Development of a Glycocluster Adjuvant Mimicking Natural Yeast beta-(1,2)-Structures

Allergy is characterized by T helper (Th) 2-type immune response after encounter with an allergen leading to subsequent immunoglobulin (Ig) E-mediated hypersensitivity reaction and further allergic inflammation. Allergen-specific immunotherapy (SIT) balances the Th2-biased immunity towards Th1 and T regulatory responses. Adjuvants are used in allergen preparations to intensify and modify SIT. β-(1,2)-oligomannoside constituents present in Candida albicans (C. albicans) cell wall possess Th1-type immunostimulatory properties. The aim of this thesis was to develop a β-(1,2)-linked carbohydrate compound with known structure and anti-allergic properties to be applied as an adjuvant in SIT. First the immunostimulatory properties of various fungal extracts were studied. C. albicans appeared to be the most promising Th1-inducing extract, which led to the synthesis of various mono- or divalent oligomannosides designed on the basis of C. albicans. These carbohydrates did not induce strong cytokine production in human peripheral blood mononuclear cell (PBMC) cultures. In contrast to earlier reports using native oligosaccharides from C. albicans, synthetic -(1,2)-linked mannotetraose did not induce any tumor necrosis factor production in murine macrophages. Next, similarities with synthesized divalent mannosides and the antigenic epitopes of β-(1,2)-linked C. albicans mannan were investigated. Two divalent compounds inhibited specific IgG antibodies binding to below 3 kDa hydrolyzed mannan down to the level of 30–50% showing similar antigenicity to C. albicans. Immunomodulatory properties of synthesized carbohydrate assemblies ranging from mono- to pentavalent were evaluated. A trivalent acetylated dimannose (TADM) induced interleukin-10 (IL-10) and interferon-γ responses. TADM also suppressed birch pollen induced IL-4 and IL-5 responses in allergen (Bet v) stimulated PBMCs of birch pollen allergic subjects. This suppression was stronger with TADM than with other used adjuvants, immunostimulatory oligonucleotides and monophosphoryl lipid A. In a murine model of asthma, the allergen induced inflammatory responses could also be suppressed by TADM on cytokine and antibody levels.

Factors Affecting Cancer Behavior with Special Reference to Lymphatic Vessels, Macrophages, EGFR, and Pim-1 in Colorectal Cancer

Syövän käyttäytymiseen ja ennusteeseen vaikuttavat monet tekijät, muun muassa muutokset syöpäsoluissa sekä kasvainta ympäröivässä mikroympäristössä. Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia uusia prediktiivisiä ja prognostisia ennustetekijöitä syöpäsoluissa (EGFR geenikopiomäärä, EGFR, onkogeeni pim-1) sekä syöpäkasvaimen mikroympäristöön kuuluvissa imuteissä (CLEVER-1, podoplaniini), makrofageissa (CD68, CLEVER-1) ja T lymfosyyteissä (CD3) kolorektaalisyövässä. Lisäksi tutkittiin imuteiden molekulaarisia ominaisuuksia tarkemmin (CD73, LYVE-1, podoplaniini) kuten myös lymfosyyttien ja dendriittisolujen liikennöintiä imuteissä. Tutkimustulokset osoittavat että korkea Pim-1 ekspressiotaso, suuri peritumoraalinen CD68+ makrofagimäärä sekä varhaisen vaiheen taudissa suuri CLEVER-1+ peritumoraalinen makrofagimäärä ovat hyvän ennusteen tekijöitä kolorektaalisyövässä. Metastaattisessa taudissa sen sijaan suuri määrä CLEVER-1+ makrofageja, sekä intra- että peritumoraalisesti, liittyy huonoon tautiennusteeseen. EGFR geenikopiomäärä, EGFR proteiinipitoisuuden ohjaaman hopea in situ hybridisaatiomenetelmän avulla määritettynä, ennusti vastetta anti-EGFR hoidolle metastaattisessa kolorektaalisyövässä tarkemmin kuin nykyisin rutiinisti käytössä oleva KRAS määritys. Lisäksi havaittiin että imutiet ovat monimuotoisia imutiemarkkeri ekspressionsa suhteen sekä normaali- että syöpäkudoksissa. CD73 molekyylin funktio imuteissä poikkesi selvästi molekyylin funktiosta verisuonissa. Yhteenvetona voidaan todeta että kolorektaalisyövän ennusteeseen vaikuttavien tekijöiden merkitys vaihtelee taudin levinneisyysasteen sekä imuteiden että makrofagien sijainnin perusteella. Korkea Pim-1 ilmentyminen on yhteydessä hyvään kolorektaalisyöpäennusteeseen. Lisäksi EGFR geenikopiomäärä osoittautui lupaavaksi uudeksi prediktiiviseksi ennustetekijäksi KRAS villintyypin metastaattista kolorektaalisyöpää sairastavilla potilailla.

The expression of HLA-B27 modulates intracellular signaling in human monocytic macrophages

Reactive arthritis (ReA) is an inflammatory joint disease triggered by certain bacterial infections e.g. gastroenteritis caused by Salmonella. ReA is strongly associated to HLA-B27. However, the mechanism behind this association is unknown but it is suggested that the bacteria or bacterial compartments persist in the body. In this study, it was investigated whether the intracellular signaling is altered in HLA-B27- transfected U937 monocytic macrophages. Moreover, the contribution of HLA–B27 heavy chain (HC) misfolding was of interest. The study revealed that p38 activity plays a crucial role in controlling intracellular Salmonella Enteritidis in U937 cells. The replication of intracellular bacteria was dependent on p38 kinase and the activity of p38 was dysregulated in HLA-B27- transfected cells expressing misfolding heavy chains (HCs). Also the double-stranded RNA -dependent kinase (PKR) that modifies p38 signaling was overexpressed and hypophosphorylated upon infection and lipopolysaccharide stimulation. The expression of CCAAT enhancer binding protein beta (C/EBPβ) was found to be increased after infection and stimulation. Increased amount of full length human antigen R (HuR), disturbed HuR cleavage and reduced dependence on PKR after infection were observed. All the findings were linked to HLA-B27 HCs containing misfoldingassociated glutamic acid 45 (Glu45) at the peptide binding groove. The results indicate that the expression of HLA-B27 modulates the intracellular environment of U937 monocytic macrophages by altering signaling. This phenomenon is at least partially associated to the HLA-B27 misfolding. These observations offer a novel explanation how HLA-B27 may modulate inflammatory response induced by ReA-triggering bacteria.