN-γ) et activent les cellules du système immunitaire inné et acquis, telles que les cellules dendritiques (DC), NK et T. En conséquence, on a montré que les cellules iNKT exercent des activités anti-tumorales et la recherche s'est intéressée à la manipulation de ces cellules pour développer des thérapies anti-tumorales. Néanmoins, le désavantage majeur de l'αGalCer, injecté seul, est qu'une seule dose de ce ligand aboutit à une activation des cellules iNKT de courte durée suivie par un état anergique prolongé, limitant l'utilisation thérapeutique de ce glycolipide. En revanche, l'étude présentée ici démontre que, si l'αGalCer est chargé sur des molécules récombinantes soluble CD1d (αGalCer/sCDld), des injections répétées aboutissent à une activation prolongée des cellules iNKT et NK associée avec la sécrétion d'IFN-γ et la maturation des cellules DC. Plus important, si on fusionne la molécule αGalCer/sCD1d avec un fragment single-chain (scFv) de l'anticorps anti-HER2, on observe une importante inhibition de métastases expérimentales aux poumons et de tumeurs sous-cutanées même lorsque le traitement systémique est commencé 2 à 7 jours après la greffe des cellules de mélanome B16 transfectées avec l'antigène HER2. Dans les mêmes conditions le traitement avec l'αGalCer seul est inefficace. L'activité anti-tumorale de la protéine sCDld-anti-HER2 est associée à son accumulation spécifique dans des tumeurs exprimant le HER2 ainsi qu'avec une accumulation des cellules iNKT, NK et T à la tumeur. De plus, une immunisation active combinée avec le traitement sCD1d-anti-HER2 aboutit à une accumulation des lymphocytes T CD8 spécifiques de l'antigène d'immunisation, ceci exclusivement dans des tumeurs qui expriment l'antigène HER2. Cette combinaison résulte dans une activité anti-tumeur accrue. En conclusion, l'activation prolongée des cellules iNKT redirigées à la tumeur par des molécules recombinantes αGalCer/sCDld conduit à l'activation de la réponse innée et adaptative au site tumoral, offrant une nouvelle stratégie prometteuse d'immunothérapie contre le cancer. RESUME POUR UN LARGE PUBLIC : Le cancer est une cause majeure de décès dans le monde. Sur un total de 58 millions de décès enregistrés au niveau mondial en 2005, 7,6 millions (soit 13%) étaient dus au cancer. Les principaux traitements de nombreux cancers sont la chirurgie, en association avec la radiothérapie et la chimiothérapie. Néanmoins, ces traitements nuisent aussi aux cellules normales de notre corps et parfois, ils ne suffisent pas pour éliminer définitivement une tumeur. L'immunothérapie est l'une des nouvelles approches pour la lutte contre le cancer et elle vise à exploiter la spécificité du système immunitaire qui peut distinguer des cellules normales et tumorales. Une cellule exprimant un marqueur tumoral (antigène) peut être reconnue par le système immunitaire humoral (anticorps) et/ou cellulaire, induisant une réponse spécifique contre la tumeur. L'immunothérapie peut s'appuyer alors sur la perfusion d'anticorps monoclonaux dirigés contre des antigènes tumoraux, par exemple les anticorps dirigés contre les protéines oncogéniques Her-2/neu dans le cancer du sein. Ces anticorps ont le grand avantage de spécifiquement se localiser à la tumeur et d'induire la lyse ou d'inhiber la prolifération des cellules tumorales exprimant l'antigène. Aujourd'hui, six anticorps monoclonaux non-conjugés sont approuvés en clinique. Cependant l'efficacité de ces anticorps contre des tumeurs solides reste limitée et les traitements sont souvent combinés avec de la chimiothérapie. L'immunothérapie spécifique peut également être cellulaire et exploiter par immunisation active le développement de lymphocytes T cytotoxiques (CTL) capables de détruire spécifiquement les cellules malignes. De telles «vaccinations »sont actuellement testées en clinique, mais jusqu'à présent elles n'ont pas abouti aux résultats satisfaisants. Pour obtenir une réponse lymphocytaire T cytotoxique antitumorale, la cellule T doit reconnaître un antigène associé à la tumeur, présenté sous forme de peptide dans un complexe majeur d'histocompatibilité de classe I (CHM I). Cependant les cellules tumorales sont peu efficace dans la présentation d'antigène, car souvent elles se caractérisent par une diminution ou une absence d'expression des molécules d'histocompatibilité de classe I, et expriment peu ou pas de molécules d'adhésion et de cytokines costimulatrices. C'est en partie pourquoi, malgré l'induction de fortes réponses CTL spécifiquement dirigés contre des antigènes tumoraux, les régressions tumorales obtenus grâce à ces vaccinations sont relativement rares. Les lymphocytes «invariant Natural Killer T » (iNKT) forment une sous-population particulière de lymphocytes T reconnaissant des antigènes glycolipidiques présentés sur la molécule non-polymorphique CD1d, analogue aux protéines CMH I. Après activation avec le ligand de haute affinité α-galactosylceramide (αGalCer), les cellules iNKT produisent des grandes quantités de la cytokine pro-inflammatoire interferon gamma (IFN-γ) et activent les cellules du système immunitaire inné et acquis, telles que les cellules dendritiques (DC), NK et T. En conséquence, on a montré que les cellules iNKT exercent des activités anti-tumorales et la recherche s'est intéressée à la manipulation de ces cellules pour développer des thérapies anti-tumorales. Néanmoins, le désavantage majeur de l'αGalCer, injecté seul, est qu'une seule dose de ce ligand aboutit à une activation des cellules iNKT de courte durée suivie par un état anergique prolongé, limitant l'utilisation thérapeutique de ce glycolipide. Notre groupe de recherche a donc eu l'idée de développer une nouvelle approche thérapeutique où la réponse immunitaire des cellules iNKT serait prolongée et redirigée vers la tumeur par des anticorps monoclonaux. Concrètement, nous avons produit des molécules récombinantes soluble CD1d (sCD1d) qui, si elles sont chargés avec l'αGalCer (αGalCer/sCDld), aboutissent à une activation prolongée des cellules iNKT et NK associée avec la sécrétion d'IFN-γ et la maturation des cellules DC. Plus important, si la molécule αGalCer/sCD1d est fusionnée avec un fragment single-chain (scFv) de l'anticorps anti-HER2, la réponse immunitaire est redirigée à la tumeur pour autant que les cellules cancéreuses expriment l'antigène HER2. Les molécules αGalCer/sCDld ainsi présentées activent les lymphocytes iNKT. Avec cette stratégie, on observe une importante inhibition de métastases expérimentales aux poumons et de tumeurs sous-cutanées, même lorsque le traitement systémique est commencé 2 à 7 jours après la greffe des cellules de mélanome B16 transfectées avec l'antigène HER2. Dans les mêmes conditions le traitement avec l'αGalCer seul est inefficace. L'activité anti-tumorale de la protéine sCDld-anti-HER2 est associée à son accumulation spécifique dans des tumeurs exprimant le HER2 ainsi qu'avec une accumulation des cellules iNKT, NK et T à la tumeur. En conclusion, l'activation prolongée des cellules iNKT redirigées à la tumeur par des molécules récombinantes αGalCer/sCD1d conduit à l'activation de la réponse innée et adaptative au site tumoral, offrant une nouvelle stratégie prometteuse d'immunothérapie contre le cancer.

