Granzyme A is an interleukin 1 beta-converting enzyme.

Apoptosis is critically dependent on the presence of the ced-3 gene in Caenorhabditis elegans, which encodes a protein homologous to the mammalian interleukin (IL)-1 beta-converting enzyme (ICE). Overexpression of ICE or ced-3 promotes apoptosis. Cytotoxic T lymphocyte-mediated rapid apoptosis is induced by the proteases granzyme A and B. ICE and granzyme B share the rare substrate site of aspartic acid, after which amino acid cleavage of precursor IL-1 beta (pIL-1 beta) occurs. Here we show that granzyme A, but not granzyme B, converts pIL-1 beta to its 17-kD mature form. Major cleavage occurs at Arg120, four amino acids downstream of the authentic processing site, Asp116. IL-1 beta generated by granzyme A is biologically active. When pIL-1 beta processing is monitored in lipopolysaccharide-activated macrophage target cells attacked by cytotoxic T lymphocytes, intracellular conversion precedes lysis. Prior granzyme inactivation blocks this processing. We conclude that the apoptosis-inducing granzyme A and ICE share at least one downstream target substrate, i.e., pIL-1 beta. This suggests that lymphocytes, by means of their own converting enzyme, could initiate a local inflammatory response independent of the presence of ICE.

Role of ENaC in skin wound healing and phenotypic analysis of GILZ-deficient mice

In my first project, I analyzed the role of the amiloride-sensitive epithelial sodium channel ENaC) in the skin during wound healing. ENaC is present in the skin and a function in keratinocyte differentiation and barrier formation has been demonstrated. Previous findings suggested, that ENaC might be implicated in keratinocyte migration, although its role in wound healing was not analyzed yet. Using skin-specific (K14-Cre) conditional ENaC knockout and overexpressing mice, I determined the wound closure kinetic and performed morphometric measurements. The time course of wound repair was not significantly different in knockouts or transgenics when compared to control mice and the morphology of the closing wound was not altered. In my second project, I studied the glucocorticoid-induced leucine zipper (GILZ, Tsc22d3). GILZ is widely expressed and an important role has been predicted in immunity, adipogenesis and renal sodium handling. Mice were generated that constitutively lack all the functional domains of the Gilz gene. In these mice, the expression of GILZ mRNA transcripts and protein were completely abolished in all tissues tested. Surprisingly, knockout mice survived. To test whether GILZ mimicks glucocorticoid action, we studied its implication in T- and B- cell development and in a model of sepsis. We measured cytokine secretion in different inflammatory models, like in peritoneal and bone marrow-derived macrophages, in splenocytes and a model of sepsis. In all our experiments, cytokine secretion from GILZ- deficient cells was not different from controls. From 6 months onwards, knockout mice contained significantly less body fat and were lighter. Following sodium and water deprivation experiments, water and salt homeostasis was preserved. Sterility of knockout males was associated with a severe testis dysplasia, smaller seminiferous tubules, the number of Sertoli and germ cell was reduced while increased apoptosis, but not cell proliferation, was evidenced. The interstitial Leydig cell population was augmented, and higher plasma FSH and testosterone levels were found. Interestingly, the expression of the target gene Ppar2 was diminished in the testis and in the liver, but not in the skin, kidney or fat. Tsc22d1 mRNA transcript level was found to be upregulated in testis, but not in the kidney or fat tissue. In most tissue, excepted the testis, GILZ-deficient mice reveal functional redundancy amongst members of the Tsc22d family or genes involved in the same regulatory pathways. In summary, contrarily to the published in vitro data, GILZ does not play a crucial role attributed in immunology or inflammation, but we identified a novel function in spermatogenesis. -- Dans mon premier projet, j'ai analysé le rôle du canal épithélial sodique sensible à l'amiloride (ENaC) dans la cicatrisation de la peau. ENaC est présent dans la peau et il a une fonction dans la différenciation des kératinocytes et dans la formation de la barrière. Des études suggèrent qu'ENaC pourrait être impliqué dans la migration des kératinocytes, cependant, son rôle dans la cicatrisation n'a pas encore été étudié. A l'aide de souris qui surexpriment ou qui sont knockout pour ENaC, spécifiquement dans la peau (K14-Cre), j'ai analysé le temps de clôture de la cicatrice et j'ai aussi étudié la morphologie de la plaie guérissant. Chez les souris qui surexpriment ou chez les knockouts, la vitesse de fermeture et la morphologie de la cicatrice étaient identiques aux souris contrôles. Dans mon second projet, j'ai étudié le glucocorticoid-induced leucine zipper (GILZ, Tsc22d3). GILZ est largement exprimé et un rôle important a été prédit dans l'immunité, l'adipogénèse et le transport sodique rénal. Des souris ont été générées dont les domaines fonctionnels du gène Gilz sont éliminés. L'expression de GILZ en ARNm et protéine a été complètement abolie dans tous les tissus testés. Étonnamment, ces souris knockout survivent. Afin de tester si GILZ imite les effets des glucocorticoïdes, nous avons étudié son implication dans le développement des cellules T et B ainsi qu'un modèle de septicémie. Nous avons mesuré la sécrétion de cytokines à partir de différents modèles d'inflammation tels que des macrophages péritonéaux ou de moelle, de splénocytes ou encore d'un modèle de septicémie. Dans toutes nos expériences, la sécrétion de cytokines de cellules GILZ-déficientes était semblable. Dès 6 mois, les knockouts contenaient significativement moins de graisses et étaient plus légères. Suite à une privation sodique et aqueuse, l'homéostasie du sel et de l'eau était préservée. Les mâles knockouts présentaient une stérilité accompagnée d'une dysplasie testiculaire sévère, de tubules séminifères étaient plus petits et contenaient un nombre réduit de cellules de Sertoli et de cellules germinales. L'apoptose était augmentée dans ces cellules mais pas la prolifération cellulaire. Le nombre de cellules de Leydig était aussi plus élevé, ainsi que la FSH et la testostérone. L'expression du gène cible Pparγ2 était diminuée dans le testicule et le foie, mais pas dans la peau, le rein ou le tissu adipeux. L'ARNm de Tsc22d1 était plus exprimé dans le testicule, mais pas dans le rein ou le tissu adipeux. Dans la plupart des tissus, sauf le testicule, les souris knockouts révélaient une redondance fonctionnelle des autres membres de la famille Tsc22d ou de gènes impliqués dans les mêmes voies de régulation. En résumé, contrairement aux données in vitro, GILZ ne joue pas un rôle essentiel en immunologie, mais nous avons identifié une nouvelle fonction dans la spermatogénèse.

