Bone markers and cytokines in response to low-impact, high-intensity exercise

A low-impact, high-intensity interval exercise (HIE) bout was used to determine whether an association exists between cytokines and bone turnover markers following an acute bout of exercise. Twenty-three recreationally active males (21.8±2.4yr) performed a single HIE bout on a cycle ergometer at 90% relative intensity. Venous blood samples were collected prior to exercise, 5-minutes, 1-hour, and 24-hours post-exercise, and were analyzed for serum levels of pro-inflammatory (IL-6, IL-1α, IL-1β, and TNF-α) and anti- inflammatory cytokines (IL-10) and markers of bone formation (BAP, OPG) and resorption (NTX, RANKL). Significant effects were observed with all bone markers, especially 5-minutes post-exercise with BAP, OPG, and RANKL increasing from baseline (p<0.05). Significant effects were also observed for IL-1α, IL-1β, IL-6, and TNF-α (p<0.00, p=0.04, p=0.03, p<0.00). In addition, post-exercise changes in NTX, BAP, and OPG were significantly correlated pro- and anti-inflammatory cytokines, suggesting that an interaction exists between the immune and skeletal response to exercise.

Expression des SOCS-1 et SOCS-3 par les lymphocytes T humains en réponse à des cytokines immuno-modulatrices

Les cytokines jouent un rôle fondamental dans la régulation des processus biologiques via la cascade de signalisation JAK-STAT. Les « Suppressors of Cytokine Signalling » (SOCS), protéines intracellulaires, inhibent la voie JAK-STAT. Plusieurs études supportent leur implication dans des maladies immunitaires, mais peu d’informations sont disponibles sur leur expression par les lymphocytes T humains. Nous postulons que les cytokines Interféron-β(IFN-β) et Interleukine-27 (IL-27), dotées d’un potentiel immuno-régulateur, ont des rôles bénéfiques via l’induction des SOCS. L’impact de l’IFN-β et l’IL-27 sur l’expression des SOCS-1 et SOCS-3 par des cellules T CD8 et CD4 humaines a été étudié en utilisant des cellules sanguines de donneurs sains. L’expression de ces régulateurs a été évaluée aux niveaux de l’ARNm par qRT-PCR et protéique par immunocytochimie. Les SOCS-1 et SOCS-3 ont été rapidement induits en ARNm dans les deux types cellulaires en réponse à l’IFN-β ou l’IL-27 et une augmentation de l’expression a été confirmée au niveau protéique. Afin de mimer les thérapies à base d’IFN-β, les cellules T ont été exposées chroniquement à l’IFN-β. Après chaque ajout de cytokine les cellules T ont augmenté l’expression du SOCS-1, sans moduler le SOCS-3. L’IL-27 a induit les SOCS-1 et SOCS-3 préférentiellement dans les cellules T CD8 ; ceci corrèle avec des résultats du laboratoire démontrant une plus petite expression des récepteurs à l’IL-27 par les lymphocytes T CD4 que les CD8. Notre projet a permis d’élucider l’expression des SOCS dans deux populations de cellules T et de clarifier les mécanismes d’actions de l’IFN-β et l’IL-27.

Modulation des réactions alloimmunitaires par les cytokines maîtresses IFN-γ et TGF-β