Pyelonephritic Escherichia coli expressing P fimbriae decrease immune response of the mouse kidney.

P fimbriae are proteinaceous appendages on the surface of Escherichia coli bacteria that mediate adherence to uroepithelial cells. E. coli that express P fimbriae account for the majority of ascending urinary tract infections in women with normal urinary tracts. The hypothesis that P fimbriae on uropathic E. coli attach to renal epithelia and may regulate the immune response to establish infection was investigated. The polymeric Ig receptor (pIgR), produced by renal epithelia, transports IgA into the urinary space. Kidney pIgR and urine IgA levels were analyzed in a mouse model of ascending pyelonephritis, using E. coli with (P+) and without (P-) P fimbriae, to determine whether P(+) E. coli regulate epithelial pIgR expression and IgA transport into the urine. (P+) E. coli establish infection and persist to a greater amount than P(-) E. coli. P(+)-infected mice downregulate pIgR mRNA and protein levels compared with P(-)-infected or PBS controls at &gt; or =48 h. The decrease in pIgR was associated with decreased urinary IgA levels in the P(+)-infected group at 48 h. pIgR mRNA and protein also decline in P(+) E. coli-infected LPS-hyporesponsive mice. These studies identify a novel virulence mechanism of E. coli that express P fimbriae. It is proposed that P fimbriae decrease pIgR expression in the kidney and consequently decrease IgA transport into the urinary space. This may explain, in part, how E. coli that bear P fimbriae exploit the immune system of human hosts to establish ascending pyelonephritis.

