Characterisation of Genome-Wide PLZF/RARA Target Genes

The PLZF/RARA fusion protein generated by the t(11;17)(q23;q21) translocation in acute promyelocytic leukaemia (APL) is believed to act as an oncogenic transcriptional regulator recruiting epigenetic factors to genes important for its transforming potential. However, molecular mechanisms associated with PLZF/RARA-dependent leukaemogenesis still remain unclear. We searched for specific PLZF/RARA target genes by ChIP-on-chip in the haematopoietic cell line U937 conditionally expressing PLZF/RARA. By comparing bound regions found in U937 cells expressing endogenous PLZF with PLZF/RARA-induced U937 cells, we isolated specific PLZF/RARA target gene promoters. We next analysed gene expression profiles of our identified target genes in PLZF/RARA APL patients and analysed DNA sequences and epigenetic modification at PLZF/RARA binding sites. We identify 413 specific PLZF/RARA target genes including a number encoding transcription factors involved in the regulation of haematopoiesis. Among these genes, 22 were significantly down regulated in primary PLZF/RARA APL cells. In addition, repressed PLZF/RARA target genes were associated with increased levels of H3K27me3 and decreased levels of H3K9K14ac. Finally, sequence analysis of PLZF/RARA bound sequences reveals the presence of both consensus and degenerated RAREs as well as enrichment for tissue-specific transcription factor motifs, highlighting the complexity of targeting fusion protein to chromatin. Our study suggests that PLZF/RARA directly targets genes important for haematopoietic development and supports the notion that PLZF/RARA acts mainly as an epigenetic regulator of its direct target genes.

Innate immune activation in neovascular Age-related Macular Degeneration

Purpose: To compare white blood cell populations from persons with neovascular age-related macular degeneration (nAMD) with that of age-matched controls.

Methods: Immunophenotyping for white blood cell populations (including CD14++CD16-, CD14++CD16+ and CD14+CD16++ monocytes, CD4 and CD8 T-lymphocytes, CD56 natural killer cells, CD19 B-lymphocytes and CD16+HLA-DR- neutrophils), chemokine receptor expression analysis (CX3CR1 and CCR2) as well as cell activation analysis (MHC-II, HLA-DR, CD62L, STAT3) was performed using samples of peripheral blood from nAMD patients and age- and gender-matched controls.

Results: The percentage of CD4+ T cells was significantly reduced while the percentage of CD11b+ cells and CD16+HLA-DR- neutrophils was significantly increased in nAMD patients compared to controls. The percentage of classical (CD14++CD16-), intermediate (CD14++CD16+) and non-classical (CD14+CD16++) monocytes was similar between nAMD patients and controls, however there was a significant increase of CX3CR1 on the intermediate monocyte subset and on CD16+HLA-DR- neutrophils in nAMD compared to controls. HLA-DR was significantly increased in all monocyte subsets in nAMD compared to controls. Activation of Signal Transducer and Activator of Transcription 3 (STAT3) was significantly increased in nAMD patients compared to controls following stimulation with IL6.

Conclusions: Our results suggest an increased activation of the innate immune system in patients with nAMD. A better understanding of the role of the innate immune system in the pathogenesis of nAMD may help identify novel biomarkers and thus development of improved therapeutic strategies.

Characterization of NKR+ T-cell subsets in human bone marrow:implications for immunosurveillance of neoplasia

In addition to hematopoietic progenitors, human bone marrow contains mature T/NK lymphocytes. Valpha24Vbeta11 NKT-cells, a subset of NK receptor+ (NKR+) T-cells in humans, are rare in bone marrow, suggesting the presence of other NKR+ T-cells which may contribute to tumor surveillance. NKR+/- T-cells were examined in blood (PB), and bone marrow from donors (DM) and patients with active hematopoietic malignancy (PM), or in remission (PR). T-cells in PR & PM were enriched for CD56+ and CD57+ subsets, compared to DM. All marrow NKR+/- T-cell subsets were more activated than PB. PM and, surprisingly, PR marrow contained more activated cells than DM. CD8+ cells were significantly increased in all patient marrows and there was evidence of the formation of an effector/memory pool in malignant marrow. These data suggest that NKR+ T-cell enrichment in human bone marrow that has been exposed to neoplastic transformation is compatible with a role in localized tumor surveillance/eradication.

