Analysis of antiviral immunity in primary and chronic infections

Several evidences in humans underscored the contribution of CD4 and CD8 T-cell responses in controlling viral and bacterial infections. However, CD4 and CD8 Τ cells have distinct and specific effector functions leading to a hierarchical importance in responding to different types of pathogens. In this context, the present work aimed to investigate distinct CD8 T-cell features potentially influencing T-cell efficacy against viral infection. To achieve this-objective, CD8 Τ cells derived from HIV-infected patients and healthy donors harbouring virus-specific immune responses or immunized with an HTV vaccine candidate were studied. In particular, we performed a comprehensive cross-sectional and longitudinal analysis to characterize the function, the phenotype and the functional avidity of HIV-specific CD8 Τ cells during acute (PHI) and chronic infection and, in particular, we investigated immunological parameters potentially associated with the functional avidity of HIV-specific CD8 Τ cells. In addition, we studied the expression pattern of co-inhibitory molecules and the influence of CD 160 on the functions of CD8 Τ cells in absence of chronic infections. From these analyses we observed that the functional avidity of HIV-specific CD8 T- cell responses was significantly lower in acute than in chronic infection, but was not different between chronic progressive and non-progressive patients. Functional avidity remained low after several years of antiretroviral therapy in PHI patients, but increased in patients experiencing a virus rebound following treatment interruption in association with a massive renewal of the global CD8 complementarity-determining region 3 of the TCR. The functional avidity was also directly associated to T-cell exhaustion. In individuals with no sign of HIV or Hepatitis A, Β or C virus infection, CD8 Τ cells expressed higher levels of co-inhibitory molecules than CD4 Τ cells and this was dependent on the stage of T-cell differentiation and activation. The expression of CD 160 impaired the proliferation capacity and IL-2 production of CD8 Τ cells and was reduced upon CD8 T-cell activation, entitling CD 160 as unique marker of CD8 T-cell exhaustion. The CD 160 blockade restored the proliferation capacity of virus-specific CD8 Τ cells providing a potential new target for immunotherapy. All together, these results expand our knowledge regarding the interplay between the immune system and the viruses. - De nombreuses études chez l'Homme ont mis en évidence la contribution des réponses cellulaires Τ CD4 et CD8 dans le contrôle des infections virales et bactériennes. En particulier, les lymphocytes Τ ont différentes fonctions effectrices spécifiques qui leur confèrent un rôle clé lors d'infections par différents pathogènes. Ce travail vise à étudier différentes caractéristiques des cellules Τ CD8 affectant l'efficacité des réponses cellulaires contre les virus. Pour atteindre cet objectif nous avons étudié les cellules Τ CD8 provenant de patients infectés par le VIH et de donneurs sains avec des réponses immunitaires naturelles ou vaccinales contre des virus. Nous avons effectué plusieurs analyses transversales et longitudinales des fonctions, du phénotype et de l'avidité fonctionnelle des lymphocytes Τ CD8 spécifiques au VIH au cours d'infections aiguës et chroniques; en particulier, nous avons étudié les paramètres immunologiques qui pourraient être associés à l'avidité fonctionnelle. De plus, nous avons investigué le profil d'expression des principales molécules co-inhibitrices et en particulier le rôle du CD 160 dans les fonctions des lymphocytes Τ CD8. Sur la base de ces analyses, nous avons constaté que l'avidité fonctionnelle des cellules Τ CD8 spécifiques au VIH était significativement plus faible lors infections aiguës que lors d'infections chroniques, mais n'était, par contre, pas différente entre les patients avec des infections chroniques progressives et non progressives. L'avidité fonctionnelle reste faible après plusieurs années de traitement antirétroviral, mais augmente chez les patients subissant un rebond viral, et donc exposés à des hautes virémies, suite à l'interruption du traitement. Cette augmentation d'avidité des lymphocytes Τ CD8, liée à un épuisement fonctionnel accru, était quantitativement directement associée à un renouvellement massif du TCR. Indépendamment de l'infection par le VIH, les cellules Τ CD8 expriment des niveaux plus élevés de molécules co-inhibitrices (PD-1, 2B4 et CD 160) par rapport aux cellules Τ CD4 et ceci dépend de leur stade de différenciation et d'activation. En particulier, CD 160 semble être un marqueur clé d'épuisement cellulaire des cellules Τ CD8, et donc une nouvelle cible potentielle pour l'immunothérapie, car a) son expression réduit la capacité proliférative et la production d'IL-2 b) CD 160 diminue suite à 1'activation et c) le blocage de CD 160 redonne la capacité proliférative aux cellules Τ CD8 spécifiques aux virus. - Le système immunitaire est un ensemble de cellules, tissus et organes indispensables pour limiter l'entrée des pathogènes à travers la peau et les muqueuses. Parmi les différentes cellules composant le système immunitaire, les cellules Τ CD4 et CD8 sont fondamentales pour le contrôle des infections virales et bactériennes. Les moyens pour combattre les différents pathogènes peuvent être cependant très variables. Les cellules Τ CD8, qui sont indispensables pour la lutte contre les virus, peuvent avoir différents niveaux de sensibilité; les cellules qui répondent à de faibles quantités d'antigène ont une forte sensibilité. Suite à une première infection virale, les cellules Τ CD8 ont une sensibilité plus faible que lors d'expositions répétées au même virus. En effet, la réexposition au pathogène induit une augmentation de sensibilité, grâce au recrutement et/ou à l'expansion de cellules Τ dotées d'une sensibilité plus élevée. Les cellules Τ CD8 avec une plus haute sensibilité semblent être caractérisées par une perte de fonctionnalité (épuisement fonctionnel associé à une haute expression de molécules dites inhibitrices). En absence d'infection, la fonction des molécules inhibitrices n'est pas encore clairement définie. Les cellules Τ CD8 montrent un niveau d'expression plus élevé de ces molécules par rapport aux cellules Τ CD4. Ceci dépend de l'état des cellules. Parmi ces molécules, le CD160 est associé à l'incapacité des cellules à proliférer et à produire de l'IL-2, une protéine importante pour la prolifération et la survie cellulaire. L'incapacité des cellules exprimant le CD 160 à proliférer en réponse à des virus peut être restaurée par le blocage fonctionnel du récepteur CD 160. Cette étude étoffe notre connaissance du rôle des cellules Τ CD8 ainsi que des conséquences induites par leur épuisement fonctionnel. Ces informations sont fondamentales pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques et vaccinales.

