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.

Nouveaux outils de pharmacodynamie des immunosuppresseurs chez des receveurs pédiatriques de greffe d’organe

L’immunosuppression optimale après greffe d’organe solide est une balance délicate et propre à chaque individu entre le risque de rejet et les risques liés à une surexposition au traitement immunosuppresseur. L’évaluation de la fonction résiduelle des lymphocytes T après stimulation par un mitogène (pharmacodynamie effective) devrait permettre de mesurer l’effet direct des médicaments immunosuppresseurs sur leur cible. Nous avons étudié différents paramètres de pharmacodynamie effective chez 34 receveurs pédiatriques de greffe d’organes solides traités par tacrolimus et mycophénolate. Les tests proposés dans ce travail sont adaptés au milieu pédiatrique et à une réalisation en temps réel. La quantification du CD25 parmi les CD4 activés par l’OKT3 permet de distinguer deux groupes de patients selon leur degré d’immunosuppression. L’âge médian est plus bas et la concentration plasmatique médiane en MPA plus élevée dans le groupe de patients plus fortement immunosupprimés. L’étude des paramètres immunologiques pouvant influencer la réponse (sécrétion des interleukines, proportion des sous-populations lymphocytaires CD4, CD8, T naïfs et Trég) ainsi que l’étude du pouvoir de restauration de la fonction lymphocytaire par l’Il-2, la guanosine ou la xanthosine, ne permettent pas de mieux comprendre les variabilités interindividuelles observées. Ces résultats devront être confirmés sur une cohorte plus grande de patients afin de juger de leur intérêt en pratique clinique.

Function of the immunoregulatory CD4-CD8- T cells in the context of autoimmune diabetes

La tolérance immunitaire dépend de la distinction entre le soi et le non soi par le système immunitaire. Un bris dans la tolérance immunitaire mène à l'auto-immunité, qui peut provoquer la destruction des organes, des glandes, des articulations ou du système nerveux central. Le diabète auto-immun, également connu sous le nom diabète juvénile et diabète de type 1, résulte d'une attaque auto-immune sur les cellules β pancréatiques sécrétrices d’insuline, localisées au niveau des îlots de Langerhans du pancréas. Bien que le diabète auto-immun soit traitable par une combinaison d’injections quotidiennes d’insuline d’origine exogène, de régime et d'exercices, beaucoup de complications chroniques peuvent se manifester chez les patients, y compris, mais non limitées à, la cécité, les maladies cardiovasculaires, l’insuffisance rénale et l'amputation. En raison des nombreuses complications liées au diabète auto-immun à long terme, la recherche continue afin de mieux comprendre tous les facteurs impliqués dans la progression de la maladie dans le but de développer de nouvelles thérapies qui empêcheront, renverseront et/ou traiteront cette maladie. Un rôle primordial dans la génération et l'entretien de la tolérance immunitaire a été attribué au nombre et à la fonction des sous-populations de cellules régulatrices. Une de ces populations est constituée de cellules T CD4-CD8- (double négatives, DN), qui ont été étudiées chez la souris et l'humain pour leur contribution à la tolérance périphérique, à la prévention des maladies et pour leur potentiel associé à la thérapie cellulaire. En effet, les cellules de T DN sont d'intérêt thérapeutique parce qu'elles montrent un potentiel immunorégulateur antigène-spécifique dans divers cadres expérimentaux, y compris la prévention du diabète auto-immun. D’ailleurs, en utilisant un système transgénique, nous avons démontré que les souris prédisposées au diabète auto-immun présentent peu de cellules T DN, et que ce phénotype contribue à la susceptibilité au diabète auto-immun. En outre, un transfert des cellules T DN est suffisant pour empêcher la progression vers le diabète chez les souris prédisposées au diabète auto-immun. Ces résultats suggèrent que les cellules T DN puissent présenter un intérêt thérapeutique pour les patients diabétiques. Cependant, nous devons d'abord valider ces résultats en utilisant un modèle non-transgénique, qui est plus physiologiquement comparable à l'humain. L'objectif principal de cette thèse est de définir la fonction immunorégulatrice des cellules T DN, ainsi que le potentiel thérapeutique de celles-ci dans la prévention du diabète auto-immun chez un modèle non-transgénique. Dans cette thèse, on démontre que les souris résistantes au diabète auto-immun présentent une proportion et nombre absolu plus élevés de cellules T DN non-transgéniques, lorsque comparées aux souris susceptibles. Cela confirme une association entre le faible nombre de cellules T DN et la susceptibilité à la maladie. On observe que les cellules T DN éliminent les cellules B activées in vitro par une voie dépendante de la voie perforine et granzyme, où la fonction des cellules T DN est équivalente entre les souris résistantes et prédisposées au diabète auto-immun. Ces résultats confirment que l'association au diabète auto-immun est due à une insuffisance en terme du nombre de cellules T DN, plutôt qu’à une déficience fonctionnelle. On démontre que les cellules T DN non-transgéniques éliminent des cellules B chargées avec des antigènes d'îlots, mais pas des cellules B chargées avec un antigène non reconnu, in vitro. Par ailleurs, on établit que le transfert des cellules T DN activées peut empêcher le développement du diabète auto-immun dans un modèle de souris non-transgénique. De plus, nous observons que les cellules T DN migrent aux îlots pancréatiques, et subissent une activation et une prolifération préférentielles au niveau des ganglions pancréatiques. D'ailleurs, le transfert des cellules T DN entraîne une diminution d'auto-anticorps spécifiques de l'insuline et de cellules B de centres germinatifs directement dans les îlots, ce qui corrèle avec les résultats décrits ci-dessus. Les résultats présentés dans cette thèse permettent de démontrer la fonction des cellules T DN in vitro et in vivo, ainsi que leur potentiel lié à la thérapie cellulaire pour le diabète auto-immun.