Cis interactions of immunoreceptors with MHC and non-MHC ligands

The conventional wisdom is that cell-surface receptors interact with ligands expressed on other cells to mediate cell-to-cell communication (trans interactions). Unexpectedly, it has recently been found that two classes of receptors specific for MHC class I molecules not only interact with MHC class I molecules expressed on opposing cells, but also with those on the same cell. These cis interactions are a feature of immunoreceptors that inhibit, rather than activate, cellular functions. Here, we review situations in which cis interactions have been observed, the characteristics of receptors that bind in trans and cis, and the biological roles of cis recognition.

The paracaspase MALT1: biological function and potential for therapeutic inhibition.

The paracaspase MALT1 has a central role in the activation of lymphocytes and other immune cells including myeloid cells, mast cells and NK cells. MALT1 activity is required not only for the immune response, but also for the development of natural Treg cells that keep the immune response in check. Exaggerated MALT1 activity has been associated with the development of lymphoid malignancies, and recently developed MALT1 inhibitors show promising anti-tumor effects in xenograft models of diffuse large B cell lymphoma. In this review, we provide an overview of the present understanding of MALT1's function, and discuss possibilities for its therapeutic targeting based on recently developed inhibitors and animal models.

L’influence du réseau de chimiokines sur les lymphocytes T dans le contexte de l’infection à virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1)

Les chimiokines et leurs récepteurs respectifs jouent un rôle important dans l’immunité innée et adaptative. Les récepteurs de chimiokines identifient des cellules T CD4+ avec potentiel de migration dans des tissus spécifiques et à fonctionnalité distincte du point de vue de la spécificité antigénique et de la production de cytokines. L’identité de la population des cellules T CD4+ susceptibles versus résistantes à l’infection par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) reste mal définie. Le recrutement dans les muqueuses intestinales d’un excès de cellules T effectrices (CD8+) comparé aux cellules cibles (CD4+) représente un bon pronostic de l’infection par le virus de l’immunodéficience simienne (VIS), tandis que la déplétion des cellules Th17 dans les tissus lymphoïdes associés au tractus gastro-intestinal (GALT) est un marqueur de la progression de l’infection à VIH. L’effet régulateur des chimiokines sur l’activation de la réplication virale dans différentes sous-populations cellulaires T CD4+ reste peu étudié. Ce projet de maîtrise est divisé en 3 parties: (1) l’identification des récepteurs de chimiokines CCR4, CXCR3 et CCR6 comme marqueurs de surfaces des sous populations T CD4+ avec susceptibilité distincte à l’infection par le VIH; (2) la caractérisation phénotypique et fonctionnelle des cellules T CD4+ et T CD8+ spécifiques au VIH de sujets à progression lente vers le stade sida (LTNP); et (3) les effets des chimiokines ligands de CCR4, CXCR3 et CCR6 sur l’activation cellulaire et la réplication virale in vitro. Nos résultats démontrent que les cellules T CD4+ CCR4+CCR6+ (profile cytokinique Th17) et CXCR3+CCR6+ (profile cytokinique Th1/Th17) sont hautement permissives à l’infection par le VIH. Nous proposons également de nouveaux corrélats de protection immunitaire contre le VIH chez les sujets LTNP: (i) le potentiel de co-localisation dans les muqueuses intestinales des cellules T CD4+ et CD8+ spécifiques au VIH via l’intégrine β7, (ii) le ratio élevé entre les cellules T effectrices (CD8+) versus les cellules cibles (CD4+) spécifiques au VIH, (iii) le profil cytokinique Th17 et (iv) la capacité des cellules T CD4+ et CD8+ spécifiques au VIH à produire des ligands de CCR5 bloquant l’entrée virale. Finalement, nos résultats sur l’effet co-stimulateur des chimiokines sur les cellules T et leurs effets opposés sur la réplication virale démontrent l’implication du réseau des chimiokines dans la régulation de la pathogenèse de l’infection à VIH.

