Rôle et expression de l'interleukine-27 dans le contexte de la sclérose en plaques

Des études antérieures ont indiqué que l’IL-27 supprime le développement de l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE), un modèle murin de la sclérose en plaques (SEP). L’expression en ARNm d’IL-27 est maximale au pic du développement de l’EAE. Cependant, sa contribution dans la pathogenèse de la SEP demeure irrésolue. Nous avons investigué si l’IL-27 contribue à moduler les réponses immunes dans le système nerveux central (SNC) de patients SEP. Nos résultats d’immunohistochimie sur échantillons post-mortem de cerveaux humains ont révélé que la production des deux sous-unités d’IL-27 (EBI-3 et p28) est plus élevée chez des patients comparés à des contrôles. De plus, les astrocytes (GFAP) et les microglies/macrophages (Iba1) représentent des sources biologiques importantes de l’IL-27 dans les lésions. Les lymphocytes T CD4 et CD8 qui infiltrent le SNC des patients expriment d’ailleurs le récepteur de l’IL-27 composé des chaînes gp130 et TCCR, supportant le concept que ces cellules pourraient répondre aux sources locales d’IL-27. Nous avons également démontré que des combinaisons de cytokines pro-inflammatoires (IFNγ, IL-1β et TNF) augmentent l’expression in vitro d’IL-27 par les astrocytes et macrophages humains, et que les microglies/macrophages de phénotype M1 produisent l’IL-27. Enfin, nous avons démontré que les astrocytes humains expriment aussi le récepteur à l’IL-27 et répondent à l’IL-27 par la phosphorylation de STAT1, mais pas de STAT3. Une telle signalisation dans ces cellules mène à l’augmentation d’expression de la molécule de co-inhibition PD-L1 et de la sécrétion de la chimiokine CXCL10.

The Immunomodulatory Action of Sialostatin L on Dendritic Cells Reveals Its Potential to Interfere with Autoimmunity

Sialostatin L (SialoL) is a secreted cysteine protease inhibitor identified in the salivary glands of the Lyme disease vector Ixodes scapularis. In this study, we reveal the mechanisms of SialoL immunomodulatory actions on the vertebrate host. LPS-induced maturation of dendritic cells from C57BL/6 mice was significantly reduced in the presence of SialoL. Although OVA degradation was not affected by the presence of SialoL in dendritic cell cultures, cathepsin S activity was partially inhibited, leading to an accumulation of a 10-kDa invariant chain intermediate in these cells. As a consequence, in vitro Ag-specific CD4(+) T cell proliferation was inhibited in a time-dependent manner by SialoL, and further studies engaging cathepsin S(-/-) or cathepsin L(-/-) dendritic cells confirmed that the immunomodulatory actions of SialoL are mediated by inhibition of cathepsin S. Moreover, mice treated with SialoL displayed decreased early T cell expansion and recall response upon antigenic stimulation. Finally, SialoL administration during the immunization phase of experimental autoimmune encephalomyelitis in mice significantly prevented disease symptoms, which was associated with impaired IFN-gamma and IL-17 production and specific T cell proliferation. These results illuminate the dual mechanism by which a human disease vector protein modulates vertebrate host immunity and reveals its potential in prevention of an autoimmune disease. The Journal of Immunology, 2009, 182: 7422-7429.

Tempol ameliorates murine viral encephalomyelitis by preserving the blood-brain barrier, reducing viral load, and lessening inflammation

Multiple sclerosis (MS) is a progressive inflammatory and/or demyelinating disease of the human central nervous system (CNS). Most of the knowledge about the pathogenesis of MS has been derived from murine models, such as experimental autoimmune encephalomyelitis and vital encephalomyelitis. Here, we infected female C57BL/6 mice with a neurotropic strain of the mouse hepatitis virus (MHV-59A) to evaluate whether treatment with the multifunctional antioxidant tempol (4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy) affects the ensuing encephalomyelitis. In untreated animals, neurological symptoms developed quickly: 90% of infected mice died 10 days after virus inoculation and the few survivors presented neurological deficits. Treatment with tempol (24 mg/kg, ip, two doses on the first day and daily doses for 7 days plus 2 mM tempol in the drinking water ad libitum) profoundly altered the disease outcome: neurological symptoms were attenuated, mouse survival increased up to 70%, and half of the survivors behaved as normal mice. Not Surprisingly, tempol substantially preserved the integrity of the CNS, including the blood-brain barrier. Furthermore, treatment with tempol decreased CNS vital titers, macrophage and T lymphocyte infiltration, and levels of markers of inflammation, such as expression of inducible nitric oxide synthase, transcription of tumor necrosis factor-alpha and interferon-gamma, and protein nitration. The results indicate that tempol ameliorates murine viral encephalomyelitis by altering the redox status of the infectious environment that contributes to an attenuated CNS inflammatory response. overall, our study supports the development of therapeutic strategies based on nitroxides to manage neuroinflammatory diseases, including MS. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Persistent inflammation in the CNS during chronic EAE despite local absence of IL-17 production

Experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is an artificially induced demyelination of the central nervous system (CNS) that resembles multiple sclerosis in its clinical, histopathological, and immunological features. Activated Th1 and Th17 cells are thought to be the main immunological players during EAE development. This study was designed to evaluate peripheral and local contribution of IL-17 to acute and chronic EAE stages. C57BL/6 mice were immunized with MOG plus complete Freund's adjuvant followed by pertussis toxin. Mice presented an initial acute phase characterized by accentuated weight loss and high clinical score, followed by a partial recovery when the animals reached normal body weight and smaller clinical scores. Spleen cells stimulated with MOG produced significantly higher levels of IFN-γ during the acute period whereas similar IL-17 levels were produced during both disease stages. CNS-infiltrating cells stimulated with MOG produced similar amounts of IFN-γ but, IL-17 was produced only at the acute phase of EAE. The percentage of Foxp3+ Treg cells, at the spleen and CNS, was elevated during both phases. The degree of inflammation was similar at both disease stages. Partial clinical recovery observed during chronic EAE was associated with no IL-17 production and presence of Foxp3+ Treg cells in the CNS. © 2013 Sofia Fernanda Gonçalves Zorzella-Pezavento et al.

Efeito da vacina gênica para tuberculose(pVAXhsp65) na encefalite autoimune experiemtal

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeito da infecção com Strongyloides venezuelensis no desenvolvimento da encefalite autoimune (EUA)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Supplementation and therapeutic use of vitamin D in patients with multiple sclerosis: Consensus of the Scientific Department of Neuroimmunology of the Brazilian Academy of Neurology

A esclerose múltipla (EM) é uma doença inflamatória, autoimune, desmielinizante e degenerativa do sistema nervoso central. Estudos epidemiológicos têm identificado associações de hipovitaminose D com doenças autoimunes. O principal objetivo desta revisão é responder se há evidências que indiquem o uso terapêutico de vitamina D em monoterapia para pacientes com EM. Por meio dos sites PUBMED, EMBASE, LILACS e Scielo foram realizadas buscas usando os descritores “vitamin D”, e “multiple sclerosis” até 12/09/2013. Estudos clínicos randomizados, controlados e duplo-cegos foram selecionados para avaliar a resposta terapêutica da vitamina D na EM. Não foram encontradas evidências científicas que justifiquem o uso da vitamina D em monoterapia no tratamento da EM, na prática clínica.

Downmodulation of peripheral MUG-specific immunity by pVAXhspe65 treatment during EAE does not reach the CNS

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Leukotrienes Are Upregulated and Associated with Human T-Lymphotropic Virus Type 1 (HTLV-1)-Associated Neuroinflammatory Disease

Leukotrienes (LTs) are lipid mediators involved in several inflammatory disorders. We investigated the LT pathway in human T-lymphotropic virus type 1 (HTLV-1) infection by evaluating LT levels in HTLV-1-infected patients classified according to the clinical status as asymptomatic carriers (HACs) and HTLV-1-associated myelopathy/tropical spastic paraparesis (HAM/TSP) patients. Bioactive LTB4 and CysLTs were both increased in the plasma and in the supernatant of peripheral blood mononuclear cell cultures of HTLV-1-infected when compared to non-infected. Interestingly, CysLT concentrations were increased in HAM/TSP patients. Also, the concentration of plasma LTB4 and LTC4 positively correlated with the HTLV-1 proviral load in HTLV-1-infected individuals. The gene expression levels of LT receptors were differentially modulated in CD4(+) and CD8(+) T cells of HTLV-1-infected patients. Analysis of the overall plasma signature of immune mediators demonstrated that LT and chemokine amounts were elevated during HTLV-1 infection. Importantly, in addition to CysLTs, IP-10 was also identified as a biomarker for HAM/TSP activity. These data suggest that LTs are likely to be associated with HTLV-1 infection and HAM/TSP development, suggesting their putative use for clinical monitoring.