Caractérisation des lymphocytes T CD4+CD8+ dans le contexte de la sclérose en plaques

Une petite population de lymphocytes T exprimant les deux corécepteurs CD4 et CD8 et appelée double positive (DP), a été détectée dans le sang périphérique de donneurs sains et de patients atteints de diverses pathologies dont la sclérose en plaques (SEP). Nous avons émis l’hypothèse qu’il s’agissait de lymphocytes T hautement activés pouvant contribuer à l’inflammation chronique présente dans la SEP. Nous avons comparé les cellules T DP obtenues du sang de donneurs sains et de patients atteints de la SEP et non traités. La fréquence des cellules DP était similaire chez les patients et les donneurs sains. La proportion de lymphocytes T DP qui exprimaient les chaines du récepteur de l’interleukine-15 (IL-15) était plus élevée que pour les autres populations lymphocytaires. Des mesures d’induction de la phosphorylation du STAT5 (signal transducer and activator of transcription) ont démontré que les cellules DP ont répondu à des doses plus faibles et pour de plus longues périodes à l’IL-15 comparativement aux autres lymphocytes T. Le pourcentage de lymphocytes T DP ayant la capacité de produire l’interféron-gamma et des enzymes lytiques était élevé chez les témoins sains mais ces niveaux étaient significativement réduits chez les patients atteints de la SEP. La caractérisation phénotypique de cellules DP a suggéré que ces cellules ont des propriétés similaires aux lymphocytes T activés. Bien qu’il ne s’agisse que d’une caractérisation partielle, il semble que les lymphocytes T DP perdent une partie de leurs propriétés chez les patients atteints de la SEP.

Synthesis and structure-activity relationship studies of CD4 down-modulating cyclotriazadisulfonamide (CADA) analogues

HIV attachment via the CD4 receptor is an important target for developing novel approaches to HIV chemotherapy. Cyclotriazadisulfonamide (CADA) inhibits HIV at submicromolar levels by specifically down-modulating cell-surface and intracellular CD4. An effective five-step synthesis of CADA in 30% overall yield is reported. This synthesis has also been modified to produce more than 50 analogues. Many tail-group analogues have been made by removing the benzyl tail of CADA and replacing it with various alkyl, acyl, alkoxycarbonyl and aminocarbonyl substituents. A series of sidearm analogues, including two unsymmetrical compounds, have also been prepared by modifying the CADA synthesis, replacing the toluenesulfonyl sidearms with other sulfonyl groups. Testing 30 of these compounds in MT-4 cells shows a wide range of CD4 down-modulation potency, which correlates with ability to inhibit HIV-1. Three-dimensional quantitative structure-activity relationship (3D-QSAR) models were constructed using comparative molecular field analysis (CoMFA) and comparative molecular similarity indices analysis (CoMSIA) approaches. The X-ray crystal structures of four compounds, including CADA, show the same major conformation of the central 12-membered ring. The solid-state structure of CADA was energy minimized and used to generate the remaining 29 structures, which were similarly minimized and aligned to produce the 3D-QSAR models. Both models indicate that steric bulk of the tail group, and, to a lesser extent, the sidearms mainly determine CD4 down-modulation potency in this series of compounds.