Lassa virus entry in antigen presenting cells and evaluation of a novel nanoparticle vaccine platform against arena viruses

Arenaviruses are a large and diverse family of viruses that merit significant attention as causative agents of severe hemorrhagic fevers in humans. Lassa virus (LASV) in Africa and the South American hemorrhagic fever viruses Junin (JUNV), Machupo (MACV), and Guanarito (GTOV) have emerged as important human pathogens and represent serious public health problems in their respective endemic areas. A hallmark of fatal arenaviruses hemorrhagic fevers is a marked immunosuppression of the infected patients. Antigen presenting cells (APCs) such as macrophages and in particular dendritic cells (DCs) are early and preferred targets of arenaviruses infection. Instead of being recognized and presented as foreign antigens by DCs, arenaviruses subvert the normal mechanisms of pathogen recognition, invade DCs and establish a productive infection. Viral replication perturbs the DCs' ability to present antigens and to activate T and B cells, contributing to the marked virus-induced immunosuppression observed in fatal disease. Considering their crucial role in the development of an anti-viral immune response, the mechanisms by which arenaviruses, and in particular LASV, invade DCs are of particular interest. The C-type lectin DC-specific Intercellular adhesion molecule-3-grabbing nonintegrin (DC-SIGN) was recently identified as a potential entry receptor for LASV. The first project of my thesis focused therefore on the investigation of the role of DC-SIGN in LASV entry into primary human DCs. My data revealed that DC-SIGN serves as an attachment factor for LASV on human DCs and can facilitate capture of free virus and subsequent cell entry. However, in contrast to other emerging viruses, of the phlebovirus family, I found that DC-SIGN does likely not function as an authentic entry receptor for LASV. Moreover, I was able to show that LASV enters DCs via an unusually slow pathway that depends on actin, but is independent of clathrin and dynamin. Considering the lack of effective treatments and the limited public health infrastructure in endemic regions, the development of protective vaccines against arenaviruses is an urgent need. To address this issue, the second project of my thesis aimed at the development of a novel recombinant arenavirus vaccine based on a nanoparticle (NPs) platform and its evaluation in a small animal model. During the first phase of the project I designed, produced, and characterized suitable vaccine antigens. In the second phase of the project, I generated antigen-conjugated NPs, developed vaccine formulations, and tested the NPs for their ability to elicit anti-viral T cell responses as well as anti-viral antibodies. I demonstrated that the NPs platform is able to activate both cellular and humoral branches of the adaptive anti-viral immunity, providing proof-of-principle. In sum, my first project will allow, in a long term perspective, a better understanding of the viral pathogenesis and contribute to the development of novel antiviral strategies. The second project will expectidly offer a new treatment option against arenaviruses.

Immunodéficience commune variable: ce qu'il faut savoir [Common variable immune deficiency: what you need to know].

Common variable immune deficiency is the most frequent primary immune deficiency, characterized mainly by a disorder of B lymphocytes differentiation and a deficit in immunoglobulins. The clinical manifestations include recurrent infections, non-infectious lung and digestive involvements, autoimmune diseases, and an increased susceptibility to cancers. Recent breakthroughs have been made in the understanding of some genetic mechanisms of the disease. Replacement therapy with intravenous immunoglobulins remains the treatment of choice, which allows significant improvement in the survival and quality of life. However progress should be made in the understanding of the pathophysiology and in the early detection of this disease, since a delay in the diagnosis may have harmful consequences in terms of morbidity and mortality.

Evolution of vitellogenin genes: comparative analysis of the nucleotide sequences downstream of the transcription initiation site of four Xenopus laevis and one chicken gene.

Electron microscopic analysis of heteroduplexes between the most distantly related Xenopus vitellogenin genes (A genes X B genes) has revealed the distribution of homologous regions that have been preferentially conserved after the duplication events that gave rise to the multigene family in Xenopus laevis. DNA sequence analysis was limited to the region downstream of the transcription initiation site of the Xenopus genes A1, B1 and B2 and a comparison with the Xenopus A2 and the major chicken vitellogenin gene is presented. Within the coding regions of the first three exons, nucleotide substitutions resulting in amino acid changes accumulate at a rate similar to that observed in globin genes. This suggests that the duplication event which led to the formation of the A and B ancestral genes in Xenopus laevis occurred about 150 million years ago. Homologous exons of the A1-A2 and B1-B2 gene pairs, which formed about 30 million years ago, show a quite similar sequence divergence. In contrast, A1-A2 homologous introns seem to have evolved much faster than their B1-B2 counterparts.

Identification of proteoglycans as the APRIL-specific binding partners.

B cell activating factor of the tumor necrosis factor (TNF) family (BAFF) and a proliferation-inducing ligand (APRIL) are closely related ligands within the TNF superfamily that play important roles in B lymphocyte biology. Both ligands share two receptors--transmembrane activator and calcium signal--modulating cyclophilin ligand interactor (TACI) and B cell maturation antigen (BCMA)--that are predominantly expressed on B cells. In addition, BAFF specifically binds BAFF receptor, whereas the nature of a postulated APRIL-specific receptor remains elusive. We show that the TNF homology domain of APRIL binds BCMA and TACI, whereas a basic amino acid sequence (QKQKKQ) close to the NH2 terminus of the mature protein is required for binding to the APRIL-specific "receptor." This interactor was identified as negatively charged sulfated glycosaminoglycan side chains of proteoglycans. Although T cell lines bound little APRIL, the ectopic expression of glycosaminoglycan-rich syndecans or glypicans conferred on these cells a high binding capacity that was completely dependent on APRIL's basic sequence. Moreover, syndecan-1-positive plasma cells and proteoglycan-rich nonhematopoietic cells displayed high specific, heparin-sensitive binding to APRIL. Inhibition of BAFF and APRIL, but not BAFF alone, prevented the survival and/or the migration of newly formed plasma cells to the bone marrow. In addition, costimulation of B cell proliferation by APRIL was only effective upon APRIL oligomerization. Therefore, we propose a model whereby APRIL binding to the extracellular matrix or to proteoglycan-positive cells induces APRIL oligomerization, which is the prerequisite for the triggering of TACI- and/or BCMA-mediated activation, migration, or survival signals.