L’injection de cellules immunologiquement compétentes à un hôte histo-incompatible amène une réaction qui peut se traduire par la maladie du greffon-contre-l’hôte (GVHD). La GVHD demeure une barrière importante à une utilisation plus répandue de la greffe allogénique de cellules hématopoïétiques (AHCT), pourtant un traitement efficace pour traiter de nombreuses maladies. Une meilleure compréhension des mécanismes qui sous-tendent cette pathologie pourrait en faciliter le traitement et la prévention. L’Interféron-gamma (IFN-γ) et le Transforming Growth Factor-béta (TGF-β) sont deux cytokines maîtresses de l’immunité impliquées dans la fonction et l’homéostasie des cellules greffées. Nous démontrons chez la souris que l’IFN-γ limite la reconstitution lympho-hématopoïétique de façon dose-dépendante en mobilisant des mécanismes d’apoptose et en inhibant la prolifération cellulaire. Le TGF-β est quant à lui généralement connu comme un immunosuppresseur qui contrôle l’immunité en utilisant plusieurs voies de signalisation. Le rôle relatif de ces voies en AHCT est inconnu. Nous avons étudié une de ces voies en greffant des cellules provenant de donneurs déficients pour le gène SMAD3 (SMAD3-KO), un médiateur central de la voie canonique du TGF-β, à des souris histo-incompatibles. Bien que l’absence de SMAD3 ne cause aucune maladie chez nos souris donneuses, l’injection de cellules SMAD3-KO amène une GVHD du colon sévère chez le receveur. Cette atteinte est caractérisée par une différenciation Th1 et une infiltration massive de granulocytes témoignant d’un rôle central de SMAD3 dans la physiologie des lymphocytes T CD4 et des cellules myéloïdes. Nous avons focalisé ensuite nos efforts sur le rôle de SMAD3 chez les lymphocytes T CD4 en sachant que SMAD3 était actif chez les lymphocytes T CD4 tolérants. Nous avons découvert que SMAD3 était rapidement inactivé après une activation des cellules T, suggérant que l’inactivation de SMAD3 était fonctionnellement importante pour briser l’état de tolérance. Des études de micro-puces d’ADNc nous ont montré que SMAD3 contrôlait en effet l’expression de nombreux transcrits de gènes connus comme étant reliés à la tolérance et/ou à des processus biologiques dont les rôles dans le maintien de la tolérance sont plausibles.

Études sur la dérégulation des cytokines et des cellules Natural Killer chez les patients infectés par le VIH-1

La prolifération, la différenciation ainsi que les fonctions des cellules du système immunitaire sont contrôlées en partie par les cytokines. Lors de l’infection par le VIH-1, les défauts observés dans les fonctions, la maintenance, ainsi que la consistance des cellules du système immunitaire sont en large partie attribués à une production altérée des cytokines et à un manque d’efficacité au niveau de leurs effets biologiques. Durant ces études, nous nous sommes intéréssés à la régulation et aux fonctions de deux cytokines qui sont l’IL-18 et l’IL-21. Nous avons observé une corrélation inversée significative entre les concentrations sériques d’IL-18 et le nombre des cellules NK chez les patients infectés par le VIH-1. Nos expériences in vitro ont démontré que cette cytokine induit l’apoptose des cellules NK primaires et que cette mort peut être inhibée par des anticorps neutralisants spécifiques pour FasL et TNF-α. Cette mort cellulaire est due à l’expression de FasL sur les cellules NK et à la production de TNF-α par ces cellules. L’IL-18 augmente aussi la susceptibilité à la mort des cellules NK par un stimulus pro-apoptotique, en diminuant l’expression de la protéine anti-apoptotique Bcl-XL. Nous démontrons aussi que, contrairement à l’IL-18, les niveaux d’IL-18BP sont plus faibles dans les sérum de patients infectés. Ceci résulte sur une production non coordonnée de ces deux facteurs, aboutissant à des niveaux élevés d’IL-18 libre et biologiquement active chez les patients infectés. L’infection de macrophages in vitro induit la production d’IL-18 et réduit celle d’IL-18BP. De plus, l’IL-10 et le TGF-β, dont les concentrations sont élevées chez les patients infectés, réduisent la production d’IL-18BP par les macrophages in vitro. Finalement, nous démontrons que l’IL-18 augmente la réplication du VIH-1 dans les lymphocytes T CD4+ infectés. Les niveaux élevés d’IL-18 libres et biologiquement actives chez les patients infectés contribuent donc à l’immuno-pathogénèse induite par le VIH-1 en perturbant l’homéostasie des cellules NK ainsi qu’en augmentant la réplication du virus chez les patients. Ces études suggèrent donc la neutralisation des effets néfastes de l’IL-18 en utilisant son inhibiteur naturel soit de l’IL-18BP exogène. Ceci permettrait de moduler l’activité de l’IL-18 in vivo à des niveaux souhaitables. L’IL-21 joue un rôle clef dans le contrôle des infections virales chroniques. Lors de ces études, nous avons déterminé la dynamique de la production d’IL-21 lors de l’infection par le VIH-1 et sa conséquence sur la survie des cellules T CD4+ et la fréquence des cellules T CD8+ spécifiques au VIH-1. Nous avons démontré que sa production est compromise tôt au cours de l’infection et que les concentrations d’IL-21 corrèlent avec le compte de cellules T CD4+ chez les personnes infectées. Nos études ont démontré que le traitement antirétroviral restaure partiellement la production d’IL-21. De plus, l’infection par le VIH-1 de cellules T CD4+ humaines inhibe sa production en réduisant l’expression du facteur de transcription c-Maf. Nous avons aussi démontré que la fréquence des cellules T CD4+ spécifiques au VIH-1 qui produisent de l’IL-21 est réduite chez les patients virémiques. Selon nos résultats, l’IL-21 empêche l’apoptose spontanée des cellules T CD4+ de patients infectés et l’absence d’IL-21 réduit la fréquence des cellules T CD8+ spécifiques au VIH-1 chez ces patients. Nos résultats démontrent que l'IL-21R est exprimé de façon égale sur tous les sous-types de cellules NK chez les donneurs sains et chez les patients infectés. L’IL-21 active les protéines STAT-3, MAPK et Akt afin d'augmenter les fonctions effectrices des cellules NK. L'activation de STAT-3 joue un rôle clef dans ces fonctions avec ou sans un traitement avec de l'IL-21. L'IL-21 augmente l'expression des protéines anti-apoptotiques Bcl-2 et Bcl-XL, augmente la viabilité des cellules NK, mais ne possède aucun effet sur leur prolifération. Nous démontrons de plus que l'IL-21 augmente l'ADCC, les fonctions sécrétrices et cytotoxiques ainsi que la viabilité des cellules NK provenant de patients chroniquement infectés par le VIH-1. De plus, cette cytokine semble présenter ces effets sans augmenter en contrepartie la réplication du VIH-1. Elle permet donc d'inhiber la réplication virale lors de co-cultures autologues de cellules NK avec des cellules T CD4+ infectées d'une manière dépendante à l'expression de perforine et à l'utilisation de la protéine LFA-1. Les niveaux d’IL-21 pourraient donc servir de marqueurs biologiques pour accompagner les informations sur le taux de cellules T CD4+ circulantes en nous donnant des informations sur l’état de fonctionnalité de ce compartiment cellulaire. De plus, ces résultats suggèrent l’utilisation de cette cytokine en tant qu’agent immunothérapeutique pour restaurer les niveaux normaux d’IL-21 et augmenter la réponse antivirale chez les patients infectés par le VIH-1.