Drosophila intestinal response to bacterial infection: activation of host defense and stem cell proliferation.

Although Drosophila systemic immunity is extensively studied, little is known about the fly's intestine-specific responses to bacterial infection. Global gene expression analysis of Drosophila intestinal tissue to oral infection with the Gram-negative bacterium Erwinia carotovora revealed that immune responses in the gut are regulated by the Imd and JAK-STAT pathways, but not the Toll pathway. Ingestion of bacteria had a dramatic impact on the physiology of the gut that included modulation of stress response and increased stem cell proliferation and epithelial renewal. Our data suggest that gut homeostasis is maintained through a balance between cell damage due to the collateral effects of bacteria killing and epithelial repair by stem cell division. The Drosophila gut provides a powerful model to study the integration of stress and immunity with pathways associated with stem cell control, and this study should prove to be a useful resource for such further studies.

Constitutively active G protein-coupled receptors: potential mechanisms of receptor activation.

Mutations of G protein-coupled receptors can increase their constitutive (agonist-independent) activity. Some of these mutations have been artificially introduced by site-directed mutagenesis, others occur spontaneously in human diseases. The analysis of the constitutively active G protein-coupled receptors has provided important informations about the molecular mechanisms underlying receptor activation and drug action.

Differences in Frontal Activation in Adult Patients with Schizophrenia and in Psychotic Adolescents with Schizophrenic Symptoms in Two Fmri Tasks

Background: Language processing abnormalities and inhibition difficulties are hallmark features of schizophrenia. The objective of this study is to asses the blood oxygenation level-dependent (BOLD) response at two different stages of the illness and compare the frontal activity between adolescents and adults with schizophrenia. Methods: 10 adults with schizophrenia (mean age 31,5 years) and 6 psychotic adolescents with schizophrenic symptoms (mean age 16,2 years) underwent functional magnetic resonance imaging while performing two frontal tasks. Regional activation is compared in the bilateral frontal areas during a covert verbal fluency task (letter version) and a Stroop task (inhibition task). Results: Preliminary results show poorer task performance and less frontal cortex activation during both tasks in the adult group of patients with schizophrenia. In the adolescent patients group, fMRI analysis show significant and larger activity in the left frontal operculum (Broca's area) in the verbal fluency task and greater activity in the medium cingulate during the inhibition phase of the Stroop task. Conclusions: These preliminary findings suggest a decrease of frontal activity in the course of the illness. We assume that schizophrenia contributes to frontal brain activity reduction.