Human Endometrial-Derived Mesenchymal Stem Cells Suppress Inflammation in the Central Nervous System of EAE Mice

FAPESP [2009/13109-5]

Exploring the Role of Soluble Factors Associated with Immune Regulatory Properties of Mesenchymal Stem Cells

Mesenchymal stem cells (MSCs) are characterized as multipotent stromal cells with the capacity for both self-renewal and differentiation into mesodermal cell lineages. MSCs also have a fibroblast-like phenotype and can be isolated from several tissues. In recent years, researchers have found that MSCs secrete several soluble factors that exert immunosuppressive effects by modulating both innate (macrophages, dendritic and NK cells) and adaptive (B cells and CD4+ and CD8+ T cells) immune responses. This review summarizes the principal trophic factors that are related to immune regulation and secreted by MSCs under both autoimmune and inflammatory conditions. The understanding of mechanisms that regulate immunity in MSCs field is important for their future use as a novel cellular-based immunotherapy with clinical applications in several diseases.

Inhibierung des IL-17A vermittelten Blut-Hirnschrankenversagens in experimenteller Autoimmunenzephalomyelitis (EAE) und Mikrogliaaktivierung durch IL-17A

Experimentelle Autoimmunenzephalomyelitis (EAE) ist das Tiermodell für Multiple Sklerose (MS). Es ist bekannt, dass das proinflammatorische Zytokin IL-17A eine wichtige Rolle in MS und EAE spielt. Dieses wird hauptsächlich von einer Subpopulation der T-Helferzellen (Th17 Zellen) exprimiert. Es war bekannt, dass diese am Zusammenbruch der Blut-Hirnschranke (BHS) beteiligt sind. Der Integritätsverlust der BHS ist ein wichtiger und früher Aspekt in der Pathogenese von EAE und MS. Daraufhin können Immunzellen in das zentrale Nervensystem (ZNS) eindringen. Spezifische T-Zellen greifen das Myelin an und führen so zu einer Entzündungsreaktion, Demyelinisierung und axonalem Schaden. In dieser Arbeit konnte ich zeigen, dass durch Hemmung des kontraktilen endothelialen Apparates das BHS Versagen vermindert werden kann und es dadurch zu einem milderen Verlauf der EAE Pathogenese kommt. Wird der Inhibitor der Myosinleichtkettenkinase ML-7 C57/bl6 Mäusen, bei denen EAE induziert wurde, intraperitoneal verabreicht, kommt es zu einem geringeren Phosphorylierungsgrad der leichten Kette des Myosins in Endothelzellen und folglich zu einem verringerten Schrankenversagen. Außerdem konnte ich zeigen, dass weniger reaktive Sauerstoffspezies (ROS) gebildet werden. Folglich kommt es zu einer geringeren Infiltration von Immunzellen aus der Peripherie in das ZNS. Somit werden weniger Zytokine und auch Matrixmetalloproteinasen (MMP) ausgeschüttet, wodurch die Entzündungsreaktion weniger stark ausgeprägt ist. Außerdem werden weniger Mikrogliazellen aktiviert. Ich habe den Zusammenhang zwischen Mikrogliazellaktivierung und IL-17A näher untersucht. Dieses proinflammatorische Zytokin aktiviert Mikrogliazellen auch in vitro. Durch IL-17A Stimulation kommt es zur vermehrten ROS Bildung. Folglich kommt es zu einer vermehrten Proliferation und Migration, sowie einer erhöhten Zytokinproduktion. Außerdem konnte ich zeigen, dass der N-Methyl-D-Aspartat (NMDA)-Rezeptor an der Mikrogliaaktivierung beteiligt ist. Abhängig von IL-17A Stimulation kommt es zu einem Kalziumeinstrom über den NMDA-Rezeptor. Werden Inhibitoren des NMDA-Rezeptors eingesetzt, können IL-17A vermittelte Proliferation, Migration, Zytokin-und ROS-Produktion verhindert werden. Der NMDA-Rezeptor ist sehr gut in Neuronen erforscht, wohingegen bisher sehr wenig über seine Funktion in Gliazellen bekannt war. In dieser Arbeit ist es mir gelungen einen Zusammenhang zwischen IL-17A vermittelter Mikrogliaaktivierung und Kalziumeinstrom über den NMDA-Rezeptor herzustellen.