The Effects of Pro-inflammatory Cytokines on the L-type Calcium Current in Mouse Ventricular Myocytes

L’inflammation: Une réponse adaptative du système immunitaire face à une insulte est aujourd’hui reconnue comme une composante essentielle à presque toutes les maladies infectieuses ou autres stimuli néfastes, tels les dommages tissulaires incluant l’infarctus du myocarde et l’insuffisance cardiaque. Dans le contexte des maladies cardiovasculaires, l’inflammation se caractérise principalement par une activation à long terme du système immunitaire, menant à une faible, mais chronique sécrétion de peptides modulateurs, appelés cytokines pro-inflammatoires. En effet, la littérature a montré à plusieurs reprises que les patients souffrant d’arythmies et de défaillance cardiaque présentent des taux élevés de cytokines pro-inflammatoires tels le facteur de nécrose tissulaire alpha (TNFα), l’interleukine 1β (IL-1β) et l’interleukine 6. De plus, ces patients souffrent souvent d’une baisse de la capacité contractile du myocarde. Le but de notre étude était donc de déterminer si un lien de cause à effet existe entre ces phénomènes et plus spécifiquement si le TNFα, l’IL-1β et l’IL-6 peuvent affecter les propriétés électriques et contractiles du cœur en modulant le courant Ca2+ de type L (ICaL) un courant ionique qui joue un rôle primordial au niveau de la phase plateau du potentiel d’action ainsi qu’au niveau du couplage excitation-contraction. Les possibles méchansimes par lesquels ces cytokines exercent leurs effets seront aussi explorés. Pour ce faire, des cardiomyocytes ventriculaires de souris nouveau-nées ont été mis en culture et traités 24 heures avec des concentrations pathophysiologiques (30 pg/mL) de TNFα, IL-1β ou IL-6. Des enregistrements de ICaL réalisés par la technique du patch-clamp en configuration cellule entière ont été obtenus par la suite et les résultats montrent que le TNFα n’affecte pas ICaL, même à des concentrations plus élevées (1 ng/mL). En revanche, l’IL-1β réduisait de près de 40% la densité d’ICaL. Afin d’examiner si le TNFα et l’IL-1β pouvaient avoir un effet synergique, les cardiomyocytes ont été traité avec un combinaison des deux cytokines. Toutefois aucun effet synergique sur ICaL n’a été constaté. En outre, l’IL-6 réduisait ICaL significativement, cependant la réduction de 20% était moindre que celle induite par IL-1β. Afin d’élucider les mécanismes sous-jacents à la réduction de ICaL après un traitement avec IL-1β, l’expression d’ARNm de CaV1.2, sous-unité α codante pour ICaL, a été mesurée par qPCR et les résultats obtenus montrent aucun changement du niveau d’expression. Plusieurs études ont montré que l’inflammation et le stress oxydatif vont de pair. En effet, l’imagerie confocale nous a permis de constater une augmentation accrue du stress oxydatif induit par IL-1β et malgré un traitement aux antioxydants, la diminution de ICaL n’a pas été prévenue. Cette étude montre qu’IL-1β et IL-6 réduisent ICaL de façon importante et ce indépendamment d’une régulation transcriptionelle ou du stress oxydatif. De nouvelles données préliminaires suggèrent que ICaL serait réduit suite à l’activation des protéines kinase C mais des études additionelles seront nécessaires afin d’étudier cette avenue. Nos résultats pourraient contribuer à expliquer les troubles du rythme et de contractilité observés chez les patients souffrant de défaillance cardiaque.