Early antibiotic administration affects the gut barrier function and the immune response to oral antigen in suckling rats

Abstract: The increasingly high hygienic standards characterizing westernized societies correlate with an increasingly high prevalence of allergic disease. Initially based on these observations, the hygiene hypothesis postulates that reduced microbial stimulation during infancy impairs the immune system development and increases the risk of allergy. Moreover, there is increasing evidence that the crosstalk existing between the intestine and the resident microbiota is crucial for gut homeostasis. In particular, bacterial colonization of the gut affects the integrity of the gut barrier and stimulates the development of the gut associated immune tissue, both phenomena being essential for the immune system to mount a controlled response to food antigens. Therefore, alterations in the microbial colonization process, by compromising the barrier homeostasis, may increase the risk of food allergy. In this context, antibiotic treatment, frequently prescribed during infancy, affects gut colonization by bacteria. However, little is known about the impact of alterations in the colonization process on the maturation of the gut barrier and on the immunological response to oral antigens. The objective of this work was to determine the impact of a commercial antibiotic preparation employed in pediatric settings on the gut barrier status at the critical period of the suckling/weaning transition and to evaluate the physiological consequences of this treatment in terms of immune response to food antigens. We established an antibiotic-treated suckling rat model relevant to the pediatric population in terms of type, dose and route of administration of the antibiotic and of changes in the patterns of microbial colonization. Oral tolerance to a novel luminal antigen (ovalbumin) was impaired when the antigen was introduced during antibiotic treatment. These results paralleled to alterations in the intestinal permeability to macromolecules and reduced intestinal expression of genes coding for the major histocomptatibility complex II molecules, which suggest a reduced capacity of antigen handling and presentation in the intestine of the antibiotic-treated animals. In addition, low luminal IgA levels and reduced intestinal expression of genes coding for antimicrobial proteins suggest that protection against pathogens was reduced under antibiotic treatment. In conclusion, we observed in suckling rats that treatment with abroad-spectrum antibiotic commonly used in pediatric practices reduced the capacity of the immune system to develop tolerance. The impact of the antibiotic treatment on the immune response to the antigen-was likely mediated by the alterations of the gut microbiota, through impairment in the mechanisms of antigen handling and presentation. This work reinforces the body of data supporting a key role of the intestinal microbiota modulating the risk of allergy development and leads us to propose that the introduction of new food antigens should be avoided during antibiotic treatment in infants. Résumé: L'augmentation du niveau d'hygiène caractérisant les sociétés occidentales semble être fortement corrélée avec l'augmentation des cas d'allergie dans ces pays. De cette observation est née l'hypothèse qu'une diminution des stimuli microbiens pendant l'enfance modifie le développement du système immunitaire augmentant ainsi le risque d'allergie. En ce sens, un nombre croissant de données indiquent que les interactions existant entre l'intestin et les bactéries résidantes sont cruciales pour l'équilibre du système. En effet, la présence de bactéries dans l'intestin affecte l'intégrité de sa fonction de barrière et stimule le développement du système immunitaire intestinal. Ces deux paramètres étant essentiels à la mise en place d'une réponse contrôlée vis à vis d'un antigène reçu oralement, toute modification du processus naturel de colonisation compromettant l'équilibre intestinal pourrait augmenter le risque d'allergie. Les traitements aux antibiotiques, fréquemment prescrits en pédiatrie, modifient de façon conséquente le processus de colonisation bactérienne. Cependant peu de données existent concernant l'impact d'une altération du processus de colonisation sur la maturation de la barrière intestinale et de la réponse immunitaire dirigée contre un antigène. L'objectif de ce travail était de déterminer l'impact d'un antibiotique commercial et employé en pédiatrie sur l'état de la barrière intestinale au moment critique du sevrage et d'évaluer les conséquences physiologiques d'un tel traitement sur la réponse immune à un antigène alimentaire. Nous avons mis en place un modèle de rats allaités, traités à l'antibiotique, le plus proche possible des pratiques pédiatriques, en terme de nature, dose et voie d'administration de l'antibiotique. Nous avons constaté que l'établissement de la tolérance orale à un nouvel antigène (l'ovalbumine) est altéré quand celui-ci est donné pour la première fois au cours du traitement antibiotique. Ces résultats coïncident avec une diminution de la perméabilité intestinale aux macromolécules, ainsi qu'avec une diminution de l'expression des gènes codant pour les molécules du complexe majeur d'histocomptatibilité de classe II, suggérant une modification de l'apprêtement et de la présentation de l'antigène au niveau intestinal chez les rats traités à l'antibiotique. De plus, un faible taux d'IgA et une diminution de l'expression des gènes codant pour des protéines antimicrobiennes, observés après l'administration d'antibiotique, laissent à penser que la protection contre un pathogène est diminuée lors d'un traitement antibiotique. En conclusion, nous avons observé qu'un traitement antibiotique à large spectre d'activité, couramment utilisé en pédiatrie, réduit la capacité d'induction de la tolérance orale chez le rat allaité. L'impact du traitement antibiotique sur la réponse immune semble induite par l'altération de la flore intestinale via son effet sur les mécanismes d'apprêtement et de présentation de l'antigène. Ce travail renforce l'ensemble des données existantes qui accorde à la flore intestinale un rôle clef dans la modulation du risque de développement d'allergie et nous amène à recommander d'éviter l'introduction d'un nouvel aliment lorsqu'un enfant est traité aux antibiotiques.

