Secretory immunoglobulin A: well beyond immune exclusion at mucosal surfaces.

At mucosal surfaces, secretory IgA (SIgA) antibodies serve as the first line of defense against microorganisms through a mechanism called immune exclusion that prevents interaction of neutralized antigens with the epithelium. In addition, SIgA plays a role in the immune balance of the epithelial barrier through selective adhesion to M cells in intestinal Peyer's patches. This mediates the transepithelial retro-transport of the antibody and associated antigens from the intestinal lumen to underlying gut-associated organized lymphoid tissue. In Peyer's patches, SIgA-based immune complexes are internalized by underlying antigen-presenting cells, leaving the antigen with masked epitopes, a form that limits the risk of overwhelming the local immune protection system with danger signals. This translates into the onset of mucosal and systemic responses associated with production of anti-inflammatory cytokines and limited activation of antigen-presenting cells. In the gastrointestinal tract, SIgA exhibits thus properties of a neutralizing agent (immune exclusion) and of an immunopotentiator inducing effector immune responses in a noninflammatory context favorable to preserve local homeostasis.

The roles of PKCδ and Src kinases in the glucocorticoid induction and the TGF-β superinduction of the mouse mammary tumor virus transcription in B lymphocytes

Résumé : Le virus tumoral de la glande mammaire de la souris (MMTV) est un rétrovirus provoquant le développement de tumeurs dans les glandes mammaires des souris susceptibles femelles. Au cours de son évolution, le virus s'est adapté et s'exprime dans des cellules spécialisées. Les lymphocytes B sont les premières cellules infectées et elles sont essentielles pour la propagation de l'infection aux glandes mammaires. Dans notre étude, le virus MMTV a été utilisé afin d'examiner les voies de signalisation induites par les glucocorticoïdes (dexaméthasone (dex), une hormone stéroïdienne) et le transforming growth factor-f3 (TGF-P, une cytokine), deux molécules impliquées dans l'activation de la transcription à partir du promoteur du MMTV dans les cellules B. Le TGF-P seul n'influence pas l'activité du promoteur du MMTV. Par contre, en synergie avec dex, le TGF-P provoque une super-induction de l'expression du promoteur par rapport à une stimulation par le glucocorticoïde seul. Cette super-induction est régulée par une famille de protéines, les Smads. Ainsi, dans les lymphocytes B, l'utilisation du MMTV a permis de mettre en évidence une nouvelle synergie entre les glueocortieoïdes et le TGF-p. pans ce travail, l'utilisation d'inhibiteurs pharmacologiques et de mutants « dominant-négatifs » nous a pet mis de démontrer qu'une Protéine Kinase C delta (PKC5) active est impliquée dans la transduction du signal lors de la réponse au dex ainsi que celle au TGF-P. Néanmoins, la PKC5 est régulée différemment dans chaque voie spécifique : la voie du TGF-p nécessitait l'activation du PKC5 par diacylglycerol (DAG) et la phosphorylation de tyrosines spécifiques, alors que la voie impliquant les glucocorticoïdes ne le nécessitait pas. Nous avons aussi démontré qu'une tyrosine kinase de la famille Src est responsable de la phosphorylation des tyrosines sur la PKC5. Les essais de kinase in vitro nous ont permis de découvrir que plusieurs Src kinases peuvent phosphoryler la PKC6 dans les cellules B et qu'elles étaient constitutivement actives. Enfin, nous avons montré qu'il existe une interaction protéine - protéine induite par dex, entre le récepteur aux glucocorticoïdes (GR) et la PKC5 dans les cellules B, une association qui n'a pas été démontrée auparavant. Par ailleurs, nous avons analysé les domaines d'interactions entre PKC5 et GR en utilisant les essais de «GST pull-down». Nos résultats montrent que le domaine régulateur de la PKC5 et celui qui interagit avec l'ADN du GR sont impliqués. En résumé, nous avons trouvé que dans une lignée lymphocytaire B, le virus MMTV utilise des mécanismes pour réguler à la fois la transcription et la voie de signalisation qui sont différents de ceux utilisés dans les cellules mammaires épithéliales et les fibroblastes. Nos découvertes pourraient être utilisées comme modèles pour l'étude de gènes cellulaires impliqués dans des processus tels qu'inflammation, immunité ou cancérogénèse. Summary: Mouse Mammary Tumor Virus (MMTV) is a retrovirus that causes tumors in the mammary glands of susceptible female mice and has adapted evolutionarily to be expressed in specialized cells. The B lymphocytes are the first cells to be infected by the MMTV and are essential for the spread of infection to the mammary glands. Here, we used the MMTV as a model system to investigate the signalling cascade induced by giucocorticoids (dexamethasone, "dex", a steroid hormone), and by Transforming Growth Factor-beta (TGF-P, a cytokine) leading to its transcriptional activation in B lymphocytes. By itself, TGF-I3 does not affect the basal activity of the MMTV promoter. However, TGF-13 significantly increases glucocorticoid-induced expression, through its effectors, the Smad factors. Thus, MMTV in B cells demonstrates a novel synergism between glucocorticoids and TGF-16. In this thesis project, we present evidence, based on the use of pharmacological inhibitors and of dominant-negative mutants, that an active Protein Kinase C delta (PKC6) is required as a signal transducer for the dex response and for the TGF-P superinduction as well. The PKC6 is differentially regulated in each specific pathway: whereas the TGF-13 superinduction required PKC6 to be activated by diacylglycerol (DAG) and to be phosphorylated at specific tyrosine residues, the glueocorticoid-induced pathway did not. We also showed that a protein tyrosine kinase of the Src family is responsible for the phosphorylation of tyrosines on PKC6. By performing in vitro kinase assays, we found that several Src kinases of B cells were able to phosphorylate PKC6 and that they were constitutively active. Finally, we demonstrate a dex-dependent functional protein-protein interaction between the glucocorticoid receptor (GR) and PKC6 in B cells, an association that has not been previously described. We further analysed the interacting domains of PKG6 and GR using in vitro GST pull-down assays, whereby the regulatory domain of PKC6 and the extended DNA-binding domain of the GR were involved. In summary, we found that in B-lymphoid cell lines, MMTV uses novel mechanisms of transcriptional control and signal transduction that are different from those at work in mammary epithelial or fibroblastic cells. These findings will be used as model for cellular genes involved in cellular processes such as immune functions, inflammation, or oncogenic transformation that may have a similar pattern of regulation.