Role of CD4+ T cells in the regulation of the immune response against encapsulated Group B Streptococcus

Le Streptocoque de groupe B (GBS) est un important agent d’infection invasive pouvant mener à la mort et demeure la cause principale de septicémie néonatale à ce jour. Neuf sérotypes ont été officiellement décrits basés sur la composition de la capsule polysaccharidique (CPS). Parmi ces sérotypes, le type III est considéré le plus virulent et fréquemment associé aux maladies invasives graves, telle que la méningite. Malgré que plusieurs recherches aient été effectuées au niveau des interactions entre GBS type III et les cellules du système immunitaire innées, aucune information n’est disponible sur la régulation de la réponse immunitaire adaptative dirigée contre ce dernier. Notamment, le rôle de cellules T CD4+ dans l’immuno-pathogenèse de l’infection causée par GBS n’a jamais été étudié. Dans cet étude, trois différents modèles murins d’infection ont été développé pour évaluer l’activation et la modulation des cellules T CD4+ répondantes au GBS de type III : ex vivo, in vivo, et in vitro. Les résultats d’infections ex vivo démontrent que les splénocytes totaux répondent à l’infection en produisant des cytokines de type-1 pro-inflammatoires. Une forte production d’IL-10 accompagne cette cascade inflammatoire, probablement dans l’effort de l’hôte de maintenir l’homéostasie. Les résultats démontrent aussi que les cellules T sont activement recrutées par les cellules répondantes du système inné en produisant des facteurs chimiotactiques, tels que CXCL9, CXCL10, et CCL3. Plus spécifiquement, les résultats obtenus à partir des cellules isolées T CD4+ provenant des infections ex vivo ou in vivo démontrent que ces cellules participent à la production d’IFN-γ et de TNF-α ainsi que d’IL-2, suggérant un profil d’activation Th1. Les cellules isolées T CD4+ n’étaient pas des contributeurs majeurs d’IL-10. Ceci indique que cette cytokine immuno-régulatrice est principalement produite par les cellules de l’immunité innée de la rate de souris infectées. Le profil Th1 des cellules T CD4+ a été confirmé en utilisant un modèle in vitro. Nos résultats démontrent aussi que la CPS de GBS a une role immuno-modulateur dans le développement de la réponse Th1. En résumé, cette étude adresse pour la première fois, la contribution des cellules T CD4+ dans la production d’IFN-γ lors d’une infection à GBS et donc, dans le développement d’une réponse de type Th1. Ces résultats renforcent d’avantage le rôle central de cette cytokine pour un control efficace des infections causées par ce pathogène.