MALT1 and Caspase-10 : two cysteine proteases controlling lymphocyte activation

Τ cell activation via the Τ cell receptor (TCR) through antigen recognition is one of the key steps to initiate the adaptive immune response. The mechanisms controlling TCR-induced signaling pathways are the subject of intense research, since deregulated signaling in lymphocytes can lead to immunodeficiency, autoimmunity or lymphomas. In Τ lymphocytes a complex composed of CARMA1, BCL10 and MALT1 has been identified to receive signals from TCR proximal events and to induce further signals crucial for Τ cell activation. MALT1 is scaffold protein and a cysteine protease and both functions have been shown, among other effects, to be crucial to initiate the activation of the transcription factors of the nuclear factor κΒ (NF-κΒ) family after TCR-stimulation. Several proteolytic targets have been described recently and all of them play roles in modulating NF-κΒ activation or other aspects of Τ cell activation. In this study, we describe a novel target of MALT1, Caspase-10. Two isoforms of Caspase-10 are cleaved by MALTI in Τ and Β cells after antigen receptor stimulation. Caspases are a family of cysteine proteases that are known for their roles in cell death and certain immune functions. Caspase-10 has so far only been reported to be involved in the induction of apoptosis. However it is very closely related to the well-characterized Caspase-8 that has been reported to be involved in Τ cell activation. In the present study, we describe a crucial role for Caspase-10, but not Caspase-8, in Τ cell activation after TCR stimulation. Jurkat Τ cells silenced for Caspase-10 expression exhibit a dramatic reduction in IL-2 production following stimulation. The data obtained revealed that this is due to severely reduced activation of activator protein-1 (AP-1), another transcription factor family with key functions in the process of Τ cell activation. We observed strongly reduced expression levels of the AP-1 family member c-Fos after Τ cell stimulation. This transcription factor is expressed upon TCR stimulation and is a crucial component of AP-1 transcription factor dimers required for Τ cell activation. In further analysis, it was shown that this defect is not based on reduced transcription, as the c-Fos mRNA levels are not altered, but rather seems to be caused by a defect in translation or protein stability in the absence of Caspase-10. Furthermore, we report a potential interaction of the c-Fos protein and Caspsae-10. This role of Caspase-10 in AP-1 activation however is independent of its cleavage by MALT1, leaving the role of Caspase-10 cleavage in activated lymphocytes unclear. Taken together, these results give new insights into the complex matter of lymphocyte activation whose understanding is crucial for the development of new drugs modulating the immune response or inhibiting lymphoma progression.

Why human islets die? analysis of death signaling pathways during isolation and following cytokine treatments