Bacterial flagellin elicits innate immune defenses and cardiac dysfunction in vivo

Résumé Les agents pathogènes responsables d'infection entraînent chez l'hôte deux types de réponses immunes, la première, non spécifique, dite immunité innée, la seconde, spécifique à l'agent concerné, dite immunité adaptative. L'immunité innée, qui représente la première ligne de défense contre les pathogènes, est liée à la reconnaissance par les cellules de l'hôte de structures moléculaires propres aux micro-organismes (« Pathogen-Associated Molecular Patterns », PAMPs), grâce à des récepteurs membranaires et cytoplasmiques (« Pattern Recognition Receptors », PRRs) identifiant de manière spécifique ces motifs moléculaires. Les récepteurs membranaires impliqués dans ce processus sont dénommés toll-like récepteurs, ou TLRS. Lorsqu'ils sont activés par leur ligand spécifique, ces récepteurs activent des voies de signalisation intracellulaires initiant la réponse inflammatoire non spécifique et visant à éradiquer l'agent pathogène. Les deux voies de signalisation impliquées dans ce processus sont la voie des « Mitogen-Activated Protein Kinases » (MAPKs) et celle du « Nuclear Factor kappaB » (NF-κB), dont l'activation entraîne in fine l'expression de protéines de l'inflammation dénommées cytokines, ainsi que certaines enzymes produisant divers autres médiateurs inflammatoires. Dans certaines situations, cette réponse immune peut être amplifiée de manière inadéquate, entraînant chez l'hôte une réaction inflammatoire systémique exagérée, appelée sepsis. Le sepsis peut se compliquer de dysfonctions d'organes multiples (sepsis sévère), et dans sa forme la plus grave, d'un collapsus cardiovasculaire, définissant le choc septique. La défaillance circulatoire du choc septique touche les vaisseaux sanguins d'une part, le coeur d'autre part, réalisant un tableau de «dysfonction cardiaque septique », dont on connaît mal les mécanismes pathogéniques. Les bactéries à Gram négatif peuvent déclencher de tels phénomènes, notamment en libérant de l'endotoxine, qui active les voies de l'immunité innée par son interaction avec un toll récepteur, le TLR4. Outre l'endotoxine, la plupart des bactéries à Gram négatif relâchent également dans leur environnement une protéine, la flagelline, qui est le constituant majeur du flagelle bactérien, organelle assurant la mobilité de ces micro-organismes. Des données récentes ont indiqué que la flagelline active, dans certaines cellules, les voies de l'immunité innée en se liant au récepteur TLRS. On ne connaît toutefois pas les conséquences de l'interaction flagelline-TLRS sur le développement de l'inflammation et des dysfonctions d'organes au cours du sepsis. Nous avons par conséquent élaboré le présent travail en formulant l'hypothèse que la flagelline pourrait déclencher une telle inflammation et représenter ainsi un médiateur potentiel de la dysfonction d'organes au cours du sepsis à Gram négatif, en nous intéressant plus particulièrement àl'inflammation et à la dysfonction cardiaque. Dans la première partie de ce travail, nous avons étudié les effets de la flagelline sur l'activation du NF-κB et des MAPKs, et sur l'expression de cytokines inflammatoires au niveau du myocarde in vitro (cardiomyocytes en culture) et in vivo (injection de flagelline recombinante à des souris). Nous avons observé tout d'abord que le récepteur TLRS est fortement exprimé au niveau du myocarde. Nous avons ensuite démontré que la flagelline active la voie du NF-κB et des MAP kinases (p38 et JNK), stimule la production de cytokines et de chemokines inflammatoires in vitro et in vivo, et entraîne l'activation de polynucléaires neutrophiles dans le tissu cardiaque in vivo. Finalement, au plan fonctionnel, nous avons pu montrer que la flagelline entraîne une dilatation et une réduction aiguë de la contractilité du ventricule gauche chez la souris, reproduisant les caractéristiques de la dysfonction cardiaque septique. Dans la deuxième partie, nous avons déterminé la distribution du récepteur TLRS dans les autres organes majeurs de la souris (poumon, foie, intestin et rein}, et avons caractérisé dans ces organes l'effet de la flagelline sur l'activation du NF-κB et des MAPKs, l'expression de cytokines, et l'induction de l'apoptose. Nous avons démontré que le TLRS est exprimé de façon constitutive dans ces organes, et que l'injection de flagelline y déclenche les cascades de l'immunité innée et de processus apoptotiques. Finalement, nous avons également déterminé que la flagelline entraîne une augmentation significative de multiples cytokines dans le plasma une à six heures après son injection. En résumé, nos données démontrent que la flagelline bactérienne (a) entraîne une inflammation et une dysfonction importantes du myocarde et (b) active de manière très significative les mécanismes d'immunité innée dans les principaux organes et entraîne une réponse inflammatoire systémique. Par conséquent, la flagelline peut représenter un médiateur puissant de l'inflammation et de la dysfonction d'organes, notamment du coeur, au cours du choc septique déclenché par les bactéries à Gram négatif. Summary Pathogenic microorganisms trigger two kinds of immune responses in the host. The first one is immediate and non-specific and is termed innate immunity, whereas the second one, specifically targeted at the invading agent, is termed adaptative immunity. Innate immunity, which represents the first line of defense against invading pathogens, confers the host the ability to recognize molecular structures common to many microbial pathogens, ("Pathogen-Associated Molecular Patterns", PAMPs), through cytosolic or membrane-associated receptors ("Pattern Recognition Receptors", PRRs), the latter being represented by a family of receptors termed "toll-like receptors or TLRs". Once activated by the binding of their specific ligand, these receptors activate intracellular signaling pathways, which initiate the non-specific inflammatory response aimed at eradicating the pathogens. The two pathways implicated in this process are the mitogen-activated protein kinases (MAPK) and the nuclear factor kappa B (NF-κB) signaling pathways, whose activation elicit in fine the expression of inflammatory proteins termed cytokines, as well as various enzymes producing a wealth of additional inflammatory mediators. In some circumstances, the innate immune response can become amplified and dysregulated, triggering an overwhelming systemic inflammatory response in the host, identified as sepsis. Sepsis can be associated with multiple organ dysfunction (severe sepsis), and in its most severe form, with cardiovascular collapse, defming septic shock. The cardiovascular failure associated with septic shock affects blood vessels as well as the heart, resulting in a particular form of acute heart failure termed "septic cardiac dysfunction ", whose pathogenic mechanisms remain partly undefined. Gram-negative bacteria can initiate such phenomena, notably by releasing lipopolysaccharide (LPS), which activates innate immune signaling by interacting with its specific toll receptor, the TLR4. Besides LPS, most Gram-negative bacteria also release flagellin into their environment, which is the main structural protein of the bacterial flagellum, an appendage extending from the outer bacterial membrane, responsible for the motility of the microorganism. Recent data indicated that flagellin activate immune responses upon binding to its receptor, TLRS, in various cell types. However, the role of flagellin/TLRS interaction in the development of inflammation and organ dysfunction during sepsis is not known. Therefore, we designed the present work to address the hypothesis that flagellin might trigger such inflammatory responses and thus represent a potential mediator of organ dysfunction during Gram-negative sepsis, with a particular emphasis on cardiac inflammation and contractile dysfunction. In the first part of this work, we investigated the effects of flagellin on NF-κB and MAPK activation and the generation of pro-inflammatory mediators within the heart in vitro (cultured cardiomyocytes) and in vivo (injection of recombinant flagellin into mice). We first observed that TLRS protein is strongly expressed by the myocardium. We then demonstrated that flagellin activates NF-κB and MAP kinases (p38 and JNK), upregulates the transcription of pro-inflammatory cytokines and chemokines in vitro and in vivo, and stimulates the activation of polymorphonuclear neutrophils within the heart in vivo. Finally, we demonstrated that flagellin triggers acute cardiac dilation, and a significant reduction of left ventricular contractility, mimicking characteristics of clinical septic cardiac dysfunction. In the second part, we determined the TLRS distribution in other mice major organs (lung, liver, gut and kidney) and we characterized in these organs the effects of flagellin on NF-κB and MAPK activation, on the expression of pro-inflammatory çytokines, and on the induction of apoptosis. We demonstrated that TLRS protein is constitutively expressed and that flagellin activates prototypical innate immune responses and pro-apoptotic pathways in all these organs. Finally, we also observed that flagellin induces a significant increase of multiple cytokines in the plasma from 1 to 6 hours after its intravenous administration. Altogether, these data provide evidence that bacterial flagellin (a) triggers an important inflammatory response and an acute dysfunction of the myocardium, and (b) significantly activates the mechanisms of innate immunity in most major organs and elicits a systemic inflammatory response. In consequence, flagellin may represent a potent mediator of inflammation and multiple organ failure, notably cardiac dysfunction, during Gram-negative septic shock.