Recognition of hepatitis C virus RNA by toll like receptors 7 and 8 : implications for the initiation of innate immune response

Le virus de l’hépatite C (VHC) est un virus à ARN simple brin positif (ssARN) qui se replique dans le foie. Deux cents millions de personnes sont infectées par le virus dans le monde et environ 80% d’entre elles progresseront vers un stade chronique de l’infection. Les thérapies anti-virales actuelles comme l’interféron (IFN) ou la ribavirin sont de plus en plus utilisées mais ne sont efficaces que dans la moitié des individus traités et sont souvent accompagnées d’une toxicité ou d’effets secondaires indésirables. Le système immunitaire inné est essentiel au contrôle des infections virales. Les réponses immunitaires innées sont activées suite à la reconnaissance par les Pathogen Recognition Receptors (PRRs), de motifs macromoléculaires dérivés du virus appelés Pathogen-Associated Molecular Patterns (PAMPs). Bien que l'activation du système immunitaire par l'ARN ou les protéines du VHC ait été largement étudiée, très peu de choses sont actuellement connues concernant la détection du virus par le système immunitaire inné. Et même si l’on peut très rapidement déceler des réponses immunes in vivo après infection par le VHC, l’augmentation progressive et continue de la charge virale met en évidence une incapacité du système immunitaire à contrôler l’infection virale. Une meilleure compréhension des mécanismes d’activation du système immunitaire par le VHC semble, par conséquent, essentielle au développement de stratégies antivirales plus efficaces. Dans le présent travail nous montrons, dans un modèle de cellule primaire, que le génome ARN du VHC contient des séquences riches en GU capables de stimuler spécifiquement les récepteurs de type Toll (TLR) 7 et 8. Cette stimulation a pour conséquence la maturation des cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs), le production d’interféron de type I (IFN) ainsi que l’induction de chémokines et cytokines inflammatoires par les différentes types de cellules présentatrices d’antigènes (APCs). Les cytokines produites après stimulation de monocytes ou de pDCs par ces séquences ssARN virales, inhibent la production du virus de façon dépendante de l’IFN. En revanche, les cytokines produites après stimulation de cellules dendritiques myéloïdes (mDCs) ou de macrophages par ces mêmes séquences n’ont pas d’effet inhibiteur sur la production virale car les séquences ssARN virales n’induisent pas la production d’IFN par ces cellules. Les cytokines produites après stimulation des TLR 7/8 ont également pour effet de diminuer, de façon indépendante de l’IFN, l’expression du récepteur au VHC (CD81) sur la lignée cellulaire Huh7.5, ce qui pourrait avoir pour conséquence de restreindre l’infection par le VHC. Quoiqu’il en soit, même si les récepteurs au VHC comme le CD81 sont largement exprimés à la surface de différentes sous populations lymphocytaires, les DCs et les monocytes ne répondent pas aux VHC, Nos résultats indiquent que seuls les macrophages sont capables de reconnaître le VHC et de produire des cytokines inflammatoires en réponse à ce dernier. La reconnaissance du VHC par les macrophages est liée à l’expression membranaire de DC-SIGN et l’engagement des TLR 7/8 qui en résulte. Comme d’autres agonistes du TLR 7/8, le VHC stimule la production de cytokines inflammatoires (TNF-α, IL-8, IL-6 et IL-1b) mais n’induit pas la production d’interféron-beta par les macrophages. De manière attendue, la production de cytokines par des macrophages stimulés par les ligands du TLR 7/8 ou les séquences ssARN virales n’inhibent pas la réplication virale. Nos résultats mettent en évidence la capacité des séquences ssARN dérivées du VHC à stimuler les TLR 7/8 dans différentes populations de DC et à initier une réponse immunitaire innée qui aboutit à la suppression de la réplication virale de façon dépendante de l’IFN. Quoiqu’il en soit, le VHC est capable d’échapper à sa reconnaissance par les monocytes et les DCs qui ont le potentiel pour produire de l’IFN et inhiber la réplication virale après engagement des TLR 7/8. Les macrophages possèdent quant à eux la capacité de reconnaître le VHC grâce en partie à l’expression de DC-SIGN à leur surface, mais n’inhibent pas la réplication du virus car ils ne produisent pas d’IFN. L’échappement du VHC aux défenses antivirales pourrait ainsi expliquer l’échec du système immunitaire inné à contrôler l’infection par le VHC. De plus, la production de cytokines inflammatoires observée après stimulation in vitro des macrophages par le VHC suggère leur potentielle contribution dans l’inflammation que l’on retrouve chez les individus infectés par le VHC.