RESUME Le diabète de type 1 se définit comme un désordre métabolique d'origine auto-immune qui aboutit à la destruction progressive et sélective de la cellule ß-pancréatique sécrétrice d'insuline. Cette maladie représente 10 % des cas de diabète enregistrés dans la population mondiale, et touche les jeunes de moins de 20 ans. Le traitement médical par insulinothérapie corrige le manque d'hormone mais ne prévient pas les nombreuses complications telles que les atteintes cardiaques, neurologiques, rénales, rétiniennes, et les amputations que la maladie provoque. Le remplacement de la cellule ß par transplantation d'îlots de Langerhans est une alternative prometteuse au traitement médical du diabète de type 1. Cependant la greffe d'îlots est encore un traitement expérimental et ne permet pas un contrôle efficace de la glycémie au long terme chez les patients transplantés, et les raisons de cet échec restent mal comprises. L'obstacle immédiat qui se pose est la purification d'un nombre suffisant d'îlots viables et la perte massive de ces îlots dans les premières heures suite à la greffe. Cette tendance presque systématique de la perte fonctionnelle du greffon immédiatement après la transplantation est connue sous le terme de « primary graft non-function » (PNF). En effet, la procédure d'isolement des îlots provoque la destruction des composantes cellulaires et non cellulaires du tissu pancréatique qui jouent un rôle déterminant dans le processus de survie de l'îlot. De plus, la transplantation elle-même expose les cellules à différents stress, notamment le stress par les cytokines inflammatoires qui encourage la mort cellulaire par apoptose et provoque par la suite le rejet de la greffe. L'ensemble de ces mécanismes aboutit a une perte de la masse d'îlot estimée a plus de 60%. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à définir les voies majeures de stress qui régissent cette perte massive d'îlot par apoptose lors du processus d'isolement et suite à l'exposition immédiate aux cytokines. L'ensemble des résultats obtenus indique que plusieurs voies de signalisation intracellulaire sont recrutées qui s'activent de manière maximale très tôt lors des premières phases de l'isolement. La mise en culture des îlots deux jours permet aux voies activées de revenir aux taux de base. De ce fait nous proposons une stratégie dite de protection qui doit être 1) initiée aussitôt que possible lors de l'isolement des îlots pancréatiques, 2) devrait probablement bloquer l'activation de ces différentes voies de stress mis en évidence lors de notre étude et 3) devrait inclure la mise en culture des îlots purifiés deux jours après l'isolement et avant la transplantation. RESUME LARGE PUBLIC Le diabète est une maladie qui entraîne un taux anormalement élevé de sucre (glucose) dans le sang du à une insuffisance du pancréas endocrine à produire de l'insuline, une hormone qui régule la glycémie (taux de glucose dans le sang). On distingue deux types majeurs de diabètes; le diabète de type 1 ou juvénile ou encore appelé diabète maigre qui se manifeste souvent pendant l'enfance et qui se traduit par une déficience absolue en insuline. Le diabète de type 2 ou diabète gras est le plus fréquent, et touche les sujets de plus de 40 ans qui souffrent d'obésité et qui se traduit par une dysfonction de la cellule ß avec une incapacité à réguler la glycémie malgré la production d'insuline. Dans le diabète de type 1, la destruction de la cellule ß est programmée (apoptose) et est majoritairement provoquée par des médiateurs inflammatoires appelés cytokines qui sont produites localement par des cellules inflammatoires du système immunitaire qui envahissent la cellule ß-pancréatiques. Les cytokines activent différentes voies de signalisation parmi lesquelles on distingue celles des Mitogen-Activated Protein Kinase (MAPKs) composées de trois familles de MAPKs: ERK1/2, p38, et JNK, et la voie NF-κB. Le traitement médical par injections quotidiennes d'insuline permet de contrôler la glycémie mais ne prévient pas les nombreuses complications secondaires liées à cette maladie. La greffe d'îlots de Langerhans est une alternative possible au traitement médical, considérée avantageuse comparée a la greffe du pancréas entier. En effet l'embolisation d'îlots dans le foie par injection intraportale constitue une intervention simple sans complications majeures. Néanmoins la technique de préparation d'îlots altère la fonction endocrine et cause la perte massive d'îlots pancréatiques. De plus, la transplantation elle-même expose la cellule ß à différents stress, notamment le stress par les cytokines inflammatoires qui provoque le rejet de greffon cellulaire. Dans la perspective d'augmenter les rendements des îlots purifiés, nous nous sommes intéressés à définir les voies majeures de stress qui régissent cette perte massive d'îlot lors du processus d'isolement et suite à l'exposition immédiate aux cytokines après transplantation. L'ensemble de ces résultats indique que le stress induit lors de l'isolement des îlots et celui des cytokines recrute différentes voies de signalisation intracellulaire (JNK, p38 et NF-κB) qui s'additionnent entre-elles pour altérer la fonction et la viabilité de l'îlot. De ce fait une stratégie doit être mise en place pour bloquer toute action synergique entre ces différentes voies activées pour améliorer la viabilité et la fonction de la cellule ß lors du greffon cellulaire. SUMMARY Type 1 diabetes mellitus (T1DM) is an autoimmune disease characterized by the progressive and selective destruction of the pancreatic ß-cells that secrete insulin, leading to absolute insulin deficiency. T1DM accounts for about 10% of all diabetes cases, affecting persons younger than 20 years of age. Medical treatment using daily exogenous insulin injection corrects hormone deficiency but does not prevent devastating complications such as heart attack, neuropathy, kidney failure, blindness, and amputation caused by the disease. Pancreatic islet transplantation (PIT) is one strategy that holds promise to cure patients with T1DM, but purified pancreatic islet grafts have failed to maintain long-term glucose homeostasis in human recipients, the reasons for this failure being still poorly understood. There is however a more immediate problem with islet grafting that is dependent upon poor islet recovery from donors and early islet loss following the first hours of grafting. This tendency of islet grafts to fail to function within a short period after transplantation is termed primary graft non-function (PNF). Indeed, the islet isolation procedure itself destroys cellular and non-cellular components of the pancreas that may play a role in supporting islet survival. Further, islet transplantation exposes cells to a variety of stressful stimuli, notably pro-inflammatory cytokines that encourage ß-cell death by apoptosis and lead to early graft failure. Altogether these mechanisms lead to an estimated loss of 60% of the total islet mass. Here, we have mapped the major intracellular stress signaling pathways that may mediate human islet loss by apoptosis during isolation and following cytokine attack. We found that several stress pathways are maximally activated from the earliest stages of the isolation procedure. Culturing islet for two days allow for the activated pathways to return to basal levels. We propose that protective strategies should 1) be initiated as early as possible during isolation of the islets, 2) should probably target the activated stress pathways that we uncovered during our studies and 3) should include culturing islets for two days post-isolation and prior transplantation.

Activation of the mouse TATA-less and human TATA-containing UDP-glucuronosyltransferase 1A1 promoters by hepatocyte nuclear factor 1.

UDP-glucuronosyltransferase (UGT) 1A1 (UGT1A1) catalyzes the glucuronidation of bilirubin in liver. Among all UGT isoforms identified to date, it is the only relevant bilirubin-glucuronidating enzyme in human. Because glucuronoconjugation is the major route of bilirubin elimination, any genetic alteration that affects bilirubin glucuronosyltransferase activity may result in a more or less severe hyperbilirubinemia. In this study, we report the cloning and characterization of the transcriptional regulation of the mouse UGT1A1 gene. Primary-structure analysis of the mouse Thymidine Adevice promoter revealed marked differences with its human homolog. First, the mouse promoter lacks the highly polymorphic thymidine/adenine repeat occurring in the human promoter, which has been associated with some forms of hyperbilirubinemia. Second, an L1 transposon element, which is absent in the human promoter, is found 480 bp upstream of the transcription start site in mouse. Using the electromobility shift and DNase I footprinting experiments, we have identified a hepatocyte nuclear factor 1-binding site in the mouse UGT1A1 promoter that confers responsiveness to both factors HNF1alpha and HNF1beta in HEK293 cells. Furthermore, we show that this element, which is conserved in the human promoter, also confers strong HNF1 responsiveness to the human UGT1A1 gene. Together, these results provide evidence for a major regulatory function of this liver-enriched transcription factor in UGT1A1 activity in both rodents and human.