Les cellules dendritiques plasmacytoides dans le sang de cordon et après greffe de sang de cordon

La greffe de sang de cordon est de plus en plus utilisée et a permis de traiter avec succès chez l’enfant des déficits immunitaires ainsi que des hémopathies malignes comme les leucémies. Malgré d’importants avantages tels que l’absence de risque pour le donneur ou la plus faible incidence de maladie du greffon contre l’hôte (GvHD), utiliser le sang de cordon comporte certains inconvénients. En effet, une reconstitution immunitaire retardée, des infections opportunistes en plus grand nombre et un risque de rechute sont des complications qui peuvent survenir et engendrer un risque pour le pronostic vital du patient. Par conséquent, de nouvelles stratégies d’immunothérapies doivent être envisagées. Dans le cadre de ce travail, nous nous sommes particulièrement intéressés aux cellules dendritiques plasmacytoides (pDC) dont les fonctions sont importantes pour l’initiation des réponses immunitaires innée et adaptative et particulièrement pour leur capacité à activer les cellules NK. Afin d’élucider le rôle et l’impact de ces cellules dans les greffes de sang de cordon, le nombre et la fonction des pDC et des NK a été suivi longitudinalement chez des patients ayant subi une greffe de sang de cordon comparativement à des patients transplantés avec de la moelle osseuse. Nous avons ainsi démontré que les pDC et les NK apparaissent précocement suite à une greffe de sang de cordon et que ces cellules sont fonctionnelles. Ces résultats mettent donc en lumière que ces cellules pourraient être de bons outils pour l’établissement d’une immunothérapie après greffe de sang de cordon. De plus, la caractérisation fonctionnelle des pDC du greffon de sang de cordon a permis de révéler une plus faible production d’IFN-α par les pDC, comparativement aux pDC de sang d’adulte. Cette différence pourrait jouer un rôle dans la plus faible incidence de GvHD après les greffes de sang de cordon. Dans le but de préciser les mécanismes moléculaires de régulation négative de la production d’IFN-α par les pDC de sang de cordon, nous avons étudié les protéines de la voie de signalisation TLR9-IRF7. L’expression similaire de l’ARN du TLR9, MyD88, IRAK1 et IRF7 contraste avec la plus faible expression des protéines correspondantes. De plus, l’expression des MicroARNs miR-146a et miR-155 est plus élevé dans les pDC de sang de cordon comparativement aux pDC de sang d’adultes. Ensemble, ces données pointent une régulation négative post-transcriptionnelle de la voie TLR9-IRF7 qui pourrait expliquer la plus faible production d’IFN-α des pDC du sang de cordon. L’ensemble des ces travaux suggère que les pDC pourraient représenter une cible de choix dans le développement de nouvelles approches thérapeutiques dans les greffes de sang de cordon.

La Rapamycine inhibe l’expression de l’ARNm de l’ADAMTS-4 induit par les cytokines dans les chondrocytes articulaires

Introduction: Durant la pathogenèse d’ostéoarthrose (OA), les cytokines pro-inflammatoires IL-1β (Interleukin-1 beta) et TNF-α (Tumor necrosis factor alpha) stimulent la dégradation des agrécanes par l’aggrécanase-1 ou ADAMTS-4 (a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motif). Ces cytokines peuvent stimuler plusieurs voies de signalisation conduisant ainsi à l’augmentation de l’expression des ADAMTS dans les chondrocytes humains. Les TIMPs (tissue inhibitor of metalloproteinases) présentent des inhibiteurs endogènes de l’ADAMTS. Nous avons démontré que la Rapamycine (un immunosuppresseur et un inhibiteur du mamalian target of Rapamycin (mTOR)) peut avoir des effets bénéfiques dans cette pathologie. Notre étude examine l’effet de la Rapamycine sur l’expression de l’ADAMTS-4 induit par les cytokines, son implication dans certaines voies de signalisation, et son effet sur l’expression du TIMP-3. Méthodes: Des chondrocytes normaux sont traités avec la Rapamycine seule ou stimulés aussi avec l’IL-1β et le TNF-α. Les effets de la Rapamycine sur l’expression de l’ADAMTS-4 et du TIMP-3 ont été étudiés par l’analyse RT-PCR et l’activité enzymatique a été étudiée par la technique d’ELISA. Les effets de la Rapamycine sur certaines voies de signalisation ont été étudiés par le Western blot. Résultats: Nous avons trouvé que la Rapamycine inhibe l’expression de l’ARNm de l’ADAMTS-4 induit par les cytokines pro-inflammatoires dans les chondrocytes humains. L’activité enzymatique de l’ADAMTS-4 induit par l’IL-1β a été légèrement diminuée par la Rapamycine. En plus, cette dernière a montré de différents effets sur plusieurs voies de signalisation stimulées par l’IL-1β et le TNF-α telles que les voies des MAPKs (Mitogen activated protein kinase), de l’AKT, et de la p70 S6 kinase. La Rapamycine a inhibé partiellement l’activation de la phosphorylation de l’ERK1/2 MAPK (extracellular signal-regulated protein kinase MAPK) en présence du TNF-α seulement. En outre, la Rapamycine a inhibé la phosphorylation des protéines p38 MAPK, JNK (c-Jun N-terminal kinase), et AKT activée par l’IL-1β seulement. En plus, la phosphorylation de la protéine p70 S6K stimulée par l’IL-1β et le TNF-α a été inhibée par la Rapamycine. D’autre part, nous avons démontré que le niveau du TIMP-3 a été augmenté en présence de la Rapamycine. Conclusion: Ces résultats suggèrent que la Rapamycine peut bloquer l’action de l’ADAMTS-4 via l’inhibition de l’activation des MAPKs, de l’AKT, et de la p70 S6K. La Rapamycine pourrait ainsi être considérée pour la prévention de la perte du cartilage chez les patients ostéoarthritiques.