DC-SIGN increases the affinity of HIV-1 envelope glycoprotein interaction with CD4

Mannose-binding C-type lectin receptors, expressed on Langerhans cells and subepithelial dendritic cells (DCs) of cervico-vaginal tissues, play an important role in HIV-1 capture and subsequent dissemination to lymph nodes. DC-SIGN has been implicated in both productive infection of DCs and the DC-mediated trans infection of CD4(+) T cells that occurs in the absence of replication. However, the molecular events that underlie this efficient transmission have not been fully defined. In this study, we have examined the effect of the extracellular domains of DC-SIGN and Langerin on the stability of the interaction of the HIV-1 envelope glycoprotein with CD4 and also on replication in permissive cells. Surface plasmon resonance analysis showed that DC-SIGN increases the binding affinity of trimeric gp140 envelope glycoproteins to CD4. In contrast, Langerin had no effect on the stability of the gp140:CD4 complex. In vitro infection experiments to compare DC-SIGN enhancement of CD4-dependent and CD4-independent strains demonstrated significantly lower enhancement of the CD4-independent strain. In addition DC-SIGN increased the relative rate of infection of the CD4-dependent strain but had no effect on the CD4-independent strain. DC-SIGN binding to the HIV envelope protein effectively increases exposure of the CD4 binding site, which in turn contributes to enhancement of infection.

Dendritic cells interact with CD4 T cells in intestinal mucosa

Absence of lymph nodes in nonmammalian species, expression of MHCII by APCs in the periphery, and the recent findings that T cells can change their polarization status after presentation in the lymph nodes imply a role for MHCII-mediated presentation outside the organized lymphoid tissue. This study shows that MHCII+ ECs and DCs from the intestinal mucosa of the pig can present antigen to T cells in vitro. In vivo, APCs colocalize with T cells in pig and mouse intestinal mucosa. In the pig, endothelium is involved in these interactions in neonates but not in adults, indicating different roles for stromal and professional APCs in the neonate compared with the adult. The ratio of expression of DQ and DR MHCII locus products was lower on ECs than on other mucosal APCs, indicating that the two types of cells present different peptide sets. Adult nonendothelial APCs expressed a higher ratio of DQ/DR than in neonates. These results suggest that mucosal DCs can present antigen locally to primed T cells and that stromal APCs are recruited to these interactions in some cases. This raises the possibility that local presentation may influence T cell responses at the effector stage after initial presentation in the lymph node.

Low CD4(+) T-Cell Levels and B-Cell Apoptosis in Vertically HIV-exposed Noninfected Children and Adolescents

Lymphocyte subsets, activation markers and apoptosis were assessed in 20 HIV-exposed noninfected (ENI) children born to HIV-infected women who were or not exposed to antiretroviral (ARV) drugs during pregnancy and early infancy. ENI children and adolescents were aged 6-18 years and they were compared to 25 age-matched healthy non-HIV-exposed children and adolescents (Control). ENI individuals presented lower CD4(+) T cells/mm(3) than Control group (control: 1120.3 vs. ENI: 876.3; t-test, p=0.030). ENI individuals had higher B-cell apoptosis than Control group (Control: 36.6%, ARV exposed: 82.3%, ARV nonexposed: 68.5%; Kruskal-Wallis, p < 0.05), but no statistical difference was noticed between those exposed and not exposed to ARV. Immune activation in CD4(+) T, CD8(+) T and in B cells was comparable in ENI and in Control children and adolescents. Subtle long-term immune alterations might persist among ENI individuals, but the clinical consequences if any are unknown, and these children require continued monitoring.