Analysis of viral- and tumor antigen-specific CD4 T cell responses in healthy donors and melanoma patients

Résumé Des tentatives pour développer des traitements anti-cancéreux basés sur l'utilisation d'antigènes tumoraux ont commencé il y a plus de 10 ans. Depuis quelques années, un certain intérêt s'est portée sur une sous-population particulière des cellules du système immunitaire, les lymphocytes T CD4. Ces cellules jouent un rôle central dans les réponses immunitaires tant contre les virus que contre les cellules tumorales. Comme d'autres lymphocytes T, ces cellules sont activées de manière spécifique en reconnaissant un morceau d'antigène, appelé peptide. Ces peptides proviennent soit de protéines des cellules de l'hôte, soit des protéines étrangères (virus ou bactéries) soit de cellules transformées (cellules tumorales) et sont présentés aux lymphocytes T par des molécules du soi appelées CMH (complexe majeur d'histocompatibilité). Dans le cas des lymphocytes T CD4, ces molécules sont plus précisément des molécules du CMH de classe II (CMH II). Mis à part l'intérêt porté aux réponses médiées par les lymphocytes T cytotoxiques, un intérêt croissant pour les lymphocytes T CD4 s'est développé à cause de la place centrale qu'occupent ces cellules dans les réponses immunitaires. L'identification d'épitopes présentés par des molécules du CMH de classe II dérivés d'un grand nombre d'antigènes tumoraux, ainsi que le développement de techniques permettant de suivre les réponses immunitaires, offre des opportunités pour étudier de manière quantitative et qualitative les lymphocytes T CD4 spécifiques pour un antigène particulier chez des patients cancéreux. De plus, ces épitopes permettent d'induire des réponses médiées par les lymphocytes T CD4 et CD8 chez ces mêmes patients. Dans ce travail, notre premier but était de valider l'utilisation de multimères formés par des complexes peptide:molécules de CMH de class II (pCMH II) pour quantifier la réponse des cellules T CD4 dirigée contre l'épitope HA307-319 dérivé de la protéine hémaglutinine du virus de la grippe et présenté par HLA-DRB1*0401. En analysant des échantillons provenant de volontaires sains ayant reçus un vaccin contre la grippe, nous avons pu démontrer une expansion et une activation transitoires des lymphocytes T CD4 spécifiques pour le peptide HA307-319 après vaccination. De plus, les multimères pCMH II nous ont permis d'analyser plus en détails hétérogénéité des cellules T CD4 spécifiques pour le peptide HA307-319 présents dans le sang périphérique d'individus sains. Par la suite, notre but a été d'analyser les réponses des lymphocytes T CD4 spécifiques pour l'antigène Melan-A chez des patients atteints de mélanome métastatique. Nous avons tout d'abord démontré la présence de cellules T CD4 spécifiques pour l'épitope Melan-A51-73, présenté par HLA-DRBl*0401, qui avait déjà été préalablement décrit. Ensuite, nous avons décrit et caractérisé 2 nouveaux peptides issus de Melan-A qui sont présentés aux cellules T CD4 par différentes molécules du CMH de clans II. Des cellules spécifiques pour ces deux épitopes ont été trouvées chez 9/ 16 patients analysés. De plus, des multimères pCMH II chargés avec un des épitopes nous ont permis de détecter ex vivo des lymphocytes T CD4 spécifiques pour Melan-A dans le sang périphérique d'un patient atteint de mélanome. Mis ensemble, tous ces résultats suggèrent une potentielle utilisation des multimères pCMH II pour analyser en détail les lymphocytes T CD4 spécifiques d'antigènes définis. Cependant, le suivi ex vivo de telles cellules ne semble être possible que dans des cas bien particuliers. Néanmoins, les nouveaux épitopes issus de Melan-A et présentés par des molécules du CMH de classe II que nous avons décrits dans cette étude aideront à étudier plus en détails les lymphocytes T CD4 spécifiques pour Melan-A chez des patients atteints de mélanome, un sujet d'étude sur lequel peu de résultats sont à ce jour disponibles. Summary Attempts to develop cancer vaccines based on molecularly defined tumorassociated antigens were initiated more than 10 years ago. Apart from CTLmediated anti-tumor immunity, interests are. now focused on CD4 T cells that are central players of immune responses. The identification of MHC class-II-restricted epitopes from numerous tumor antigens together with the development of monitoring tools offers the opportunity to quantitatively and qualitatively study antigen-specific CD4 T lymphocytes in cancer patients and to induce both CTL and T helper responses in cancer patients. In this work, we first aimed at validating the use of peptide:MHC class II complex (pMHC II) multimers to quantitate the CD4 T cell response against the hemagglutinin-derived epitope HAso~-si9 from influenza virus presented by HLA-DRBl*0401. By analysing samples from healthy volunteers vaccinated with ananti-influenza vaccine, we could demonstrate a transient expansion and activation of HA-specific CD4 T cells after treatment. Moreover, pMHC II multimers helped us to study the heterogeneity of HAspecific CD4 T cells found in peripheral blood of healthy individuals. Then, we aimed to analyse Melan-A-specific CD4 T cell responses in metastatic melanoma patients. We first demonstrated the presence of CD4 T cells specific for the previously described Melan-A51_73 epitope presented by HLA-DRB 1 *0401 in peripheral blood of those patients. Second, we described and characterised 2 new Melan-A-derived peptides that are presented by different MHC II molecules to CD4 T cells. Specific cells for these epitopes were found in 9/ 16 rnelánoma patients analysed. In addition, pMHC II multimers loaded with one of the two epitopes allowed us to detect ex vivo Melan-A-specific CD4 T cells in peripheral blood of a melanoma patient. Together, these results suggest a potential use of pMHC II multimers in analysing in detail antigen-specific CD4 T cells. However, ex vivo monitoring of such cells will be possible only in particular conditions. Nevertheless, the new Melan-A-derived MHC II-restricted epitopes described here will help to study in more detail Melan-A-specific CD4 T cells in melanoma patients, a field where only scarce data are available.

