Characterization of tumor antigen specific CD8+ T cells and semi-invariant Vα24/Vβ11 NKT cells in tumor invaded liver

Summary: Detailed knowledge on tumor antigen expression and specific immune cells is required for a rational design of immunotherapy for patients with tumor invaded liver. In this study, we confirmed that Cancer/Testis (CT) tumor-associated antigens are frequently expressed in hepatocellular carcinoma (HCC) and searched for the presence of CD8+ T cells specific for these antigens. In 2/10 HLA-A2+ patients with HCC, we found that MAGE-A10 and/or SSX-2 specific CD8+ T cells naturally responded to the disease, since they were enriched in tumor lesions but not in non-tumoral liver. Isolated T cells specifically and strongly killed tumor cells in vitro, suggesting that these CTL were selected in vivo for high avidity antigen recognition, providing the rational for specific immunotherapy of HCC, based on immunization with CT antigens such as MAGE-Al 0 and SSX-2. Type 1 NKT cells express an invariant TCR α chain (Vα24.1α18, paired with Vβ11 in human) and share a specific reactivity to αGalactosylceramide (αGC) presented by CD1d. These cells can display paradoxical immuno-regulatory properties including strong anti-tumor effects upon αGC administration in murine models. To understand why NKT cells were not sufficiently protective against tumor development in patients with tumor invaded liver, we characterized the diversity of Vα24/Vβ11 NKT cells in healthy donors (HD) and cancer patients: NKT cells from HD and patients were generally diverse in terms of TCR β chain (Vβ11) variability and NKT cells from HD showed a variable recognition of αGC loaded CD 1 d multimers. Vα24/ Vβ11 NKT cells can be divided in 3 populations, the CD4, DN (CD4-/CD8-) and CD8 NKT cell subsets that show distinct ability of cytokine production. In addition, our functional analysis revealed that DN and CD8 subsets displayed a higher cytolytic potential and a weaker IFNγ release than the CD4 NKT cell subset. NKT cell subsets were variably represented in the blood of HD and cancer patients. However, HD with high NKT cell frequencies displayed an enrichment of the DN and CD8 subsets, and few of them were suggestive of an oligoclonal expansion in vivo. Comparable NKT cell frequencies were found between blood, non-tumoral liver and tumor of patients. In contrast, we identified a gradual enrichment of CD4 NKT cells from blood to the liver and to the tumor, together with a decrease of DN and CD8 NKT cell subsets. Most patient derived NKT cells were unresponsive upon αGalactosylceramide stimulation ex vivo; NKT cells from few patients displayed a weak responsiveness with different cytokine polarization. The NKT cell repertoire was thus different in tumor tissue, suggesting that CD4 NKT cells infiltrating tumors may be detrimental for protection against tumors and instead may favour the tumor growth/recurrence as recently reported in mice. Résumé en français scientifique : Afin de développer le traitement des patients porteurs d'une tumeur dans le foie par immunothérapie, de nouvelles connaissances sont requises concernant l'expression d'antigènes par les tumeurs et les cellules immunitaires spécifiques de ces antigènes. Nous avons vérifié que des antigènes associés aux tumeurs, tels que les antigènes « Cancer-Testis » (CT), sont fréquemment exprimés par le carcinome hepatocéllulaire (CHC). La recherche de lymphocytes T CD8+ spécifiques (CTL) de ces antigènes a révélé que des CTL spécifiques de MAGE-A10 et/ou SSX-2 ont répondu naturellement à la tumeur chez 2/10 patients étudiés. Ces cellules étaient présentes dans les lésions tumorales mais pas dans le foie adjacent. De plus, ces CTL ont démontré une activité cytolytique forte et spécifique contre les cellules tumorales in vitro, ce qui suggère que ces CTL ont été sélectionnés pour une haute avidité de reconnaissance de l'antigène in vivo. Ces données fournissent une base pour l'immunothérapie spécifique du CHC, en proposant de cibler les antigènes CT tels que MAGE-A10 ou SSX-2. Les cellules NKT de type 1 ont une chaîne α de TCR qui est invariante (chez l'homme, Vα24Jα18, apparié avec Vβ11) et reconnaissent spécifiquement l'αGalactosylceramide (αGC) présenté par CD1d. Ces cellules ont des propriétés immuno¬régulatrices qui peuvent être parfois contradictoires et leur activation par l'αGC induit une forte protection anti-tumorale chez la souris: Afin de comprendre pourquoi ces cellules ne sont pas assez protectrices contre le développement des tumeurs dans le foie chez l'homme, nous avons étudié la diversité des cellules NKT Vα24/Vβ11 d'individus sains (IS) et de patients cancéreux. Les cellules