Changes in histone acetylation and methylation that are important for persistent but not transient expression of CCR4 in human CD4(+) T cells

Although regulation of CXCR3 and CCR4 is related to Th1 and Th2 differentiation, respectively, many CXCR3(+) and CCR4(+) cells do not express IFN-gamma and/or IL-4, suggesting that the chemokine receptor genes might be inducible by mechanisms that are lineage-independent. We investigated the regulation of CXCR3 versus IFNG, and CCR4 versus IL4 in human CD4(+) T cells by analyzing modifications of histone H3. In naive cord-blood cells, under nonpolarizing conditions not inducing IL4, CCR4 was induced to high levels without many of the activation-associated changes in promoter histone H3 found for both IL4 and CCR4 in Th2 cells. Importantly, CCR4 expression was stable in Th2 cells, but fell in nonpolarized cells after the cells were rested; this decline could be reversed by increasing histone acetylation using sodium butyrate. Patterns of histone H3 modifications in CXCR3(+) CCR4(-) and CXCR3(-) CCR4(+) CD4(+) T-cell subsets from adult blood matched those in cells cultured under polarizing conditions in vitro. Our data show that high-level lineage-independent induction of CCR4 can occur following T-cell activation without accessibility-associated changes in histone H3, but that without such changes expression is transient rather than persistent.

Melatonin Protects CD4(+) T Cells from Activation-Induced Cell Death by Blocking NFAT-Mediated CD95 Ligand Upregulation

Over the past 20 y, the hormone melatonin was found to be produced in extrapineal sites, including cells of the immune system. Despite the increasing data regarding the biological effects of melatonin on the regulation of the immune system, the effect of this molecule on T cell survival remains largely unknown. Activation-induced cell death plays a critical role in the maintenance of the homeostasis of the immune system by eliminating self-reactive or chronically stimulated T cells. Because activated T cells not only synthesize melatonin but also respond to it, we investigated whether melatonin could modulate activation-induced cell death. We found that melatonin protects human and murine CD4(+) T cells from apoptosis by inhibiting CD95 ligand mRNA and protein upregulation in response to TCR/CD3 stimulation. This inhibition is a result of the interference with calmodulin/calcineurin activation of NFAT that prevents the translocation of NFAT to the nucleus. Accordingly, melatonin has no effect on T cells transfected with a constitutively active form of NFAT capable of migrating to the nucleus and transactivating target genes in the absence of calcineurin activity. Our results revealed a novel biochemical pathway that regulates the expression of CD95 ligand and potentially other downstream targets of NFAT activation. The Journal of Immunology, 2010, 184: 3487-3494.

Longitudinal Poisson modeling: an application for CD4 counting in HIV-infected patients

In this paper, we present different ofrailtyo models to analyze longitudinal data in the presence of covariates. These models incorporate the extra-Poisson variability and the possible correlation among the repeated counting data for each individual. Assuming a CD4 counting data set in HIV-infected patients, we develop a hierarchical Bayesian analysis considering the different proposed models and using Markov Chain Monte Carlo methods. We also discuss some Bayesian discrimination aspects for the choice of the best model.

Estudo dos linfócitos CD20, CD8 e CD4 nas hiperplasias inflamatórias e sua relação com a infecção por candida sp

O objetivo do presente estudo é mapear e quantificar as populações de células CD 20, CD 8 e CD 4+ em Hiperplasias inflamatórias (HI) e estabelecer relação com a infecção por Candida sp. Foram utilizados 41 casos de HI do Laboratório de Patologia Bucal da UFRGS. Novos cortes de todos os casos foram submetidos à técnica de coloração do PAS, criando – se 2 grupos: com e sem infecção por Candida sp. Seguiu – se a marcação imunohistoquímica com os anticorpos monoclonais anti CD 20, anti CD 8 e anti CD 4, para se avaliar a localização, a distribuição e quantificação das células positivamente marcadas em 3 campos consecutivos (400x), escolhidos sobre a área de maior concentração do infiltrado inflamatório. Os resultados da recontagem dos campos mostraram que o examinador estava calibrado pelo teste “t”de Student. As células CD 8+ apresentaram localização próxima às hifas de Candida sp. e foram mais numerosas no grupo com infecção (diferença estatisticamente significante p= 732 x 10-20). As células CD 20 e CD 4 positivas não apresentaram relação com a infecção por Candida sp. Concluiu – se que as células CD 8+ apresentaram localização relacionada às hifas de Candida sp., além de uma razão células positivamente marcada/ linfócitos totais estatisticamente mais alta no grupo com infecção por Candida sp.