Elektrophysiologische Untersuchungen am experimentellen Autoimmun-Glaukom-Modell

Das Glaukom ist eine der führenden Erblindungsursachen weltweit. Trotzdem ist die Pathogenese, die zur Degeneration der retinalen Ganglienzellen führt, bisher nicht verstanden. In den letzten Jahren ergaben sich verschiedene Hinweise auf die Beteiligung einer immunologischen Komponente. Thema dieser Arbeit waren elektrophysiologische Untersuchungen, im Sinne von visuell evozierten Potentialen, am Tiermodell des Experimentellen Autoimmun Glaukoms und die Etablierung dieses Modells. Das Modell basiert auf einer Immunisierung von Lewisratten mit Pertussistoxin, inkompletten Freunds Adjuvant und potentiellen Antigenen, die zu einer Immunreaktion und einem Verlust von retinalen Ganglienzellen führen sollen. Zur Etablierung des Experimentellen Autoimmun Glaukom Modells wurde eine fünfwöchige Studie mit vier Gruppen durchgeführt. Als Antigene wurden Glia fibrilläres saures Protein (n= 10) und Myelin basisches Protein (n=10) verwendet, die beide in Studien zu Serum- und Kammerwasseranalysen bei Glaukompatienten eine Abweichung zur Kontrollgruppe gezeigt hatten. Außerdem wurde eine Gruppe mit selbst hergestelltem Sehnerv-Homogenat (n=12) immunisiert. Eine Gruppe erhielt keine Immunisierung und diente als Kontrolle (n=10). Zur Überprüfung der Effekte des Modells dienten verschiedene Untersuchungsmethoden, wie die Augeninnendruckmessung und die Untersuchung der Fundi. Des Weiteren wurden transiente und stationäre visuell evozierte Potentiale abgeleitet und die Latenzen, Amplituden und die Marker S (Steigung) und TR (Temporale Antworten) verglichen. Außerdem erfolgte nach Tötung der Tiere die Entnahme der Gehirne und Augen. Die Gehirne wurden nach Paraffineinbettung geschnitten, mit Luxol Fast Blue und Kresylviolett gefärbt und hinsichtlich etwaiger Entmarkungsherde oder anderer Pathologien unter dem Mikroskop bewertet. Der Verlauf des intraokulären Drucks zeigte sowohl zwischen den Gruppen als auch zwischen den verschiedenen Zeitpunkten keine signifikanten Unterschiede. Er bewegte sich im physiologischen Bereich mit durchschnittlich circa 12 mmHg. Die Funduskopien lieferten zu keinem Zeitpunkt krankhafte Veränderungen. Auch die visuell evozierten Potentiale lieferten zwischen den Gruppen keine signifikanten Unterschiede, sondern belegten normale visuelle Funktion bei allen Tieren. Die Auswertung der histologischen Untersuchung der Hirnschnitte zeigte keine Entmarkungsherde. Die erzielten Ergebnisse dieser Arbeit legen nahe, dass der retinale Ganglienzellverlust beim Experimentellen Autoimmun Glaukom Modell ohne eine Augeninnendruckerhöhung stattfindet. Die Fundusuntersuchung und die visuell evozierten Potentiale, wie in diesem Versuchsaufbau durchgeführt, scheinen nicht sensibel genug zu sein, diese Verluste nachzuweisen. In weiteren Arbeiten sollten andere Methoden zum Nachweis der retinalen Ganglienzellverluste erprobt werden. Neben elektrophysiologischen Methoden bieten sich für das weitere Vorgehen besonders immunhistologische Methoden an. Außerdem sollten die Mechanismen erforscht werden durch die es nach der Immunisierung zur Apoptose von retinalen Ganglienzellen kommt und welche Antikörper dazuführen können. Des Weiteren ist von Interesse, ob und wie eine zelluläre Komponente an der Pathogenese des Experimentellen Autoimmun Glaukoms beteiligt ist.