A study of the translational regulation exerted by some neuroactive substances on the expression of the monocarboxylate transporter MCT2 in cultured cortical neurons

Summary of the thesis Glucose has been considered the major, if not the exclusive, energy substrate for the brain. But under certain conditions other substrates, namely monocarboxylates (lactate, pyruvate, and ketone bodies), can contribute significantly to satisfy brain energy demands. These monocarboxylates need to be transported across the blood brain barrier as well as out of astrocytes into the extracellular space and taken up into neurons. It has been shown that monocarboxylates are transported by a family of proton-linked transporters called monocarboxylate transporters (MCTs). In the central nervous system, MCT2 is the predominant neuronal form and little is known about the regulation of its expression. The neurotransmitter noradrenaline (NA) was shown previously to enhance the expression of MCT2 in cultured cortical neurons via a translational mechanism. Here, we demonstrate that two other substances, namely, insulin and IGF-1 enhance MCT2 protein expression in cultured mouse cortical neurons in a time- and concentrationdependent manner without affecting MCT2 mRNA levels. This result confirmed that MCT2 protein expression is translationally regulated and extend the observation to different types of neuroactive substances. Then we sought to determine by which signaling pathway(s) NA, insulin and IGF-1 can induce MCT2 protein expression. First, we observed by Western blot that all three substances cause activation of the MAP kinase ERK as well as the kinase Akt via their phosphorylation. Moreover, the mTOR/S6K pathway which is known to play an important role in translation initiation regulation was also strongly stimulated by all three substances. Second, we sought to determine the implication of these signaling pathways on the NA-, insulin- and IGF-1-induced enhancement of MCT2 protein expression and used specific inhibitors of these signaling pathways. We observed that the Pia kinase and mTOR inhibitors LY294002 and rapamycin respectively, strongly prevent the enhancement. of MCT2 expression caused by either NA, insulin ar IGF-1. In contrast, the MEK inhibitor PD98059 and the p38 MAP kinase inhibitor SB202190 had only a slight effect on the enhancement of MCT2 expression in all three cases. These results suggest that NA, insulin and IGF-1 regulate MCT2 protein expression by a common mechanism most likely involving the Akt/PKB pathway and translational activation via mTOR. In conclusion, considering the roles of NA, insulin and IGF-1 in synaptic plasticity, the tight translational regulation of MCT2 expression by these substances may represent a common mechanism through which supply of potentiated synapses with nonglucose energy substrates can be adapted to the level of activity. Résumé du travail de thèse Le glucose représente le substrat énergétique majeur pour le cerveau. Cependant, dans certaines conditions physiologiques ou pathologiques, le cerveau a la capacité d'utiliser des substrats énergétiques appartenant à la classe des monocarboxylates (lactate, pyruvate et corps cétoniques) afin de satisfaire ses besoins énergétiques. Ces monocarboxylates doivent être transportés à travers la barrière hématoencéphalique mais aussi hors des astrocytes vers l'espace extracellulaire puis re-captés par les neurones. Leur transport est assuré par une famille de transporteurs spécifiques, protons-dépendants, appelés transporteurs aux monocarboxylates (MCTs). Dans le système nerveux central, les neurones expriment principalement l'isoforme MCT2 mais peu d'informations sont disponibles concernant la régulation de son expression. Il a été montré que le neurotransmetteur noradrénaline (NA) augmente l'expression de MCT2 dans les cultures de neurones corticaux de souris par le biais d'un mécanisme de régulation traductionnel. La présente étude nous a permis de démontrer que deux autres substances, l'insuline et 17GF-1, induisent une augmentation de la protéine MCT2 dans ces mêmes cultures selon un décours temporel et une gamme de concentrations particulière. Etonnamment, aucun changement n'a été observé concernant les niveaux d'ARNm de MCT2. Ce résultat .confirme que la protéine MCT2 est régulée de manière traductionnelle et révèle que différentes substances neuro-actives peuvent réguler l'expression de MCT2. Compte tenu de ces observations, nous avons voulu