Corneal Opacities in Trisomy 8 Mosaic Syndrome : Clinical, Histologic and Genetic Features

Purpose: To describe the clinical, histologic and genetic findings of corneal opacities in the trisomy 8 mosaic syndrome. Methods: 3 children aged 8 years (Patients A), 6 years (Patients B) and 1 month (Patients C) respectively, were referred with corneal opacities for ophthalmologic evaluation. The 2 older patients had been previously diagnosed with trisomy 8 mosaicism, while the third was diagnosed after the ocular examination. Automated lamellar keratoplasty (ALTK) was performed on the most amblyopic eye. Histopathologic analysis with immunohistochemical markers and cytogenetic studies by FISH using haploid probes for chromosome 8 and chromosome 16 (control) were performed on the excised corneal lesion. Results: All patients presented vascularized corneal opacities involving the superficial stroma, and amblyopia with a bilateral involvement in two of them (Patients A and B). Post-operative follow-up (range 6-20 months) was satisfactory, with the graft remaining clear and improved visual acuity, allowing iso-acuity and stereoscopy in the one month old child (Patients C). The clinically observed corneal opacities corresponded histopathologically to the replacement of the normal anterior corneal stroma by a choristomatous loose richly vascularized connective tissue containing mucopolysacharides. Bowman's membrane was absent. There were no adnexal structures. The overlaying epithelium expressed keratin 3 in all three cases. Keratin 19 was found in the suprabasal epithelial cells in one case but was absent in the other cases. There were no expression of keratin 7 and 1 as well as MUC5AC in the epithelial cells. FISH analysis from 100 interphase cells of the affected tissue and normal conjontival probe revealed normal diploid cells. Conclusions: In this series, the corneal opacities associated with trisomy 8 mosaic syndrome share a common clinical, histopathological and genetic features. ALTK should be considered at diagnosis to prevent amblyopia in these children.

The philosophical foundations of classical "rDzogs chen" in Tibet : investigating the distinction between dualistic mind (sems) and primordial knowing (ye shes)

While the syncretistic Tibetan tradition known as rDzogs chen ("Great Perfection") has attracted considerable attention over the past few decades, its philosophical foundations remain largely unknown to those unacquainted with its primary sources. This thesis looks at the essentials of rDzogs chen philosophy through the lens of two principal distinctions that the tradition has considered indispensable for understanding its distinctive views and practices: dualistic mind (sems) versus primordial knowing (ye shes) and dharmakâya versus the 'ground of all' (kun gzhi) conditioned experience. Arguing that the distinctions provided classical rDzogs chen scholars with a crucial framework for (a) articulating the necessary conditions of nondual primordial knowing, the conditio sine qua non of rNying ma soteriology, and (b) schematizing the relationship between the exoteric and esoteric vehicles of Indian Buddhism within a unifying conception of the Buddhist path as the progressive disclosure of primordial knowing, the thesis shows how the rDzogs chen philosophy of mind has been integral to the tradition's complex soteriology. The thesis consists of two parts: (1) a detailed philosophical investigation of the distinctions and (2) an anthology of previously untranslated Tibetan materials on the distinctions accompanied by critical editions and introductions. The first part systematically invesigates the nature and scope of the distinctions and traces their evolution and complex relationships with Indian Buddhist Cittamâtra, Madhyamaka, Pramàriavàda, and Vajrayâna views. It concludes with an exploration of some soteriological implications of the mind/primordial knowing distinction that became central to rDzogs chen path hermeneutics in the classical period as authors of rDzogs chen path summaries used this distinction to reconcile progressivist sutric and non-progressivist tantric models of the Buddhist path. The translations and texts included in part two of the thesis consist of (a) a short treatise from Klong chen pa's Miscellaneous Writings entitled Sems dang ye shes kyi dris lan (Reply to Questions Concerning Mind and Primordial Knowing), (b) selected passages on the distinctions from this author's monumental summary of the rDzogs chen snying thig system, the Theg mchog mdzod (Treasury of the Supreme Vehicle), and (c) an excerpt on rDzogs chen distinctions taken from 'Jigs med gling pa's (1729-1798) 18th century Klong chen sNying thig path summary entitled Treasury of Qualities (Yon tan mdzod) along with a word-by- word commentary by Yon tan rgya mtsho (b. 19th c.).