Modulation of the fecal microflora profile and immune function by a novel trans-galactooligosaccharide mixture (B-GOS) in healthy elderly volunteers

Background: Aging is associated with reduced numbers of beneficial colonic bifidobacteria and impaired immunity. Galactooligosaccharides (GOSs) stimulate the growth of bifidobacteria in younger adults, but little is known about their effects in the elderly and their immunomodulatory capacity. Objective: We assessed the effect of a prebiotic GOS mixture (B-GOS) on immune function and fecal microflora composition in healthy elderly subjects. Design: In a double-blind, placebo-controlled, crossover study, 44 elderly subjects were randomly assigned to receive either a placebo or the B-GOS treatment (5.5 g/d). Subjects consumed the treatments for 10 wk, and then went through a 4-wk washout period, before switching to the other treatment for the final 10 wk. Blood and fecal samples were collected at the beginning, middle (5 wk), and end of the test period. Predominant bacterial groups were quantified, and phagocytosis, natural killer (NK) cell activity, cytokine production, plasma cholesterol, and HDL cholesterol were measured. Results: B-GOS significantly increased the numbers of beneficial bacteria, especially bifidobacteria, at the expense of less beneficial groups compared with the baseline and placebo. Significant increases in phagocytosis, NK cell activity, and the production of antiinflammatory cytokine interleukin-10 (IL-10) and significant reduction in the production of proinflammatory cytokines (IL-6, IL-1 beta , and tumor necrosis factor-alpha) were also observed. B-GOS exerted no effects on total cholesterol or HDL-cholesterol production, however. Conclusions: B-GOS administration to healthy elderly persons resulted in positive effects on both the microflora composition and the immune response. Therefore, B-GOS may be a useful dietary candidate for the enhancement of gastrointestinal health and immune function in elderly persons. Am J Clin Nutr 2008; 88: 1438-46.

Relation between the fatty acid composition of peripheral blood mononuclear cells and measures of immune cell function in health free-living subjects aged 25-72 y

Background: There is little information about the relation between the fatty acid composition of human immune cells and the function of those cells over the habitual range of fatty acid intakes. Objective: The objective of the study was to determine the relation between the fatty acid composition of human peripheral blood mononuclear cell (PBMC) phospholipids and the functions of human immune cells. Design: One hundred fifty healthy adult subjects provided a fasting blood sample. The phagocytic and oxidative burst activities of monocytes and neutrophils were measured in whole blood. PBMCs were isolated and used to measure lymphocyte proliferation in response to the T cell mitogen concanavalin A and the production of cytokines in response to concanavalin A or bacterial lipopolysaccharide. The fatty acid composition of plasma and PBMC phospholipids was determined. Results: Wide variations in fatty acid composition of PBMC phospholipids and immune cell functions were identified among the subjects. The proportions of total Polyunsaturated fatty acids (PUFAs), of total n-6 and n-3 PUFAs, and of several individual PUFAs in PBMC phospholipids were positively correlated with phagocytosis by neutrophils and monocytes, neutrophil oxidative burst, lymphocyte proliferation, and interferon gamma production. The ratios of saturated fatty acids to PUFAs and of n-6 to n-3 PUFAs were negatively correlated with these same immune functions. The relation of PBMC fatty acid composition to monocyte oxidative burst was the reverse of its relation to monocyte phagocytosis and neutrophil oxidative burst. Conclusion: Variations in the fatty acid composition of PBMC phospholipids account for some of the variability in immune cell functions among healthy adults.