déterminer par quelle(s) voie(s) de signalisation la NA, l'insuline et l'IGF-1 exercent leur effet sur l'expression de MCT2. Dans un premier temps, nous avons pu observer par Western blot que ces trois substances activent la MAP kinase ERK ainsi que la kinase Akt via leur phasphorylation. De plus, la voie mTOR/S6K, connue pour son implication dans la régulation de l'initiation de la traduction est aussi fortement activée par ces trois substances. Dans un second temps, nous avons voulu déterminer I implication de chacune de ces voies de signalisation dans l'augmentation de l'expression de la protéine MCT2 observée après stimulation à la NA, à l'insuline et à l'IGF-1. Pour ce faire, nous avons utilisé des inhibiteurs spécifiques de chacune de ces voies. (Vous avons observé que les inhibiteurs des voies PI3 kinase et mTOR (LY294002 et rapamycin respectivement), prévenaient fortement l'augmentation de l'expression de MCT2 induite par la NA, l'insuline ou (IGF-1. A l'inverse, les inhibitions de la MAP kinase .kinase MEK ainsi que de la MAP kinase p38 (par l'utilisation des inhibiteurs spécifiques PD98059 et SB202190 respectivement) n'ont eu qu'un léger effet dans ces mêmes conditions. Ces résultats suggèrent que la NA, 'l'insuline et I~GF-1 régulent l'expression de la protéine MCT2 par un mécanisme commun impliquant probablement la voie Akt/PKB et l'activation de la traduction via mTOR. En conclusion, considérant l'implication de la NA, de l'insuline et de I`IGF-1 dans la plasticité synaptique, le contrôle traductionnel étroit exercé par ces substances sur l'expression de MCT2 pourrait être un moyen d'alimenter en substrats énergétiques autres que le glucose les synapses activées et également d'adapter l'approvisionnement en substrats énergétiques au niveau d'activité. Résumé « grand public » Le cerveau est un organe qui réalise des tâches complexes nécessitant un apport important en énergie. La principale source d'énergie du cerveau est le glucose. Bien que le cerveau ne représente que 2% de la masse corporelle, il consomme à lui seul plus de 25% du glucose et 20% de l'oxygène provenant de la circulation sanguine. La nécessité d'un tel apport en énergie réside dans la nature -même du fonctionnement des milliards de neurones qui utilisent des signaux électriques et chimiques pour communiquer entre eux. Hormis l'utilisation massive du glucose comme source d'énergie, le cerveau est capable de consommer d'autres substrats énergétiques dans certaines conditions physiologiques ou pathologiques. Les monocarboxylates (lactate, pyruvate et corps cétoniques) font partie de ces autres sources d'énergie. Contrairement au glucose, les monocarboxylates ne diffusent pas facilement de la circulation sanguine vers les neurones. Afin de pouvoir être consommés par les neurones, ils doivent être transportés par un système adapté. Ce sont des transporteurs appelés transporteurs aux monocarboxylates ou MCT qui permettent le passage de ces substrats énergétiques du sang vers les neurones. Le but de ce travail de thèse a été de comprendre comment est régulée l'expression de MCT2, l'un de ces transporteurs exprimé spécifiquement à la surface des neurones. Cette étude nous a permis de mettre en évidence que le neurotransmetteur noradrénaline ainsi que les hormones insuline et IGF-1 (insulinlike growth factor-1) sont capables d'induire une augmentation d'expression de MCT2 à la surface des neurones en culture. Nous avons ensuite voulu déterminer par quels mécanismes de signalisation ces substances agissent sur l'expression de MCT2. Nous avons pu observer que la surexpression de la protéine MCT2 est due à une augmentation d'activité traductionnelle (la traduction étant une des étapes qui permet la synthèse des protéines) induite par le biais d'une voie de signalisation particulière. En conclusion, lorsque la noradrénaline, l'insuline ou 17GF-1 agissent sur les neurones, la traduction de la protéine MCT2 est activée et on observe une augmentation de l'expression de MCT2. Ce mécanisme pourrait permettre d'augmenter l'apport énergétique au niveau des neurones en augmentant le nombre de transporteurs pour les substrats énergétiques que sont les monocarboxylates. D'un point de vue physiologique, cette régulation d'expression pourrait jouer un rôle primordial dans des situations d'apprentissage et de mémorisation. Sur le plan pathologique, cela pourrait permettre de prévenir les dommages causes aux neurones dans certains cas d'atteintes cérébrales.