Assessing the role of sCYLD and Bcl-3 in immune regulation

CYLD is a deubiquitinating enzyme, which negatively regulates NF-κB signaling by removing Lys63-linked polyubiquitin chains from its substrates. In mice, there are two variants of CYLD: full-length CYLD (FL-CYLD) and its short splice variant sCYLD. sCYLD lacks the NEMO and TRAF2 binding sites and CYLDex7/8 mice, which have been generated in our laboratory, overexpress sCYLD in the absence of the full length transcript. In this thesis, we show that bone marrow-derived macrophages (BMDCs) overexpressing sCYLD display a hyperactive phenotype. They have increased levels of the inflammatory cytokines IL-6 and TNFα, have exaggerated stimulatory capacity and fail to induce tolerance in in vivo experiments. CYLDex7/8 BMDCs have increased levels of nuclear Bcl-3, which we could show to be directly induced by sCYLD expression. NF-κB signaling was markedly upregulated in CYLDex7/8 BMDCs.rnBcl-3 overexpressing BMDCs with normal CYLD expression, however, were not hyperactive, suggesting that Bcl-3 overexpression is not sufficient for causing the observed phenotype. Taken together we propose a model in which the exclusive overexpression of sCYLD with high nuclear levels of Bcl-3 in BMDCs is accompanied by an increased NF-κB activation, resulting in a hyperactive phenotype.rnWe further analyzed macrophages overexpressing sCYLD using the LysMcre CyldFL/FL strain, but could not detect differences in activation marker expression, cytokine secretion or iNOS production. LysMcre CyldFL/FL mice immunized with MOG35-55 peptide showed a more severe course of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), which could not be explained by enhanced levels of MHC class II on CNS-resident macrophages and microglia or increased T cell infiltration.rnMice overexpressing Bcl-3 in T cells develop spontaneous colitis. They have less peripheral memory/effector T cells and less Th1 cells, whereas Th17 numbers are normal. Naïve T cells overexpressing Bcl-3 show defects in in vitro differentiation to the Th1 or Th17 fate. CD4+ T cells overexpressing Bcl-3 show enhanced survival capacity in in vitro culture, but have a defect in proliferative capacity when stimulated in vitro or when adoptively transferred into lymphopenic hosts.

Pathomechanische Analysen zum Untergang retinaler Ganglienzellen im experimentellen autoimmunen Glaukom-Modell

In den vergangenen Jahren konnten zahlreiche Studien die Veränderung des natürlichen Autoantikörperrepertoirs bei Glaukompatienten aufzeigen. Zu den Antigenen zählen verschiedenen Hitzeschockproteinen, aber ebenso neuronal assoziierte Strukturproteine wie das Myelin basische Protein (MBP) oder das sauren Gliafaserprotein und einige neuropyhsiologische Proteine aus der Retina und dem Sehnerven. Da bei den Glaukompatienten nicht einzelne Antikörperreaktionen verändert sind, sondern vielmehr komplexe Autoantikörpermuster vorliegen, bestand das primäre Ziel der Dissertation zu zeigen, ob eine systemische Immunisierung mit MBP, Homogenaten opticus-assoziierter Antigene (ONA) und Antigenen der retinalen Ganglienzellschicht (RGA) den Verlust von retinalen Ganglienzellen (RGZ) in einem Experimentellen Autoimmunen Glaukom (EAG) Tiermodell auslösen können. Die systemische Injektion von MBP, ONA oder RGA induzierten ophthalmopathologische Veränderungen in der Retina, gekennzeichnet durch retinalen Ganglienzellverlust mitsamt Zerstörung der Axone im Sehnerv. Unter der Annahme, dass die Neurodegeneration durch Autoantiköper vermittelt ist, wurde ebenfalls untersucht, ob sich die Antikörperreaktivität gegen okulare Strukturen oder den Sehnerv im Verlauf der Studie verändern. Getestet wurde die Antikörperreaktivität gegen Gewebsschnitte gesunder Tiere mit dem Ergebnis einer signifikanten und zeitabhängigen Zunahme der Immunreaktivität. Darüber hinaus war es erstmals möglich die Ablagerung von IgG Autoantikörpern in der Retina und dem Sehnerv nachzuweisen sowie die Caspase mediierte Apoptose zu untersuchen. Ebenfalls konnte die Verteilung von aktivierten Mikroglia im optischen System evaluiert werden, wobei diese mehrmals in Kolokalisation mit den IgG-Autoantikörpern auftraten. Diese Beobachtungen lassen den Schluss zu, dass die Immunreaktionen von Autoantikörpern alleine und im Zusammenspiel mit der Mikroglia im Zusammenhang mit der Neurodegeneration der retinalen Ganglienzelle im EAG Modell stehen könnten.