Targeting the intragraft microenvironment and the development of chronic allograft rejection.

In this review, we discuss a paradigm whereby changes in the intragraft microenvironment promote or sustain the development of chronic allograft rejection. A key feature of this model involves the microvasculature including (a) endothelial cell (EC) destruction, and (b) EC proliferation, both of which result from alloimmune leukocyte- and/or alloantibody-induced responses. These changes in the microvasculature likely create abnormal blood flow patterns and thus promote local tissue hypoxia. Another feature of the chronic rejection microenvironment involves the overexpression of vascular endothelial growth factor (VEGF). VEGF stimulates EC activation and proliferation and it has potential to sustain inflammation via direct interactions with leukocytes. In this manner, VEGF may promote ongoing tissue injury. Finally, we review how these events can be targeted therapeutically using mTOR inhibitors. EC activation and proliferation as well as VEGF-VEGFR interactions require PI-3K/Akt/mTOR intracellular signaling. Thus, agents that inhibit this signaling pathway within the graft may also target the progression of chronic rejection and thus promote long-term graft survival.

Targeting anticancer therapy : clinical and preclinical approaches

AbstractCancer treatment has shifted from cytotoxic and nonspecific chemotherapy to chronic treatment with targeted molecular therapies. These new classes of drugs directed against cancer-specific molecules and signaling pathways, act at a particular level of the tumor cell development. However, in both types of therapeutic approaches (standard cytotoxic chemotherapy and targeted signal transduction inhibitions), toxicity and side effects can occur. The aim of this thesis was to investigate various approaches to improve the activity and tolerability of cancer treatment, in a clinical setting, a) by molecular targeting through the use of tyrosine kinase inhibitors (TKIs), whose dosage can be adapted to each patient according to plasma levels, and, b) in a preclinical model, by tissue targeting with locoregional administration of cytotoxic chemotherapy to increase drug exposure in the target tissue while reducing systemic toxicity of the treatment.A comprehensive program for the Therapeutic Drug Monitoring (TDM) of the new class of targeted anticancer drugs of TKIs in patient's blood has been therefore initiated comprising the setting up, validation and clinical application of a multiplex assay by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry of TKIs in plasma from cancer patients. Information on drugs exposure may be clinically useful for an optimal follow-up of patients' anticancer treatment, especially in case of less than optimal clinical response, occurrence of adverse drug reaction effects and the numerous risks of drug-drug interactions. In this context, better knowledge of the potential drug interactions between TKIs and widely prescribed co- medications is of critical importance for clinicians, to improve their daily care of cancer patients. For one of the first TKI imatinib, TDM interpretation is nowadays based on total plasma concentrations but, only the unbound (free) form is likely to enter cell to exert its pharmacological action. Pharmacokinetic analysis of the total and free plasma level of imatinib measured simultaneously in patients have allowed to refine and validate a population pharmacokinetic model integrating factors influencing in patients the exposure of pharmacological active species. The equation developed from this model may be used for extrapolating free imatinib plasma concentration based on the total plasma levels that are currently measured in TDM from patients. Finally, the specific influence of Pglycoprotein on the intracellular disposition of TKIs has been studies in cell systems using the siRNA silencing approach.Another approach to enhance the selectivity of anticancer treatment may be achieved by the loco-regional administration of a cytostatic agent to the target organ while sparing non- affected tissues. Isolated lung perfusion (ILP) was designed for the treatment of loco-regional malignancies of the lung but clinical results have been so far disappointing. It has been shown in a preclinical model in rats that ILP with the cytotoxic agent doxorubicin alone allows a high drug uptake in lung tissue, and a low systemic toxicity, but was characterized by a high spatial tissular heterogeneity in drug exposure and doxorubicin uptake in tumor was comparatively smaller than in normal lung tissue. Photodynamic therapy (PDT) is a new approach for the treatment of superficial tumors, and implies the application of a sensitizer activated by a laser light at a specific wavelength, that disrupts endothelial barrier of tumor vessels to increase locally the distribution of cytostatics into the tumor tissue. PDT pre-treatment before intravenous administration of liposomal doxorubicin was indeed shown to selectively increase drug uptake in tumors in a rat model of sarcoma tumors to the lung.RésuméLe traitement de certains cancers s'est progressivement transformé et est passé de la chimiothérapie, cytotoxique et non spécifique, au traitement chronique des patients avec des thérapies moléculaires ciblées. Ces médicaments ont une action ciblée en interférant à un niveau spécifique du développement de la cellule tumorale. Dans les deux types d'approches thérapeutiques (chimiothérapie cytotoxique et traitements ciblés), on est confronté à la présence de toxicité et aux effets secondaires du traitement anticancéreux. Le but de cette thèse a donc été d'étudier diverses approches visant à améliorer l'efficacité et la tolérabilité du traitement anticancéreux, a) dans le cadre d'une recherche clinique, par le ciblage moléculaire grâce aux inhibiteurs de tyrosines kinases (TKIs) dont la posologie est adaptée à chaque patient, et b) dans un modèle préclinique, par le ciblage tissulaire grâce à l'administration locorégionale de chimiothérapie cytotoxique, afin d'augmenter l'exposition dans le tissu cible et de réduire la toxicité systémique du traitement.Un programme de recherche sur le suivi thérapeutique (Therapeutic Drug Monitoring, TDM) des inhibiteurs de tyrosine kinases a été ainsi mis en place et a impliqué le développement, la validation et l'application clinique d'une méthode multiplex par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem des TKIs chez les patients souffrant de cancer. L'information fournie par le TDM sur l'exposition des patients aux traitements ciblés est cliniquement utile et est susceptible d'optimiser la dose administrée, notamment dans les cas où la réponse clinique au traitement des patients est sous-optimale, en présence d'effets secondaires du traitement ciblé, ou lorsque des risques d'interactions médicamenteuses sont suspectés. Dans ce contexte, l'étude des interactions entre les TKIs et les co-médications couramment associées est utile pour les cliniciens en charge d'améliorer au jour le jour la prise en charge du traitement anticancéreux. Pour le premier TKI imatinib, l'interprétation TDM est actuellement basée sur la mesure des concentrations plasmatiques totales alors que seule la fraction libre (médicament non lié aux protéines plasmatiques circulantes) est susceptible de pénétrer dans la cellule pour exercer son action pharmacologique. L'analyse pharmacocinétique des taux plasmatiques totaux et libres d'imatinib mesurés simultanément chez les patients a permis d'affiner et de valider un modèle de pharmacocinétique de population qui intègre les facteurs influençant l'exposition à la fraction de médicament pharmacologiquement active. L'équation développée à partir de ce modèle permet d'extrapoler les concentrations libres d'imatinib à partir des concentrations plasmatiques totales qui sont actuellement mesurées lors du TDM des patients. Finalement, l'influence de la P-glycoprotéine sur la disposition cellulaire des TKIs a été étudiée dans un modèle cellulaire utilisant l'approche par la technologie du siRNA permettant de bloquer sélectivement l'expression du gène de cette protéine d'efflux des médicaments.Une autre approche pour augmenter la sélectivité du traitement anticancéreux consiste en une administration loco-régionale d'un agent cytostatique directement au sein de l'organe cible tout en préservant les tissus sains. La perfusion isolée du poumon (ILP) a été conçue pour le traitement loco-régional des cancers affectant les tissus pulmonaires mais les résultats cliniques ont été jusqu'à ce jour décevants. Dans des modèles précliniques chez le rat, il a pu être démontré que l'ILP avec la doxorubicine, un agent cytotoxique, administré seul, permet une exposition élevée au niveau du tissu pulmonaire, et une faible toxicité systémique. Toutefois, cette technique est caractérisée par une importante variabilité de la distribution dans les tissus pulmonaires et une pénétration du médicament au sein de la tumeur comparativement plus faible que dans les tissus sains.La thérapie photodynamique (PDT) est une nouvelle approche pour le traitement des tumeurs superficielles, qui consiste en l'application d'un agent sensibilisateur activé par une lumière laser de longueur d'onde spécifique, qui perturbe l'intégrité physiologique de la barrière endothéliale des vaisseaux alimentant la tumeur et permet d'augmenter localement la pénétration des agents cytostatiques.Nos études ont montré qu'un pré-traitement par PDT permet d'augmenter sélectivement l'absorption de doxorubicine dans les tumeurs lors d'administration i.v. de doxorubicine liposomale dans un modèle de sarcome de poumons de rongeurs.Résumé large publicDepuis une dizaine d'année, le traitement de certains cancers s'est progressivement transformé et les patients qui devaient jusqu'alors subir des chimiothérapies, toxiques et non spécifiques, peuvent maintenant bénéficier de traitements chroniques avec des thérapies ciblées. Avec les deux types d'approches thérapeutiques, on reste cependant confronté à la toxicité et aux effets secondaires du traitement.Le but de cette thèse a été d'étudier chez les patients et dans des modèles précliniques les diverses approches visant à améliorer l'activité et la tolérance des traitements à travers un meilleur ciblage de la thérapie anticancéreuse. Cet effort de recherche nous a conduits à nous intéresser à l'optimisation du traitement par les inhibiteurs de tyrosines kinases (TKIs), une nouvelle génération d'agents anticancéreux ciblés agissant sélectivement sur les cellules tumorales, en particulier chez les patients souffrant de leucémie myéloïde chronique et de tumeurs stromales gastro-intestinales. L'activité clinique ainsi que la toxicité de ces TKIs paraissent dépendre non pas de la dose de médicament administrée, mais de la quantité de médicaments circulant dans le sang auxquelles les tumeurs cancéreuses sont exposées et qui varient beaucoup d'un patient à l'autre. A cet effet, nous avons développé une méthode par chromatographie couplée à la spectrométrie de masse pour mesurer chez les patients les taux de médicaments de la classe des TKIs dans la perspective de piloter le traitement par une approche de suivi thérapeutique (Therapeutic Drug Monitoring, TDM). Le TDM repose sur la mesure de la quantité de médicament dans le sang d'un patient dans le but d'adapter individuellement la posologie la plus appropriée: des quantités insuffisantes de médicament dans le sang peuvent conduire à un échec thérapeutique alors qu'un taux sanguin excessif peut entraîner des manifestations toxiques.Dans une seconde partie préclinique, nous nous sommes concentrés sur l'optimisation de la chimiothérapie loco-régionale dans un modèle de sarcome du poumon chez le rat, afin d'augmenter l'exposition dans la tumeur tout en réduisant la toxicité dans les tissus non affectés.La perfusion isolée du poumon (ILP) permet d'administrer un médicament anticancéreux cytotoxique comme la doxorubicine, sélectivement au niveau le tissu pulmonaire où sont généralement localisées les métastases de sarcome. L'administration par ILP de doxorubicine, toxique pour le coeur, a permis une forte accumulation des médicaments dans le poumon, tout en épargnant le coeur. Il a été malheureusement constaté que la doxorubicine ne pénètre que faiblement dans la tumeur sarcomateuse, témoignant des réponses cliniques décevantes observées avec cette approche en clinique. Nous avons ainsi étudié l'impact sur la pénétration tumorale de l'association d'une chimiothérapie cytotoxique avec la thérapie photodynamique (PDT) qui consiste en l'irradiation spécifique du tissu-cible cancéreux, après l'administration d'un agent photosensibilisateur. Dans ce modèle animal, nous avons observé qu'un traitement par PDT permet effectivement d'augmenter de façon sélective l'accumulation de doxorubicine dans les tumeurs lors d'administration intraveineuse de médicament.