Lack of effect of foods enriched with plant- or marine-derived n-3 fatty acids on human immune function

Background: Greatly increasing dietary flaxseed oil [rich in the n-3 polyunsaturated fatty acid (PUFA) alpha-linolenic acid (ALA)] or fish oil [rich in the long-chain n-3 PUFAs eicosapentaenoic (EPA) and docosahexaenoic (DHA) acids] can reduce markers of immune cell function. The effects of more modest doses are unclear, and it is not known whether ALA has the same effects as its long-chain derivatives. Objective: The objective was to determine the effects of enriching the diet with ALA or EPA+DHA on immune outcomes representing key functions of human neutrophils, monocytes, and lymphocytes. Design: In a placebo-controlled, double-blind, parallel study, 150 healthy men and women aged 25-72 y were randomly assigned to I of 5 interventions: placebo (no additional n-3 PUFAs), 4.5 or 9.5 g ALA/d, and 0.77 or 1.7 g EPA+DHA/d for 6 mo. The n-3 PUFAs were provided in 25 g fat spread plus 3 oil capsules. Blood samples were taken at 0, 3, and 6 mo. Results: The fatty acid composition of peripheral blood mononuclear cell phospholipids was significantly different in the groups with higher intakes of ALA or EPA+DHA. The interventions did not alter the percentages of neutrophils or monocytes engaged in phagocytosis of Escherichia coli or in phagocytic activity, the percentages of neutrophils or monocytes undergoing oxidative burst in response to E. coli or phorbol ester, the proliferation of lymphocytes in response to a T cell mitogen, the production of numerous cytokines by monocytes and lymphocytes, or the in vivo delayed-type hypersensitivity response. Conclusion: An intake of f less than or equal to9.5 g ALA/d or less than or equal to1.7 g EPA+DHA/d does not alter the functional activity of neutrophils, monocytes, or lymphocytes, but it changes the fatty acid composition of mononuclear cells.

Comparative effects of six probiotic strains on immune function in vitro

There is considerable interest in the strain specificity of immune modulation by probiotics. The present study compared the immunomodulatory properties of six probiotic strains of different species and two genera in a human peripheral blood mononuclear cell (PBMC) model in vitro. Live cells of lactobacilli (Lactobacillus casei Shirota, L. rhamnosus GG, L. plantarum NCIMB 8826 and L. reuteri NCIMB 11951) and bifidobacteria (Bifidobacterium longum SP 07/3 and B. bifidum MF 20/5) were individually incubated with PBMC from seven healthy subjects for 24 h. Probiotic strains increased the proportion of CD69+ on lymphocytes, T cells, T cell subsets and natural killer (NK) cells, and increased the proportion of CD25+, mainly on lymphocytes and NK cells. The effects on activation marker expression did not appear to be strain specific. NK cell activity was significantly increased by all six strains, without any significant difference between strains. Probiotic strains increased production of IL-1β, IL-6, IL-10, TNF-α, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor and macrophage inflammatory protein 1α to different extents, but had no effect on the production of IL-2, IL-4, IL-5 or TNF-β. The cytokines that showed strain-specific modulation included IL-10, interferon-γ, TNF-α, IL-12p70, IL-6 and monocyte chemotactic protein-1. The Lactobacillus strains tended to promote T helper 1 cytokines, whereas bifidobacterial strains tended to produce a more anti-inflammatory profile. The results suggest that there was limited evidence of strain-specific effects of probiotics with respect to T cell and NK cell activation or NK cell activity, whereas production of some cytokines was differentially influenced by probiotic strains.

The Immune-Pineal Axis Stress as a Modulator of Pineal Gland Function

The temporal organization of mammals presents a daily adjustment to the environmental light/dark cycle. The environmental light detected by the retina adjusts the central clock in the suprachiasmatic nuclei, which innervate the pineal gland through a polysynaptic pathway. During the night, this gland produces and releases the nocturnal hormone melatonin, which circulates throughout the whole body and adjusts several bodily functions according to the existence and duration of darkness. We have previously shown that during the time frame of an inflammatory response, pro-inflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor-a, inhibit while anti-inflammatory mediators, such as glucocorticoids, enhance the synthesis of melatonin, interfering in the daily adjustment of the light/dark cycle. Therefore, injury disconnects the organism from environmental cycling, while recovery restores the light/dark information to the whole organism. Here, we extend these observations by evaluating the effect of a mild restraint stress, which did not induce macroscopic gastric lesions. After 2 h of restraint, there was an increase in circulating corticosterone, indicating activation of the hypothalamus-pituitary-adrenal (HPA) axis. In parallel, an increase in melatonin production was observed. Taking into account the data obtained with models of inflammation and stress, we reinforce the hypothesis that the activity of the pineal gland is modulated by the state of the immune system and the HPA axis, implicating the darkness hormone melatonin as a modulator of defense responses.