Rôle essentiel des cellules dendritiques dans l'immunité innée face a des streptocoques encapsulés

Streptococcus du Groupe B (GBS) et Streptococcus suis sont deux pathogènes encapsulés qui induisent des pathologies similaires dont la méningite et la septicémie chez les animaux et/ou les humains. Les sérotypes III et V du GBS et les sérotypes 2 et 14 du S. suis (utilisés dans cette étude) sont parmi les plus prévalents et/ou les plus virulents. La capsule polysaccharidique (CPS) définit le sérotype et est considérée comme un facteur de virulence essentiel pour les deux espèces bactériennes. Malgré que plusieurs études aient été réalisées au niveau des interactions entre ces streptocoques et les cellules de l’immunité innée, aucune information n’est disponible sur la régulation de la réponse immunitaire contre ces pathogènes par les cellules dendritiques (DCs) et leur interactions avec d’autres cellules, notamment les cellules ‘natural killer’ (NK). Dans cette étude, différentes approches (in vitro, ex vivo et in vivo) chez la souris ont été développées pour caractériser les interactions entre les DCs, les cellules NK et GBS ou S. suis. L’utilisation de mutants non encapsulés a permis d’évaluer l’importance de la CPS dans ces interactions. Les résultats in vitro avec les DCs infectées par GBS ou S. suis ont démontré que ces deux pathogènes interagissent différemment avec ces cellules. GBS est grandement internalisé par les DCs, et ce, via de multiples mécanismes impliquant notamment les radeaux lipidiques et la clathrine. Le mécanisme d’endocytose utilisé aurait un effet sur la capacité du GBS à survivre intracellulairement. Quant au S. suis, ce dernier est très faiblement internalisé et, si le cas, rapidement éliminé à l’intérieur des DCs. GBS et S. suis activent les DCs via différents récepteurs et favorisent la production de cytokines et chimiokines ainsi que l’augmentation de l’expression de molécules de co-stimulation. Cette activation permet la production d’interferon-gamma (IFN-y) par les cellules NK. Cependant, GBS semble plus efficient à activer les DCs, et par conséquent, les cellules NK que S. suis. La production d’IFN-y, en réponse à la stimulation bactérienne, est principalement assurée par un contact direct entre les DCs et les cellules NK et ne dépend qu’en partie de facteurs solubles. De plus, nos résultats in vivo ont démontré que ces deux streptocoques induisent rapidement la libération d'IFN-y par les cellules NK lors de la phase aiguë de l'infection. Ceci suggère que les interactions entre les DCs et les cellules NK pourraient jouer un rôle dans le développement d’une réponse immune T auxiliaire de type 1 (T ‘helper’ 1 en anglais; Th1). Cependant, la capacité de S. suis à activer la réponse immunitaire in vivo est également plus faible que celle observée pour GBS. En effet, les CPSs de GBS et de S. suis jouent des rôles différents dans cette réponse. La CPS de S. suis empêche une activation optimale des DCs et des cellules NK alors que c’est l’opposé pour la CPS de GBS, indépendamment du sérotype évalué. En résumé, cette étude adresse pour la première fois la contribution des DCs et des cellules NK dans la réponse immunitaire innée lors d’une infection à GBS ou à S. suis et, par extension, dans le développement d’une réponse Th1. Nos résultats renforcent davantage le rôle central des DCs dans le contrôle efficace des infections causées par des bactéries encapsulées.