Aging of myelinating glial cells predominantly affects lipid metabolism and immune response pathways.

Both the central and the peripheral nervous systems are prone to multiple age-dependent neurological deficits, often attributed to still unknown alterations in the function of myelinating glia. To uncover the biological processes affected in glial cells by aging, we analyzed gene expression of the Schwann cell-rich mouse sciatic nerve at 17 time points throughout life, from day of birth until senescence. By combining these data with the gene expression data of myelin mouse mutants carrying deletions of either Pmp22, SCAP, or Lpin1, we found that the majority of age-related transcripts were also affected in myelin mutants (54.4%) and were regulated during PNS development (59.5%), indicating a high level of overlap in implicated molecular pathways. The expression profiles in aging copied the direction of transcriptional changes observed in neuropathy models; however, they had the opposite direction when compared with PNS development. The most significantly altered biological processes in aging involved the inflammatory/immune response and lipid metabolism. Interestingly, both these pathways were comparably changed in the aging optic nerve, suggesting that similar biological processes are affected in aging of glia-rich parts of the central and peripheral nervous systems. Our comprehensive comparison of gene expression in three distinct biological conditions including development, aging, and myelin disease thus revealed a previously unanticipated relationship among themselves and identified lipid metabolism and inflammatory/immune response pathways as potential therapeutical targets to prevent or delay so far incurable age-related and inherited forms of neuropathies.

Immune response to mouse mammary tumor virus in mice lacking the alpha/beta interferon or the gamma interferon receptor.

Mouse mammary tumor virus (MMTV) is a retrovirus which induces a strong immune response and a dramatic increase in the number of infected cells through the expression of a superantigen (SAg). Many cytokines are likely to be involved in the interaction between MMTV and the immune system. In particular, alpha/beta interferon (IFN-alpha/beta) and gamma interferon (IFN-gamma) exert many antiviral and immunomodulatory activities and play a critical role in other viral infections. In this study, we have investigated the importance of interferons during MMTV infection by using mice with a disrupted IFN-alpha/beta or IFN-gamma receptor gene. We found that the SAg response to MMTV was not modified in IFN-alpha/betaR(0/0) and IFN-gammaR(0/0) mice. This was true both for the early expansion of B and T cells induced by the SAg and for the deletion of SAg-reactive cells at later stages of the infection. In addition, no increase in the amount of proviral DNA was detected in tissues of IFN-alpha/betaR(0/0) and IFN-gammaR(0/0) mice, suggesting that interferons are not essential antiviral defense mechanisms during MMTV infection. In contrast, IFN-gammaR(0/0) mice had increased amounts of IL-4 mRNA and an altered usage of immunoglobulin isotypes with a reduced frequency of IgG2a- and IgG3-producing cells. This was associated with lower titers of virus-specific antibodies in serum early after infection, although efficient titers were reached later.

Role of the immune response induced by superantigens in the pathogenesis of microbial infections.

Superantigens (SAgs) are microbial proteins which have potent effects on the immune system. They are presented by major histocompatibility complex (MHC) class II molecules and interact with a large number of T cells expressing specific T cell receptor V beta domains. Encounter of a SAg leads initially to the stimulation and subsequently to the clonal deletion of reactive T cells. SAgs are expressed by a wide variety of microorganisms which use them to exploit the immune system to their own advantage. Bacterial SAgs are exotoxins which are linked to several diseases in humans and animals. A classical example is the toxic shock syndrome in which the massive release of cytokines by SAg-reactive cells is thought to play a major pathogenic role. The best characterized viral SAg is encoded by mouse mammary tumour virus (MMTV) and has proved to have a major influence on the viral life cycle by dramatically increasing the efficiency of viral infection. In this paper, we review the general properties of SAgs and discuss the different types of microorganisms which produce these molecules, with a particular emphasis on the role played by the SAg-induced immune response in the course of microbial infections.