Lymphocyte and Cytokines after Short Periods of Exercise

The purpose of this study was to verify the effects of short periods of exercise of different intensity on lymphocyte function and cytokines. Thirty Wistar rats, 2 months old, were used. They were divided into five groups of six rats: a sedentary control group; a group exercised for 5 minutes at low intensity (5 L): a group exercised for 15 minutes at low intensity (15 L); and groups exercised at moderate intensity (additional load of 5% of body weight) for 5 minutes (5 M) or for 15 minutes (15 M). The parameters measured were: total leukocytes, neutrophils, lymphocytes, monocytes, lymphocytes from lymph nodes, serum cytokines (IL-2, IL-6 and TNF-alpha), lymphocyte mitochondrial transmembrane potential, viability and DNA fragmentation. ANOVA two way followed by Tukey`s post hoc test (p <= 0.05) was used. The exercised groups exhibited a significant increase in total leukocytes, tissue and circulating lymphocytes in comparison with the control group. There was a significant decrease in lymphocyte viability and decrease in DNA fragmentation for the 15 M group when compared with the control. There was a decrease in the level TNF-alpha in the 5 M and 15 M groups. Short-term, low- and moderate-intensity exercise may be considered for sedentary individuals beginning to exercise, since no deleterious alterations were observed in lymphocyte function.

Critical involvement of Th1-related cytokines in renal injuries induced by ischemia and reperfusion

Renal ischemia and reperfusion injury (IRI) is considered an inflammatory syndrome. To move forward in its pathogenesis, we exploited the role of several cytokines on renal damages triggered by IRI. Specifically to evaluate the role of Th1 immune profile in this system, IL-12, IFN-gamma, and IFN-gamma/IL-12 deficient (KO) mice on C57BL/6 background and their controls were subjected to IRI. In each group, blood and kidney samples were harvested. Renal function was evaluated by serum creatinine and renal morphometric analyses. Gene expression of IL-6 and HO-1 were also investigated by Q-PCR. IFN-gamma KO animals presented the highest impairment in renal function compared to controls. Conversely, IL-12 KO animals were absolutely protected and, in a lesser extent, IFN-gamma/IL-12 KO double knockout was also protected from IRI. Gene expression analyses showed higher expression of HO-1, a cytoprotective gene, and IL-6, a pro-inflammatory cytokine, in IFN-gamma deficient animals subjected to IRI. Our results confirm that Th1 related cytokines such as IL-12 and IFN-gamma are critically involved in renal ischemia and reperfusion injury. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

MyD88 Signaling Is Required for Efficient Innate and Adaptive Immune Responses to Paracoccidioides brasiliensis Infection

The mechanisms that govern the initial interaction between Paracoccidioides brasiliensis, a primary dimorphic fungal pathogen, and cells of the innate immunity need to be clarified. Our previous studies showed that Toll-like receptor 2 (TLR2) and TLR4 regulate the initial interaction of fungal cells with macrophages and the pattern of adaptive immunity that further develops. The aim of the present investigation was to assess the role of MyD88, an adaptor molecule used by TLRs to activate genes of the inflammatory response in pulmonary paracoccidioidomycosis. Studies were performed with normal and MyD88(-/-) C57BL/6 mice intratracheally infected with P. brasiliensis yeast cells. MyD88(-/-) macrophages displayed impaired interaction with fungal yeast cells and produced low levels of IL-12, MCP-1, and nitric oxide, thus allowing increased fungal growth. Compared with wild-type (WT) mice, MyD88(-/-) mice developed a more severe infection of the lungs and had marked dissemination of fungal cells to the liver and spleen. MyD88(-/-) mice presented low levels of Th1, Th2, and Th17 cytokines, suppressed lymphoproliferation, and impaired influx of inflammatory cells to the lungs, and this group of cells comprised lower numbers of neutrophils, activated macrophages, and T cells. Nonorganized, coalescent granulomas, which contained high numbers of fungal cells, characterized the severe lesions of MyD88(-/-) mice; the lesions replaced extensive areas of several organs. Therefore, MyD88(-/-) mice were unable to control fungal growth and showed a significantly decreased survival time. In conclusion, our findings demonstrate that MyD88 signaling is important in the activation of fungicidal mechanisms and the induction of protective innate and adaptive immune responses against P. brasiliensis.