Phenotype of two Consanguineous Autosomic Recessive Retinitis Pigmentosa Families Caused by PDE6A and PDE6B Mutations

Purpose: To assess the clinical phenotype in two consanguineous Tunisian families with non syndromic autosomic recessive retinitis Pigmentosa (RP) caused by a PDE6A and PDE6B mutations.Methods: All accessible familiy members were included. Affected members from each family underwent full ophthalmic examination with best corrected Snellen visual acuity, fundus photography, optical coherence tomography and full field electroretinography. Haplotype analyses were used to test linkage in the family to 20 arRP loci, including ABCA4, LRAT, USH2A, RP29, CERKL, CNGA1, CNGB1, CRB1, EYS, RP28, MERTK, NR2E3, PDE6A, PDE6B, RGR, RHO, RLBP1, TULP1. All exons and intron-exon junctions of candidate genes not excluded by haplotype analysis were PCR amplified and directly sequenced.Results: Two family members were clinically affected with arRP in each pedigree. Age range at baseline was 43 to 54 years (mean age at baseline was 48 years). For all affected members, night blindness appeared since early childhood (at 4-5 years old) without nystagmus but with a severe progression and mild to severe loss of central vision at the second decade. Visual acuity at baseline ranged from 20/500 to 20/63. Kinetic visual field was severely constricted for one patient and unrealizable for the others. Funduscopic examination revealed bone spicule-shaped pigment deposits in the mid periphery along with atrophy of the retina, narrowing of the vessels and waxy optic discs. Tomograms showed macular atrophy in both cases of family A, and macular edema in the patients of family B. ERG showed a loss of both rod and cone responses. Haplotype analysis revealed homozygosity for microsatellites markers flanking PDE6A and PDE6B in family A and B, respectively. Sequencing of PDE6A in family A showed a homozygous R102S mutation. In family B, sequencing identified a D600N homozygous mutation. Both mutations cosegregated within each respective pedigree.Conclusions: For these families, affected members developed a severe form of non syndromic arRP. The two reported mutations have already been described. Our data further contribute to our understanding of genotype-phenotype correlations.