NKT peuvent être sous-divisées en 3 populations : Les CD4, DN (CD4- /CD8-) ou CDS, qui ont la capacité de produire des cytokines différentes. Nos analyses fonctionnelles ont aussi révélé que les sous-populations DN et CD8 ont un potentiel cytolytique plus élevé et une production d'IFNγ plus faible que la sous-population CD4. Ces sous-populations sont représentées de manière variable dans le sang des IS ou des patients. Cependant, les IS avec un taux élevé de cellules NKT ont un enrichissement des sous- populations DN ou CDS, et certains suggèrent qu'il s'agit d'une expansion oligo-clonale in vivo. Les patients avaient des fréquences comparables de cellules NKT entre le sang, le foie et la tumeur. Par contre, la sous-population CD4 était progressivement enrichie du sang vers le foie et la tumeur, tandis que les sous-populations DN ou CD8 était perdues. La plupart des cellules NKT des patients ne réagissaient pas lors de stimulation avec l'αGC ex vivo et les cellules NKT de quelques patients répondaient faiblement et avec des polarisations de cytokines différentes. Ces données suggèrent que les cellules NKT CD4, prédominantes dans les tumeurs, sont inefficaces pour la lutte anti-tumorale et pourraient même favoriser la croissance ou la récurrence tumorale. Donc, une mobilisation spécifique des cellules NKT CD4 négatives par immunothérapie pourrait favoriser l'immunité contre des tumeurs chez l'homme. Résumé en français pour un large public Au sein des globules blancs, les lymphocytes T expriment un récepteur (le TCR), qui est propre à chacun d'entre eux et leur permet d'accrocher de manière très spécifique une molécule appelée antigène. Ce TCR est employé par les lymphocytes pour inspecter les antigènes associés avec des molécules présentatrices à la surface des autres cellules. Les lymphocytes T CD8 reconnaissent un fragment de protéine (ou peptide), qui est présenté par une des molécules du Complexe Majeur d'Histocompatibilité de classe I et tuent la cellule qui présente ce peptide. Ils sont ainsi bien adaptés pour éliminer les cellules qui présentent un peptide issu d'un virus quand la cellule est infectée. D'autres cellules T CD8 reconnaissent des peptides comme les antigènes CT, qui sont produits anormalement par les cellules cancéreuses. Nous avons confirmé que les antigènes CT sont fréquemment exprimés par le cancer du foie. Nous avons également identifié des cellules T CD8 spécifiques d'antigènes CT dans la tumeur, mais pas dans le foie normal de 2 patients sur 10. Cela signifie que ces lymphocytes peuvent être naturellement activés contre la tumeur et sont capables de la trouver. De plus les lymphocytes issus d'un patient ont démontré une forte sensibilité pour reconnaître l'antigène et tuent spécifiquement les cellules tumorales. Les antigènes CT représentent donc des cibles intéressantes qui pourront être intégrés dans des vaccins thérapeutiques du cancer du foie. De cette manière, les cellules T CD8 du patient lui-même pourront être induites à détruire de manière spécifique les cellules cancéreuses. Un nouveau type de lymphocytes T a été récemment découvert: les lymphocytes NKT. Quand ils reconnaissent un glycolipide présenté par la molécule CD1d, ils sont capables, de manière encore incomprise, d'initier, d'augmenter, ou à l'inverse d'inhiber la défense immunitaire. Ces cellules NKT ont démontré qu'elles jouent un rôle important dans la défense contre les tumeurs et particulièrement dans le foie des souris. Nous avons étudié les cellules NKT de patients atteints d'une tumeur dans le foie, afin de comprendre pourquoi elles ne sont pas assez protectrice chez l'homme. Les lymphocytes NKT peuvent être sous-divisés en 3 populations: Les CD4, les DN (CD4-/CD8-) et les CD8. Ces 3 classes de NKT peuvent produire différents signaux chimiques appelés cytokines. Contrairement aux cellules NKT DN ou CDS, seules les cellules NKT CD4 sont capables de produire des cytokines qui sont défavorables pour la défense anti-tumorale. Par ailleurs nous avons trouvé que les cellules NKT CD4 tuent moins bien les cellules cancéreuses que les cellules NKT DN ou CD8. L'analyse des cellules NKT, fraîchement extraites du sang, du foie et de la tumeur de patients a révélé que les cellules NKT CD4 sont progressivement enrichies du sang vers le foie et la tumeur. La large prédominance des NKT CD4 à l'intérieur des tumeurs suggère que, chez l'homme, ces cellules sont inappropriées pour la lutte anti-tumorale. Par ailleurs, la plupart des cellules NKT de patients n'étaient pas capables de produire des cytokines après stimulation avec un antigène. Cela explique également pourquoi ces cellules ne protègent pas contre les tumeurs dans le foie.