Simultaneous EEG-fMRI at ultra-high field: Artifact prevention and safety assessment.

The simultaneous recording of scalp electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) can provide unique insights into the dynamics of human brain function, and the increased functional sensitivity offered by ultra-high field fMRI opens exciting perspectives for the future of this multimodal approach. However, simultaneous recordings are susceptible to various types of artifacts, many of which scale with magnetic field strength and can seriously compromise both EEG and fMRI data quality in recordings above 3T. The aim of the present study was to implement and characterize an optimized setup for simultaneous EEG-fMRI in humans at 7T. The effects of EEG cable length and geometry for signal transmission between the cap and amplifiers were assessed in a phantom model, with specific attention to noise contributions from the MR scanner coldheads. Cable shortening (down to 12cm from cap to amplifiers) and bundling effectively reduced environment noise by up to 84% in average power and 91% in inter-channel power variability. Subject safety was assessed and confirmed via numerical simulations of RF power distribution and temperature measurements on a phantom model, building on the limited existing literature at ultra-high field. MRI data degradation effects due to the EEG system were characterized via B0 and B1(+) field mapping on a human volunteer, demonstrating important, although not prohibitive, B1 disruption effects. With the optimized setup, simultaneous EEG-fMRI acquisitions were performed on 5 healthy volunteers undergoing two visual paradigms: an eyes-open/eyes-closed task, and a visual evoked potential (VEP) paradigm using reversing-checkerboard stimulation. EEG data exhibited clear occipital alpha modulation and average VEPs, respectively, with concomitant BOLD signal changes. On a single-trial level, alpha power variations could be observed with relative confidence on all trials; VEP detection was more limited, although statistically significant responses could be detected in more than 50% of trials for every subject. Overall, we conclude that the proposed setup is well suited for simultaneous EEG-fMRI at 7T.

Positional scanning-synthetic peptide library-based analysis of self- and pathogen-derived peptide cross-reactivity with tumor-reactive Melan-A-specific CTL.

Synthetic combinatorial peptide libraries in positional scanning format (PS-SCL) have recently emerged as a useful tool for the analysis of T cell recognition. This includes identification of potentially cross-reactive sequences of self or pathogen origin that could be relevant for the understanding of TCR repertoire selection and maintenance, as well as of the cross-reactive potential of Ag-specific immune responses. In this study, we have analyzed the recognition of sequences retrieved by using a biometric analysis of the data generated by screening a PS-SCL with a tumor-reactive CTL clone specific for an immunodominant peptide from the melanocyte differentiation and tumor-associated Ag Melan-A. We found that 39% of the retrieved peptides were recognized by the CTL clone used for PS-SCL screening. The proportion of peptides recognized was higher among those with both high predicted affinity for the HLA-A2 molecule and high predicted stimulatory score. Interestingly, up to 94% of the retrieved peptides were cross-recognized by other Melan-A-specific CTL. Cross-recognition was at least partially focused, as some peptides were cross-recognized by the majority of CTL. Importantly, stimulation of PBMC from melanoma patients with the most frequently recognized peptides elicited the expansion of heterogeneous CD8(+) T cell populations, one fraction of which cross-recognized Melan-A. Together, these results underline the high predictive value of PS-SCL for the identification of sequences cross-recognized by Ag-specific T cells.