Psychophysiological activation during preparation, performance, and recovery in high- and low-anxious music students

The present study provides a comprehensive view of (a) the time dynamics of the psychophysiological responding in performing music students (n = 66) before, during, and after a private and a public performance and (b) the moderating effect of music performance anxiety (MPA). Heart rate (HR), minute ventilation (VE), and all affective and somatic self-report variables increased in the public session compared to the private session. Furthermore, the activation of all variables was stronger during the performances than before or after. Differences between phases were larger in the public than in the private session for HR, VE, total breath duration, anxiety, and trembling. Furthermore, while higher MPA scores were associated with higher scores and with larger changes between sessions and phases for self-reports, this association was less coherent for physiological variables. Finally, self-reported intra-individual performance improvements or deteriorations were not associated with MPA. This study makes a novel contribution by showing how the presence of an audience influences low- and high-anxious musicians' psychophysiological responding before, during and after performing. Overall, the findings are more consistent with models of anxiety that emphasize the importance of cognitive rather than physiological factors in MPA.

Ly49D engagement on T lymphocytes induces TCR-independent activation and CD8 effector functions that control tumor growth.

Recent data showing expression of activating NK receptors (NKR) by conventional T lymphocytes raise the question of their role in the triggering of TCR-independent responses that could be damaging for the host. Transgenic mice expressing the activating receptor Ly49D/DAP12 offer the opportunity to better understand the relevance of ITAM signaling in the biology of T cells. In vitro experiments showed that Ly49D engagement on T lymphocytes by a cognate MHC class I ligand expressed by Chinese hamster ovary (CHO) cells or by specific Ab triggered cellular activation of both CD4 and CD8 populations with modulation of activation markers and cytokine production. The forced expression of the ITAM signaling chain DAP12 is mandatory for Ly49D-transgenic T cell activation. In addition, Ly49D stimulation induced T lymphocyte proliferation, which was much stronger for CD8 T cells. Phenotypic analysis of anti-Ly49D-stimulated CD8 T cells and their ability to produce high levels of IFN-gamma and to kill target cells indicate that Ly49D ligation generates effector cytotoxic CD8 T cells. Ly49D engagement by itself also triggered cytotoxic activity of activated CD8 T cells. Adoptive transfer experiments confirmed that Ly49D-transgenic CD8 T cells are able to control growth of CHO tumor cells or RMA cells transfected with Hm1-C4, the Ly49D ligand normally expressed by CHO. In conclusion, Ly49D engagement on T cells leads to T cell activation and to a full range of TCR-independent effector functions of CD8 T cells.

Clonal analysis of the BALB/c T cell proliferative response to apo beef cytochrome c.

Murine T cell clones that proliferated specifically in response to the protein antigen apo cytochrome c were derived and maintained in continuous culture. Two distinct clonotypes were observed with respect to the proliferative responses observed when a variety of peptides prepared from several species of cytochrome c were tested. These 2 clonotypes appeared to recognize 2 different regions in the cytochrome c molecule. Only 1 of the 2 clonotypes tested demonstrated helper cell activity for antibody formation in vitro.

The activation process of the alpha1B-adrenergic receptor: potential role of protonation and hydrophobicity of a highly conserved aspartate.