Alteration in neuromuscular function after a 5 km running time trial.

The aim of this study was to characterize the effect of a 5 km running time trial on the neuromuscular properties of the plantar flexors. Eleven well-trained triathletes performed a series of neuromuscular tests before and immediately after the run on a 200 m indoor track. Muscle activation (twitch interpolation) and normalized EMG activity were assessed during maximal voluntary contraction (MVC) of plantar flexors. Maximal soleus H-reflexes and M-waves were evoked at rest (i.e. H (MAX) and M (MAX), respectively) and during MVC (i.e. H (SUP) and M (SUP), respectively). MVC significantly declined (-27%; P < 0.001) after the run, due to decrease in muscle activation (-8%; P < 0.05) and M (MAX)-normalized EMG activity (-13%; P < 0.05). Significant reductions in M-wave amplitudes (M (MAX): -13% and M (SUP): -16%; P < 0.05) as well as H (MAX)/M (MAX) (-37%; P < 0.01) and H (SUP)/M (SUP) (-25%; P < 0.05) ratios occurred with fatigue. Following exercise, the single twitch was characterized by lower peak torque (-16%; P < 0.001) as well as shorter contraction (-19%; P < 0.001) and half-relaxation (-24%; P < 0.001) times. In conclusion, the reduction in plantar flexors strength induced by a 5 km running time trial is caused by peripheral adjustments, which are attributable to a failure of the neuromuscular transmission and excitation-contraction coupling. Fatigue also decreased the magnitude of efferent motor outflow from spinal motor neurons to the plantar flexors and part of this suboptimal neural drive is the result of an inhibition of soleus motoneuron pool reflex excitability.

High antigen concentration inhibits T cell proliferation but not interleukin 2 production: examination of limiting dilution microcultures and T cell clones.

The effect of high antigen dose on the activation of cytochrome c peptide-primed lymph node cells was determined in several strains of mice by a limiting dilution analysis. It was found that proliferation of cytochrome c peptide-specific T cells was completely inhibited at high antigen concentration in C57BL/6 but only partially in DBA mice and had no effect in SJL mice. Clones derived from DBA mice showed a differential capacity to be inhibited by high antigen dose. On the other hand, interleukin 2 production by these clones was not impaired regardless of the antigen concentrations used.