Topographic ERP analyses: a step-by-step tutorial review.

In this tutorial review, we detail both the rationale for as well as the implementation of a set of analyses of surface-recorded event-related potentials (ERPs) that uses the reference-free spatial (i.e. topographic) information available from high-density electrode montages to render statistical information concerning modulations in response strength, latency, and topography both between and within experimental conditions. In these and other ways these topographic analysis methods allow the experimenter to glean additional information and neurophysiologic interpretability beyond what is available from canonical waveform analyses. In this tutorial we present the example of somatosensory evoked potentials (SEPs) in response to stimulation of each hand to illustrate these points. For each step of these analyses, we provide the reader with both a conceptual and mathematical description of how the analysis is carried out, what it yields, and how to interpret its statistical outcome. We show that these topographic analysis methods are intuitive and easy-to-use approaches that can remove much of the guesswork often confronting ERP researchers and also assist in identifying the information contained within high-density ERP datasets.

Influence of sodium intake on circulating levels of neuropeptide Y.

Neuropeptide Y (NPY) is present in the adrenal medulla, in sympathetic neurons as well as in the circulation. This peptide not only exerts a direct vasoconstrictor effect, but also potentiates the vasoconstriction evoked by norepinephrine and sympathetic nerve stimulation. The vasoconstrictor effect of norepinephrine is also enhanced by salt loading and reduced by salt depletion. The purpose of this study was therefore to assess whether there exists a relationship between dietary sodium intake and the levels of circulating NPY. Uninephrectomized normotensive rats were maintained for 3 weeks either on a low, a regular or a high sodium intake. On the day of the experiment, plasma levels of NPY and catecholamines were measured in the unanesthetized animals. There was no significant difference in plasma norepinephrine and epinephrine levels between the 3 groups of rats. Plasma NPY levels were the lowest (65.4 +/- 8.8 fmol/ml, n-10, Mean +/- SEM) in salt-restricted and the highest (151.2 +/- 25 fmol/ml, n-14, p less than 0.02) in salt-loaded animals. Intermediate values were obtained in rats kept on a regular sodium intake (117.6 +/- 20.1 fmol/ml). These findings are therefore compatible with the hypothesis that sodium balance might to some extent influence blood pressure regulation via changes in circulating NPY levels which in turn modify blood pressure responsiveness.

Angiotensin II antagonists: a new class of antihypertensive agent

Losartan is an orally active angiotensin II antangonist that selectively blocks effects mediated by the stimulation of the AT1 subtype of the angiotensin II receptor. This agent, at doses of 50-150mg/day, is as effective at lowering blood pressure as chronic angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitors. Losartan is generally well tolerated and has an incidence of adverse effects very similar, in double-blind controlled trials, to that of placebo. It does not cause coughing, the most common side-effect of the ACE inhibitors, most probably because angiotensin II antagonism has no impact on ACE, an enzyme known to process bradykinin and other cough-inducing peptides. Losartan is a promising antihypertensive agent with the potential to become a first-line option for the treatment of patients with high blood pressure.

Spinal cord stimulation treatment for angina pectoris: more than a placebo?

BACKGROUND: The effects of thoracolumbal spinal cord stimulation (SCS) are confined to restricted microcirculatory areas. This limitation is generally attributed to a predominantly segmental mode of action on the autonomic nervous system. The goal of this study was to determine whether SCS applied close to supraspinal autonomic centers would induce generalized hemodynamic changes that could explain its alleged antianginal properties. METHODS: Invasive hemodynamic tests were performed in 15 anesthetized Göttingen minipigs submitted to iterative cervical SCS of various duration and intensity. RESULTS: Hemodynamic changes exceeding 10% were observed in 59 of 68 SCS sessions (87%). Their extent and time to peak varied with SCS intensity. At 2, 5, and 10 V, significant (t test p < 0.05) peak changes occurred in cardiac output (+34%, +29%, and +28%, respectively), stroke volume (+19%, +16%, +15%), mean pressure (+9%, +27%, +40%), heart rate (+14%, +23%, +14%), systemic (-17%, NS, NS), and pulmonary vascular (25%, NS, NS) resistances. Strikingly, at 2 V, the increase in cardiac output (+34%) was higher than the synchronous rise in rate pressure product (+22%), indicating efficient cardiac work. At 10 V, however, the cardiac work was inefficient (rate pressure product + 53%/cardiac output + 28%). CONCLUSIONS: Low-voltage cervical neuromodulation reduces the postcharge and improves cardiac work efficiency. The resulting reduction in oxygen myocardial demand may account for decreased anginal pain.