Acid-sensing ion channels : modulation by serine-proteases and involvement in acid-induced action potential generation in hippocampal neurons

SUMMARY Acid-sensing ion channels (ASICs) are non-voltage gated sodium channels. They are activated by rapid extracellular acidification and generate an inactivating inward current. Four ASIC genes have been cloned: ASIC1, 2, 3 and 4, with variants a and b for ASIC1and AS1C2. ASICs are expressed in neurons of the central (CNS) and peripheral nervous system (PNS). In the CNS, ASICs have a role in learning, memory, as well as in neuronal death in ischemia. In the PNS, ASICs are involved in the perception of acid-induced pain, as well as in mechanoperception. In one part of my thesis project, we addressed the question of the mechanism of regulation of ASIC1 a by the serine protease trypsin at the molecular level. Trypsin modifies the function of ASIC1 a but not of ASIC1b. In order to identify the channel region responsible for this effect, we created chimeras between ASIC1 a and 1b. Subsequently, to identify the exact trypsin target(s), we mutated predicted trypsin sites in the region identified by the chimera. In the second part of a project, we investigated the role of ASICs at the cellular level, in neuronal signaling. Using the whole-cell patch clamp in hippocampal neuronal culture, we studied the potential involvement of ASICs in action potential (AP) generation. In the first part of the thesis work, we showed that trypsin modifies ASIC1a function: it shifts the pH activation and the steady-state inactivation curve towards more acidic values and accelerates the time course of the channel recovery from inactivation. We also showed that trypsin cleaves ASIC1a and that the functional effect and a channel cleavage correlate. In the inactivated state, channels cannot be modified by trypsin. Cleavage occurs in a channel region that is also important for inactivation of all ASICs; a part of this region is critical for the inhibition of ASIC1 a by the spider toxin Psalmotoxin1. In the second part of the thesis work, we showed that ASIC activity can modulate AP generation. ASIC activity by itself can induce trains of APs. In situations in which this activity by itself is not sufficient to induce APs, it can contribute to AP generation. During high neuronal activity, ASIC activity can block already existing trains of APs. In conclusion, depending on the activity of neuron in a particular moment, ASICs can differently modulate AP generation; they can induce, facilitate or inhibit APs. We also showed that trypsin changes the capability of ASICs to modulate AP generation by shifting the pH dependence to more acidic values, which adapts channel gating to pH conditions which may occur in pathological conditions such as ischemia. Our finding that trypsin modifies ASIC1 a function identifies a novel pharmacological tool, and proposes a mechanism of ASIC1a regulation that may have a physiological importance. The identification of the exact site of trypsin action gives insight to the molecular mechanisms of ASIC regulation. This work proposes a role in modulation of AP generation for ASICs in the CNS. RESUME Les canaux ASIC sont les canaux ioniques activés par l'acidification rapide extracellulaire. Activés, ils génèrent un courant entrant qui inactive en présence de stimulus acide. Quatre gènes ASIC ont été clonés, ASIC1, 2, 3 et 4, avec les variants a et b pour ASIC1 et 2. Les ASICs sont exprimés dans les neurones du système nerveux central (SNC) et périphérique (SNP). Dans le SNC, les ASIC ont un rôle dans le mémoire, apprentissage et la mort neuronale dans t'ischémie. Dans le SNP, ils ont un rôle dans la perception de la douleur et méchanosensation. Dans une partie de mon projet de thèse, nous avons étudié les mécanismes de la régulation d'ASIC1a par la sérine-protéase trypsine au niveau moléculaire. La trypsine modifie la fonction d'ASIC1a et pas ASIC1b. Nous avons créé les chimères entre ASIC1 a et 1 b, afin d'identifier la région du canal responsable pour l'effet. Pour identifier le(s) site(s) exactes de l'action de la trypsine, nous avons muté les sites potentiels de la trypsine dans la région identifiée par les chimères. Dans la deuxième partie du projet, nous avons étudié le rôle des ASICs au niveau cellulaire. En utilisant la technique du patch clamp dans les cultures des neurones de l'hippocampe, nous avons étudié l'implication des ASICs dans la génération des potentiels d'action (PA). Nous avons montré que la trypsine agit sur le canal ASIC1a ; elle décale l'activation et « steady-state » inactivation vers les valeurs plus acides, et elle raccourcit le temps du « recovery » du canal. La trypsine coupe ASIC1a sur le résidu K145 et l'effet fonctionnel et la coupure corrèlent. Nous avons identifié la région du canal responsable pour l'inactivation de tous les ASICs ; une partie de cette région est responsable pour ['inhibition d'ASIC1 a par la Psalmotoxinel . Nous avons montré que les ASICs peuvent moduler la génération des PAs. L'activité des ASICs peut induire les trains des PAs. Quand l'activité des ASICs n'est pas suffisante pour induire le PA, elle peut contribuer à sa génération. Pendant l'activité neuronale forte, l'activité des ASICs peut bloquer les trains des PAs qui existent déjà. En conclusion, dépendant de l'activité neuronale, les ASICs peuvent moduler la génération des PAs différemment ; ils peuvent induire, faciliter ou inhiber les PAs. La trypsine change la capacité des ASICs de moduler les PAs. Après l'action de la trypsine, les ASICs peuvent moduler la génération des PAs dans les conditions légèrement acides, suivies par les fluctuations du pH acide, qui peuvent exister dans l'ischémie. Le fait que la trypsine agit sur ASIC1a définit l'outil pharmacologique et propose le mécanisme de la régulation d'ASICI a qui pourrait avoir l'importance physiologique. L'identification du site de l'action de la trypsine éclaircit les mécanismes moléculaires de la régulation des ASICs. Cette étude propose un rôle des ASICs dans la modulation de la génération des PAs. Résumé pour le public large Les neurones sont les cellules de système nerveux dont la fonction est la signalisation. Comme toutes les autres cellules, les neurones ont une membrane qui sépare l'intérieur du milieu extérieur. Cette membrane est imperméable pour des particules chargées (ions). Dans cette membrane existent les protéines spécifiques, « canaux », qui permettent le transport des ions d'un côté de la membrane à l'autre, comme réponse aux stimuli différents. Ce transport des ions à travers la membrane génère un courant, qu'on peut mesurer. Ce courant est la base de la communication entre les neurones, ou, ce qu'on appelle la signalisation neuronale. Quand ce courant est suffisamment grand, il permet la génération du potentiel d'action, qui est le message principal de communication neuronale. Les canaux ASIC (acid-sensing ion channel), que nous étudions dans le laboratoire, sont activés par les acides. Les acides sont relâchés dans beaucoup de situations dans le système nerveux. Les ASIC ont été découverts récemment (en 1996), et nous ne connaissons pas encore très bien toutes les fonctions de ces canaux. Nous savons qu'ils ont un rôle dans le mémoire, apprentissage, la sensation de la douleur et l'infarctus cérébral. Dans la première partie de ce projet de thèse, nous avons voulu mieux comprendre comment fonctionnent ces canaux. Pour faire ça, nous avons étudié la régulation des ASICs par une protéine, trypsine, qui coupe le canal ASIC. Nous avons étudié ou exactement la trypsine coupe le canal et quels effets ça produit sur la fonction du canal. Dans la deuxième partie du projet de thèse, nous avons voulu mieux connaître comment le canal fonctionne au niveau de la cellule, comment il interagit avec les autres canaux et si il a un rôle dans la génération des potentiels d'action. Nous avons pu montrer que la trypsine change la fonction du canal, ce qui lui permet de fonctionner différemment. Nous avons aussi déterminé ou exactement ta trypsine coupe le canal. Au niveau de la cellule, nous avons montré que les ASIC peuvent moduler la génération des potentiels d'action, étant, dépendant de l'activité du neurone, soit activateurs, soit inhibiteurs. La trypsine est une molécule qui peut être libérée dans le système nerveux pendant certaines conditions, comme l'infarctus cérébral. A cause de ça, les connaissances que la trypsine agit sur le anal ASIC pourraient être important physiologiquement. La connaissance de l'endroit exacte ou la trypsine coupe le canal nous aide à mieux comprendre la relation structure-fonction du canal. La modulation de la génération des potentiels d'actions par les ASIC indique que ces canaux peuvent avoir un rôle important dans la signalisation neuronale.