Prismatic adaptation changes visuospatial representation in the inferior parietal lobule.

Prismatic adaptation has been shown to induce a realignment of visuoproprioceptive representations and to involve parietocerebellar networks. We have investigated in humans how far other types of functions known to involve the parietal cortex are influenced by a brief exposure to prismatic adaptation. Normal subjects underwent an fMRI evaluation before and after a brief session of prismatic adaptation using rightward deviating prisms for one group or after an equivalent session using plain glasses for the other group. Activation patterns to three tasks were analyzed: (1) visual detection; (2) visuospatial short-term memory; and (3) verbal short-term memory. The prismatic adaptation-related changes were found bilaterally in the inferior parietal lobule when prisms, but not plain glasses, were used. This effect was driven by selective changes during the visual detection task: an increase in neural activity was induced on the left and a decrease on the right parietal side after prismatic adaptation. Comparison of activation patterns after prismatic adaptation on the visual detection task demonstrated a significant increase of the ipsilateral field representation in the left inferior parietal lobule and a significant decrease in the right inferior parietal lobule. In conclusion, a brief exposure to prismatic adaptation modulates differently left and right parietal activation during visual detection but not during short-term memory. Furthermore, the visuospatial representation within the inferior parietal lobule changes, with a decrease of the ipsilateral hemifield representation on the right and increase on the left side, suggesting thus a left hemispheric dominance.

RXR: from partnership to leadership in metabolic regulations.

Vitamin A signaling occurs through nuclear receptors recognizing diverse forms of retinoic acid (RA). The retinoic acid receptors (RARs) bind all-trans RA and its 9-cis isomer (9-cis RA). They convey most of the activity of RA, particularly during embryogenesis. The second subset of receptors, the rexinoid receptors (RXRs), binds 9-cis RA only. However, RXRs are obligatory DNA-binding partners for a number of nuclear receptors, broadening the spectrum of their biological activity to the corresponding nuclear receptor-signaling pathways. The present chapter more particularly focuses on RXR-containing transcriptional complexes for which RXR is not only a structural component necessary for DNA binding but also acts as a ligand-activated partner. After positioning RXR among the nuclear receptor superfamily in the first part, we will give an overview of three major signaling pathways involved in metabolism, which are sensitive to RXR activation: LXR:RXR, FXR:RXR, and PPAR:RXR. The third and last part is focused on RXR signaling and its potential role in metabolic regulation. Indeed, while the nature of the endogenous ligand for RXR is still in question, as we will discuss herein, a better understanding of RXR activities is necessary to envisage the potential therapeutic applications of synthetic RXR ligands.

The mechanisms of inflammation in gout and pseudogout (CPP-induced arthritis).

Recent advances have stimulated new interest in the area of crystal arthritis, as microcrystals can be considered to be endogenous "danger signals" and are potent stimulators of immune as well as non-immune cells. The best known microcrystals include urate (MSU), and calcium pyrophosphate (CPP) crystals, associated with gout and pseudogout, respectively. Acute inflammation is the hallmark of the acute tissue reaction to crystals in both gout and pseudogout. The mechanisms leading to joint inflammation in these diseases involve first crystal formation and subsequent coating with serum proteins. Crystals can then interact with plasma cell membrane, either directly or via membrane receptors, leading to NLRP3 activation, proteolytic cleavage and maturation of pro-interleukin-1β (pro-IL1β) and secretion of mature IL1β. Once released, this cytokine orchestrates a series of events leading to endothelial cell activation and neutrophil recruitment. Ultimately, gout resolution involves several mechanisms including monocyte differentiation into macrophage, clearance of apoptotic neutrophils by macrophages, production of Transforming Growth Factor (TGF-β) and modification of protein coating on the crystal surface. This review will examine these different steps.