Decreased well-being after job loss : testing omitted causes

Job loss is widely known to lead to a substantial decrease in workers' subjective well-being. Functionalist theories explain this fact by arguing that the fundamental needs that work fulfills are absent during unemployment. Recent evidence from longitudinal studies however contradicts this approach, showing that workers who find a new job do not fully regain their former level of well-being upon reemployment. Therefore other mechanisms must be at work. We suggest that changes in social or economic domains of workers' lives - triggered by job displacement - lead to the observed changes in well-being. Drawing on a unique data set from a survey of workers displaced by plant closure in Switzerland after the financial crisis of 2008, our analysis confirms the previous result that finding a job after displacement does not completely restore workers' pre-displacement level of well-being. The factors that best explain this outcome are changes in social domains, notably changes in workers' job - related social status and their relationships to friends. This result provides valuable insights about the long lasting scars job displacement leaves on workers' lives.

The role of dentritic cells in leishmania infection : use of novel DC lines for the development of monoclonal antibodies

Les cellules dendritiques (DCs) sont des cellules multifonctionnelles qui font le lien entre le sytème immunitaire inné et adaptatif chez les mammifères. Il existe plusieurs sous-types de DCs basés sur leurs fonctions et l'endroit où elles se situent dans le corps. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié le rôle de ces cellules face à une infection parasitaire. La Leishmania est un parasite causant une maladie appelée Leishmaniose, maladie endémique de l'Afrique, de l'Asie et de certaines régions de l'Amérique du Sud. Certaines espèces causent des lésions cutanées, alors que d'autres causent des lésions dans les muqueuses ou dans les organes internes. Le système immunitaire répond en générant une réponse inflammatoire qui élimine l'infection. Lors d'une réponse non-inflammatoire (de type cytokines, chemokines), cela va amener à une persistance du parasite sur le long terme. Les DC s'activant en présence du parasite dans la peau, vont le transporter vers un ganglion. A cet endroit, se trouvent différents sous-types de DC qui ont la particularité de présenter l'antigène (spécifique à la Leishmaniose) aux lymphocytes T, ce qui va alors amener à une réponse immunitaire puissante contre le parasite. Nous avons comparé différentes espèces de Leishmaniose dans leur façon d'activer les DC et différents modèles de souris ont été utilisé dans ce but-là. Les souris du type C57BL/6 sont connues pour être résistantes à L. major et sensibles à L. mexicana, alors qu'au contraire, les souris Balb/c sont connues pour être sensibles à ces deux espèces. En utilisant des parasites fluorescents transgéniques, nous avons comparé ces deux espèces de parasites (L. major et L. mexicana) en recherchant quelles cellules elles sont capables d'infecter in-vivo dans un modèle murin. Le rôle général des DC dans une infection à L. major a déjà été décrit. Dans notre étude, nous avons étudié le besoin en DC CD8a+ dans les ganglions afin d'engendrer une réponse face à une infection à L. major. Les souris qui n'ont pas ce sous-type de DC sont beaucoup plus sensibles à l'infection : elles ont des marqueurs inflammatoires plus bas et des lésions plus grandes. Nous avons également remarqué que les DC CD8a+ jouent un rôle crucial dans une phase plus avancée de l'infection. Dans notre laboratoire, nous avons la chance d'avoir une source illimitée de DCs de sous-type CD8a+ provenant d'une souris génétiquement modifiée par nos soin. Grâce à cela, nous avons utilisé ces cellules CD8a+ pour immuniser des rats afin de produire des anticorps monoclonaux ayant des propriétés spécifiques comme l'identification de protéines uniques présentes à la surface des DC et qui ensuite, modulent une réponse immunitaire in-vivo. Nous sommes actuellement en phase de caractérisation de plus de 750 hybridomes générés dans notre laboratoire. - Les cellules dendritiques (DCs) constituent le lien entre le système inné et adaptatif de la réponse immunitaire, car elles sont capables de présenter l'antigène, de donner la co- stimulation et de relâcher des cytokines et chimokines. Au cours de cette thèse, nous avons exploré différentes familles de DC lors d'infections parasitaires, telles que la Leishmaniose, parasite intracellulaire qui infecte les mammifères. La plupart des lésions cutanées résistantes sont caractérisées par une réponse pro-inflammatoire générée par l'IL-12. A l'inverse, pour la forme non résistante, la réponse est générée par l'IL-4 et l'IL-10, dans les modèles murins vulnérables. L'infection avec Lmajor a été caractérisée chez la souris C57BL/6 (Thl) et chez la souris Balb/c (Th2). Chez la souris C57BL/6 la lésion guérit, alors que chez la souris Balb/c, la lésion est au contraire non-cicatrisante. Nous avons comparé l'activation causée dans l'ensemble des DC par différentes espéces de Leishmania, et plus spécifiquement dans les DC CD8a+ présentes dans les