Avaliação dos parâmetros hematológicos e imunofenotípicos de pacientes com doenças linfoproliferativas crônicas no Rio Grande do Norte

Chronic lymphoproliferative disorders (DLPC) are lymphoid system diseases characterized by the abnormal proliferation of mature lymphocytes that affect B cells, T lymphocytes and NK cells. The aim of the study was to demonstrate the relevance of immunophenotyping by flow cytometry in patients with prolonged lymphocytosis and / or cytomorphological changes compatible with lymphoproliferative diseases. In this study 460 patients (244 men and 216 women) with DLPC were evaluated. Were analyzed by flow cytometry with a panel of monoclonal antibodies consisting of CD3, CD4, CD5, CD8, CD10, CD19, CD22, CD23, CD25, CD38, CD45, CD16/CD56, and HLADR heavy and light chains of immunoglobulins. It also examines information regarding age, gender of patients and laboratory data as leucocytes, cytomorphological analysis, platelet count and hemoglobin determination. The results showed 398 cases of chronic lymphoproliferative disorders and 62 of DLPC B cell lymphoproliferative diseases T. B showed the following distribution : 253 cases of chronic lymphocytic leukemia (CLL), 42 cases of multiple myeloma ( MM ), 37 cases of lymphoma non - Hodgkin lymphoma in leukemic phase (NHL) , 17 cases of pro- B lymphocytic leukemia ( B -PLL), 15 cases of mantle cell lymphoma (MCL ), 12 cases of plasma cell leukemia ( PCL), 9 cases of lymphoma Burkitt (Linf B), 8 cases of leukemia villous cells ( LCV), 3 cases of splenic lymphoma with villous cells (LECV), a case of follicular lymphoma (LF) and a Waldenströn macroglobulinemia ( MW). The diseases source NK / T were 23 cases of peripheral T cell lymphoma (LCTP), 14 cases of T prolymphocytic leukemia (T -PLL), 10 cases of leukemia T of large granular lymphocytes (LGL -T) 9 cases of leukemia cells of adult T (LCTA), 5 cases of Sezary syndrome (SS) and a case of large granular NK leukemia (LGL -NK) lymphocytes. In conclusion, the combined use of the monoclonal antibody panel careful cytomorphological analysis was shown to be essential in immune diagnosis and classification of chronic lymphoproliferative disorders. This study was approved by the IRB - HUOL under number 356 / 09

Comparison of Two Methodologies for CD4+T Lymphocytes Relative Counting on Immune Monitoring of Patients with Human Immunodeficiency Virus

Considering that counting the percentage of CD4 T lymphocytes can add prognostic information regarding patients infected with HIV, the aim of this study was to evaluate the percentage values of CD4+ T lymphocytes from 81 patients determined by flow cytometry and estimated by flow cytometry in conjunction with a hematology counter. Means were compared through the Student's t-test. Pearson's correlation was determined, and the agreement between results was tested by Bland-Altman. The level of significance was P < 0.05. It was found a significantly higher mean difference between the relative values of CD4+ T lymphocytes to the hematologic counter (P < 0.05), for all strata studied. Positive and significant correlations (P < 0.01) were found between the strata CD4 < 200 cells/mL (r = 0.93), between 200 and 500 cells/mL (r = 0.65), and >500 cells/mL (r = 0.81). The limits of agreement were 1.0 +/- 3.8% for the stratum of CD4 < 200 cells/mL, approximately 2.2 +/- 13.5% for the stratum of CD4 between 200 and 500 cells/mL, and approximately 6.2 +/- 20.4% for the stratum > 500 cells/mL. The differences in the percentages of CD4+ T lymphocytes obtained by different methodologies could lead to conflict when used in clinical decisions related to the treatment and care of people infected with HIV.