In this study, a quantitative approach was used to investigate the role of D142, which belongs to the highly conserved E/DRY sequence, in the activation process of the alpha1B-adrenergic receptor (alpha1B-AR). Experimental and computer-simulated mutagenesis were performed by substituting all possible natural amino acids at the D142 site. The resulting congeneric set of proteins together with the finding that all the receptor mutants show various levels of constitutive (agonist-independent) activity enabled us to quantitatively analyze the relationships between structural/dynamic features and the extent of constitutive activity. Our results suggest that the hydrophobic/hydrophilic character of D142, which could be regulated by protonation/deprotonation of this residue, is an important modulator of the transition between the inactive (R) and active (R*) state of the alpha1B-AR. Our study represents an example of quantitative structure-activity relationship analysis of the activation process of a G protein-coupled receptor.

Identification of novel and cell type enriched cofactors of the transcription activation domain of RelA (p65 NF-kappaB).

RelA (NF-kappaB) is a transcription factor inducible by distinct stimuli in many different cell types. To find new cell type specific cofactors of NF-kappaB dependent transcription, we isolated RelA transcription activation domain binding proteins from the nuclear extracts of three different cell types. Analysis by electrophoresis and liquid chromatography tandem mass spectrometry identified several novel putative molecular partners. Some were strongly enriched in the complex formed from the nuclear extracts of specific cell types.

Inhibition of estrogen-responsive gene activation by the retinoid X receptor beta: evidence for multiple inhibitory pathways.

The retinoid X receptor beta (RXR beta; H-2RIIBP) forms heterodimers with various nuclear hormone receptors and binds multiple hormone response elements, including the estrogen response element (ERE). In this report, we show that endogenous RXR beta contributes to ERE binding activity in nuclear extracts of the human breast cancer cell line MCF-7. To define a possible regulatory role of RXR beta regarding estrogen-responsive transcription in breast cancer cells, RXR beta and a reporter gene driven by the vitellogenin A2 ERE were transfected into estrogen-treated MCF-7 cells. RXR beta inhibited ERE-driven reporter activity in a dose-dependent and element-specific fashion. This inhibition occurred in the absence of the RXR ligand 9-cis retinoic acid. The RXR beta-induced inhibition was specific for estrogen receptor (ER)-mediated ERE activation because inhibition was observed in ER-negative MDA-MB-231 cells only following transfection of the estrogen-activated ER. No inhibition of the basal reporter activity was observed. The inhibition was not caused by simple competition of RXR beta with the ER for ERE binding, since deletion mutants retaining DNA binding activity but lacking the N-terminal or C-terminal domain failed to inhibit reporter activity. In addition, cross-linking studies indicated the presence of an auxiliary nuclear factor present in MCF-7 cells that contributed to RXR beta binding of the ERE. Studies using known heterodimerization partners of RXR beta confirmed that RXR beta/triiodothyronine receptor alpha heterodimers avidly bind the ERE but revealed the existence of another triiodothyronine-independent pathway of ERE inhibition. These results indicate that estrogen-responsive genes may be negatively regulated by RXR beta through two distinct pathways.