ganglions lymphatiques et leur rôle dans la vulnérabilité à L. major. Ces cellules sont spécialisées dans la présentation croisée d'antigènes exogènes par le CMH-I et le haut taux de production d'IL-12 après activation. En utilisant des DC dérivées de moelle osseuse, nous avons constaté que L. guyanensis V+ (transportant un retrovirus) était le plus efficace pour l'activation des DC in-vitro comparé à L. major, L. mexicana et L. guyanensis (V-). Toutefois, in-vivo, les souris infectées avec L. major ont vu la taille de leur ganglions lymphatiques drainants augmentée, 3-6 semaines après l'infection dans les deux espèces de souris (les C57BL/6 résistantes et les Balb/c sensibles). En utilisant un parasite fluorescent transgénique, nous avons trouvé que les souris C57BL/6 sensibles à Lmexicana ont un nombre plus important de cellules Β infectées et un plus petit nombre de DC dérivées des monocytes inflammatoires, comparé au souris infectées avec L. major. Les conséquences de ces observations sont encore à l'étude. Des souris déficientes en CD8ct+DC et CD103+ sont plus sensibles à L. major que les souris WT: leurs lésions sont plus grandes et la charge parasitaire est plus importante. Nous avons généré une chimère de moelles osseuse CD11-DTR et Batf3-/- en mélangeant les moelles de ces deux souris, afin de déterminer le temps après infection où le manque de DC's CD8a+ contribue le plus à l'augmentation de la vulnérabilité chez la souris KO. Ces souris produisent plus d'IgG1 et IgE, font une réponse Th2 plus forte et Thl moins forte. Nous avons constaté que les souris déficientes en DC CD8a+ au début de la réponse immunitaire adaptive (trois semaines après injection) maintiennent un haut taux de lésions de grande taille, semblable à celui des souris chez qui les cellules ont été déplétées avant l'injection. Cela indique que les DC CD8a+ sont nécessaires pour l'efficacité de l'immunité dans la phase chronique de l'infection à L. major. Parallèlement à cela, nous avons aussi commencé une génération d'anticorps monoclonaux dirigés contre les DC CD8a+ activés en utilisant des souches établies dans notre laboratoire. En partant d'une librairie de 763 hybridomes, nous avons identifié plusieurs clones dignes d'intérêt avec une capacité fonctionnelle à moduler la prolifération et la sécrétion de cytokines des cellules T, ainsi que les molécules de co-stimulation présentes à la surface des DC activées elle-même. - Dendritic cells (DCs) are the bridge between the innate and the adaptive arms of the immune systems. They are professional antigen presentation cells and have important cytokine/chemokine release functions. In this dissertation we have focussed on the study of the different subsets of DCs in parasitic infection immunity. Leishmania are intra-cellular parasites of many different species that infect mammals. Most cutaneous lesions that are self- healing are characterized with a pro-inflammatory response with IL-12 while high levels of cytokines such as IL-4 and IL-10 characterized in susceptible mouse models. In mice L. major infection has been well characterized in C57BL/6 mice (Thl) that form healing lesions while Balb/c mice (Th2) form non-healing lesions. This thesis is focussed on comparing DC activation at large by different strains of Leishmania and more specifically, dLN resident CD8a+ DCs and their role in L. major susceptibility. This subset is specialized in cross- presentation of exogenous antigens in the MHC-I pathway and produce high levels of EL-12. Using bone marrow derived DCs we found that L. guyanensis V+ (carrying a retro-virus) was the most efficient at activating DCs in-vitro. In-vivo however L. major infected mice had the largest dLNs 3-6 weeks after infection in both genetically resistant C57BL/6 and susceptible Balb/c mice. Using transgenic fluorescent parasites, we found that C57BL/6 mice which are susceptible to L. mexicana had more number of infected Β cells and fewer number of infected inflammatory monocyte derived DCs in contrast to L. major infection. Using mice deficient in CD8a+ DCs, we found that these mice were more susceptible to L. major than their WT counterparts. They made larger lesions, had higher parasite burdens, higher levels of Th2 indicating immunolgloblins as measured by higher serie IgE levels and lower CD4+ IFNy+ cells. A mixed bone marrow chimera system of CDllc-DTR and Batf3~'~ was generated to determine the time point at which the lack of CD8a+ DCs most contributes to the increased susceptibility in KO mice. We found that mice depleted of CD8a+ DCs at the advent of the adaptive response (3 weeks after infection) maintained the significantly higher lesion size similar to mice whose cells were depleted from the onset of infection. This indicates that CD8a+ DCs are required for effective immunity in the chronic phase of L. major infection. We also began the generation of a valuable tool of monoclonal antibodies against activated CD8a+ DCs using our in-house DC line. From a library of 763 hybridomas we have identified several interesting clones with a functional ability to modulate Τ cell proliferation and cytokine secretion as well as down-modulating co-stimulatory molecules on activated DC cells themselves.