Prevalence of symptomatic and silent stress-induced perfusion defects in diabetic patients with suspected coronary artery disease referred for myocardial perfusion scintigraphy.

PURPOSE: Silent myocardial ischaemia--as evaluated by stress-induced perfusion defects on myocardial perfusion scintigraphy (MPS) in patients without a history of chest pain--is frequent in diabetes and is associated with increased rates of cardiovascular events. Its prevalence has been determined in asymptomatic diabetic patients, but remains largely unknown in diabetic patients with suspected coronary artery disease (CAD) in the clinical setting. In this study we therefore sought (a) to determine the prevalence of symptomatic and silent perfusion defects in diabetic patients with suspected CAD and (b) to characterise the eventual predictors of abnormal perfusion. METHODS: The patient population comprised 133 consecutive diabetic patients with suspected CAD who had been referred for MPS. Studies were performed with exercise (41%) or pharmacological stress testing (1-day protocol, (99m)Tc-sestamibi, 201Tl or both). We used semi-quantitative analysis (20-segment polar maps) to derive the summed stress score (SSS) and the summed difference score (SDS). RESULTS: Abnormal MPS (SSS> or =4) was observed in 49 (37%) patients (SSS=4.9+/-8.4, SDS=2.4+/-4.7), reversible perfusion defects (SDS> or =2) in 40 (30%) patients [SSS=13.3+/-10.9; SDS=8.0+/-5.6; 20% moderate to severe (SDS>4), 7% multivessel] and fixed defects in 21 (16%) patients. Results were comparable between patients with and patients without a history of chest pain. Of 75 patients without a history of chest pain, 23 (31%, 95% CI=21-42%) presented reversible defects (SSS=13.9+/-11.3; SDS=7.4+/-1.2), indicative of silent ischaemia. Reversible defects were associated with inducible ST segment depression during MPS stress [odds ratio (OR)=3.2, p<0.01). Fixed defects were associated with erectile dysfunction in males (OR=3.7, p=0.02) and lower aspirin use (OR=0.25, p=0.02). CONCLUSION: Silent stress-induced perfusion defects occurred in 31% of the patients, a rate similar to that in patients with a history of chest pain. MPS could identify these patients with a potentially increased risk of cardiovascular events.

Polymeric IgA is superior to monomeric IgA and IgG carrying the same variable domain in preventing Clostridium difficile toxin A damaging of T84 monolayers.

The two exotoxins A and B produced by Clostridium difficile are responsible for antibiotic-associated enterocolitis in human and animals. When added apically to human colonic carcinoma-derived T84 cell monolayers, toxin A, but not toxin B, abolished the transepithelial electrical resistance and altered the morphological integrity. Apical addition of suboptimal concentration of toxin A made the cell monolayer sensitive to toxin B. Both toxins induced drastic and rapid epithelial alterations when applied basolaterally with a complete disorganization of tight junctions and vacuolization of the cells. Toxin A-specific IgG2a from hybridoma PCG-4 added apically with toxin A alone or in combination with toxin B abolished the toxin-induced epithelial alterations for up to 8 h. The Ab neutralized basolateral toxin A for 4 h, but not the mixture of the two toxins. Using an identical Ab:Ag ratio, we found that recombinant polymeric IgA (IgAd/p) with the same Fv fragments extended protection against toxin A for at least 24 h in both compartments. In contrast, the recombinant monomeric IgA counterpart behaved as the PCG-4 IgG2a Ab. The direct comparison between different Ig isotype and molecular forms, but of unique specificity, demonstrates that IgAd/p Ab is more efficient in neutralizing toxin A than monomeric IgG and IgA. We conclude that immune protection against C. difficile toxins requires toxin A-specific secretory Abs in the intestinal lumen and IgAd/p specific for both toxins in the lamina propria.