Linking microtubules to the activation of CDC42 in fission yeast

Cell polarity is an essential property of most cell types and relies on a dynamic cytoskeleton of actin filaments and microtubules. In rod-shaped S. pombe cells microtubules are organized along the length of the cell and transport polarity factors to cell tips to regulate cell polarity. An important cell polarity factor is the protein Tea4, which is responsible for correct cell morphogenesis and bipolar growth. During my research I confirmed the known transport mechanism of Tea4 and I also showed alternative localization and anchoring mechanisms at the cell ends. Tea4 contains a conserved SH3 domain, the function of which was unknown and my results show that the SH3 domain of Tea4 is essential for Tea4 function in vivo. First, cells with tea4SH3 mutations show aberrant cell shapes and monopolar growth patterns similar to tea4A and in addition SH3 domain is important for proper localization of multiple cell polarity proteins. Second, I showed that Tea4 associates with Type 1 Phosphatase Dis2 through both its SH3 domain and an RVxF motif. Tea4 also binds the DYRK kinase Pomi through its SH3 domain. In addition Tea4 is proposed to promote the local dephosphorylation of Pomi by Dis2 to induce the formation of a cortical gradient from cell ends essential for cell size homeostasis. Polarized growth is also controlled by cell tip-localized Cdc42. This Rho- family GTPase is activated by the Guanine Exchange Factors Gef1 and Scd1 and inactivated by the Rho GTPase Activating Protein Rga4. In this study, I investigated the mechanisms of how Tea4 promotes Cdc42 activation. My work suggests that Tea4 promotes the local exclusion of Rga4, which in turn allows the accumulation of active Cdc42, which may result in growth. Exclusion of Rga4 by Tea4 is likely to be mediated by Dis2-dependent dephosphorylation. These results suggest a molecular pathway that links the microtubule- associated factor Tea4 with Cdc42 to promote cell polarization and morphogenesis. - La polarité cellulaire est une propriété essentielle de la plupart des types cellulaires et s'appuie sur une dynamique des cytosquelettes d'actine et de microtubules. Dans les cellules en forme de bâtonnet de S. pombe les microtubules sont alignés selon l'axe longitudinal de la cellule et les facteurs de polarité transportés aux extrémité cellulaires afin de réguler la polarité cellulaire. Un facteur important de polarité cellulaire est la protéine Tea4, qui est responsable de la morphogenèse des cellules et leur croissance bipolaire. Au cours de mes recherches, j'ai confirmé les mécanismes connus de transport de Tea4 et j'ai aussi mis en évidence d'autres mechanismes de localisation et d'ancrage de Tea4 aux extrémités cellulaires. Tea4 contient un domaine SH3 conservé, dont la fonction était inconnue et mes résultats montrent que le domaine SH3 est essentiel pour la fonction de Tea4 in vivo. Tout d'abord, les cellules avec des mutations tea4sm ont des formes aberrantes et leur croissance est monopolaire de manière similaire au mutant tea4A. De plus ce domaine SH3 est important pour la localisation correcte de plusieurs protéines de polarité cellulaire. Deuxièmement, j'ai montré que Tea4 s'associe avec la Phosphatase de Type-1 Dis2 par son domaine SH3 et un motif RVxF. Tea4 se lie également la kinase DYRK Pomi par son domaine SH3. De plus, Tea4 pourrait favoriser la déphosphorylation locale de Pomi par Dis2 afin d'induire la formation d'un gradient cortical de Pomi essentiel pour l'homéostasie de la longueur des cellules. La croissance polarisée est également contrôlée par la protéine Cdc42 localisée aux extrémités cellulaires. Cette GTPase de la famille de Rho GTPase est activée par les facteurs échange de guanine Gef1 et Scd1 et inactivée par la protéine "Rho GTPase activating" Rga4. Dans cette étude, j'ai étudié les mécanismes d' activation de Cdc42 par Tea4. Mes résultats suggèrent que Tea4 favorise l'exclusion locale de Rga4, ce qui permet l'accumulation de Cdc42 active, nécessaire à la croissance. L' exclusion de Rga4 par Tea4 est vraisemblablement médiée par une déphosphorylation Dis2- dépendente. Ces résultats suggèrent une voie moléculaire qui lie le facteur associé aux microtubules Tea4 à Cdc42 pour promouvoir la polarisation cellulaire et la morphogenèse. - Cell polarity is important for several essential biological functions such as generation of distinct cell fates during development and function of differentiated cells. Defective cell polarity has been related to uncontrolled cell division and subsequently to cancer initiation. Cell polarity depends on a functional cytoskeleton that consists of actin filaments and microtubules, which maintains cell shape, helps cellular motion, enables intracellular protein transport and plays a vital role in cell division. A component of cytoskeleton is microtubules that regulate cell polarization in diverse cell types. During my research, I worked with Schizosaccharomyces pombe, also named fission yeast, a powerful unicellular model organism that allows combination of genetic, biochemical and microscopic analysis for the proper study of cell polarity. Microtubule-associated protein Tea4 is transported to cell tips where it is thought to organize polarized growth. I showed that Tea4 and its evolutionarily conserved SH3 domain play an important role for maintenance of fission yeast cells shape and growth. Furthermore, Tea4 is responsible for the proper localization of multiple polarity proteins and acts as a mediator to control the local activity of an essential polarity regulator called Cdc42. Thus, my results provide a better understanding of the molecular mechanisms that regulate cell polarity. - La polarité cellulaire est importante pour plusieurs fonctions biologiques essentielles telles que la différenciation cellulaires au cours du développement et de la fonction de cellules différenciées. Les défauts de la polarité cellulaire ont été liés à des divisions cellulaires incontrôlées et à l'initiation de tumeur. La polarité cellulaire dépend d'un cytosquelette fonctionnel, qui maintient la forme des cellules, aide à la migration cellulaire, permet le transport intracellulaire des protéines et joue un rôle essentiel dans la division cellulaire. Un composant du cytosquelette est constitué de microtubules qui régissent la polarisation cellulaire dans divers types cellulaires. Au cours de mes recherches, j'ai travaillé avec Schizosaccharomyces pombe, appelé également levure fissipare, un modèle unicellulare puissant qui permet la combinaison de différentes d'approches expérimentales: génétiques, biochimiques et microscopiques pour l'étude de la polarité cellulaire. La protéine Tea4 associée aux microtubules est transportée aux extrémités cellulaires où elle organise la croissance polarisée. J'ai montré que Tea4 et son domaine conservé SH3 jouent un rôle important pour le maintien de la forme des cellules de levure et leur croissance. De plus, Tea4 est responsable de la localisation correcte de multiples facteurs de polarité et agit comme un médiateur pour contrôler l'activité locale d'un régulateur de polarité essentiel appelé Cdc42. Ainsi, mes résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes moléculaires qui régulent la polarité cellulaire.