Stimulation of hematopoiesis in vivo by recombinant bacterial murine interleukin 3.

Mouse interleukin 3 (IL-3) cDNA was cloned into a plasmid construction, allowing the synthesis of very high quantities of IL-3 in Escherichia coli. The recombinant (r) IL-3, purified to homogeneity, was active in vitro on the proliferation and differentiation of various hematopoietic progenitor cells at 1 pM. To maintain detectable blood levels of IL-3, osmotic pumps containing rIL-3 or control solutions were placed under the skin of normal and irradiated C3H/HeJ and (BALB X B10) F1 mice. The effect of IL-3 on hematopoietic progenitor cell numbers in spleen and bone marrow was evaluated 3 and 7 days later by using an in vitro clonal assay. The results demonstrated the following: (i) Doses of IL-3 infused at the rate of 2.5-5 ng per g of body weight per hr were sufficient to increase the numbers of hematopoietic progenitors in normal mice by at least 2-fold within 3 days. (ii) In mice with progenitor cell levels depressed by sublethal irradiation, 7-day treatment with IL-3 resulted in a 10-fold increase to near normal levels. (iii) The erythroid and myeloid lineages appeared to be enhanced to the same extent. (iv) Enhancement of hematopoiesis occurred primarily in spleen, but hematopoietic foci were also evident in the liver; in contrast, total cell and progenitor cell numbers were decreased in the bone marrow.

PGE2-induced colon cancer growth is mediated by mTORC1.

The inflammatory prostaglandin E2 (PGE2) cytokine plays a key role in the development of colon cancer. Several studies have shown that PGE2 directly induces the growth of colon cancer cells and furthermore promotes tumor angiogenesis by increasing the production of the vascular endothelial growth factor (VEGF). The signaling intermediaries implicated in these processes have however not been fully characterized. In this report, we show that the mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1) plays an important role in PGE2-induced colon cancer cell responses. Indeed, stimulation of LS174T cells with PGE2 increased mTORC1 activity as observed by the augmentation of S6 ribosomal protein phosphorylation, a downstream effector of mTORC1. The PGE2 EP4 receptor was responsible for transducing the signal to mTORC1. Moreover, PGE2 increased colon cancer cell proliferation as well as the growth of colon cancer cell colonies grown in matrigel and blocking mTORC1 by rapamycin or ATP-competitive inhibitors of mTOR abrogated these effects. Similarly, the inhibition of mTORC1 by downregulation of its component raptor using RNA interference blocked PGE2-induced LS174T cell growth. Finally, stimulation of LS174T cells with PGE2 increased VEGF production which was also prevented by mTORC1 inhibition. Taken together, these results show that mTORC1 is an important signaling intermediary in PGE2 mediated colon cancer cell growth and VEGF production. They further support a role for mTORC1 in inflammation induced tumor growth.