Efectividad del tratamiento inmunomodulador con leucocitos alogénicos, en aborto involuntario recurrente. Revisión sistemática y metaanálisis

Dentro del marco del aborto involuntario recurrente (AIR), se han propuesto causas autoinmunes y alogénicas, e implementación de terapias como la inmunización activa con leucocitos alogénicos de la pareja o de donantes. La evidencia disponible en cuanto a la efectividad de estos tratamientos es contradictoria, por lo que se desea realizar una revisión sistemática para evaluar la efectividad de la inmunización activa con leucocitos alogénicos de la pareja o de donantes para esta condición. Se realizó un estudio tipo revisión sistemática de la literatura, usando las siguientes bases de datos: Medline, Embase, Cochrane Library y Scielo. Se realizó una búsqueda a través del registro de ensayos clínicos del Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos (www.clinicaltrials.gov) y, una búsqueda manual a través de las referencias de los estudios seleccionados siguiendo la estrategia de bola de nieve. Se seleccionaron ensayos clínicos y estudios de cohorte analítica, en idioma inglés y español. Se realizó un análisis cuantitativo de la información por medio de un metaanálisis. El tratamiento inmunomodulador con linfocitos puede considerarse como una terapia efectiva para mantener la gestación y lograr recién nacido vivo según resultados estadísticos; sin embargo la calidad de los estudios incluidos es baja, por lo que no se aconseja para la práctica rutinaria. Se sugiere la realización de estudios con metodologías robustas y que apoyen los resultados presentados en esta investigación.

The relationship between membrane damage, release of protein and loss of viability in Escherichia coli exposed to high hydrostatic pressure

The aim of this work was to examine a possible association between resistance of two Escherichia coli strains to high hydrostatic pressure and the susceptibility of their cell membranes to pressure-induced damage. Cells were exposed to pressures between 100 and 700 MPa at room temperature (~20C) in phosphate-buffered-saline. In the more pressure-sensitive strain E. coli 8164, loss of viability occurred at pressures between 100 MPa and 300 MPa and coincided with irreversible loss of membrane integrity as indicated by uptake of propidium iodide (PI) and leakage of protein of molecular mass between 9 and 78 kDa from the cells. Protein release increased to a maximum at 400 MPa then decreased, possibly due to intracellular aggregation at the higher pressures. In the pressure-resistant strain E. coli J1, PI was taken up during pressure treatment but not after decompression indicating that cells were able to reseal their membranes. Loss of viability in strain J1 coincided with the transient loss of membrane integrity between approximately 200 MPa and 600 MPa. In E. coli J1 leakage of protein occurred before loss of viability and the released protein was of low molecular mass, between 8 and 11 kDa and may have been of periplasmic origin. In these two strains differences in pressure resistance appeared to be related to differences in the ability of their membranes to withstand disruption by pressure. However it appears that transient loss of membrane integrity during pressure can lead to cell death irrespective of whether cells can reseal their membranes afterwards.

Effect of oleic and linoleic acids on the inflammatory phase of wound healing in rats

Inflammation is a crucial step for the wound healing process. The effect of linoleic and oleic acids on the inflammatory response of the skin during the healing process and on the release of pro-inflammatory cytokines by rat neutrophils in vitro was investigated. A wound in the dorsal surface of adult rats was performed and fatty acids were then topically administered. Both oleic and linoleic acids increased the wound healing tissue mass. The total protein and DNA contents of the wounds were increased by the treatment with linoleic acid. The treatments with oleic and linoleic acids did not affect vascular permeability. However, the number of neutrophils in the wounded area and air pouches was increased and the thickness of the necrotic cell layer edge around the wound was decreased. A dose-dependent increase in vascular endothelial growth factor-alpha (VEGF-alpha) and interleukin-1 beta (IL-1 beta) by neutrophils incubated in the presence of oleic and linoleic acid was observed. Oleic acid was able to stimulate also the production of cytokine-induced neutrophil chemoattractant in inflammation 2 alphalbeta (CINC-2 alpha/beta). This pro-inflammatory effect of oleic and linoleic acids may speed up the wound healing process. Copyright (c) 2007 John Wiley & Sons, Ltd.

Early Phase of Allergic Airway Inflammation in Diabetic Rats: Role of Insulin on the Signaling Pathways and Mediators

Background: Allergic lung inflammation is impaired in diabetic rats and is restored by insulin treatment. In the present study we investigated the effect of insulin on the signaling pathways triggered by allergic inflammation in the lung and the release of selected mediators. Methods: Diabetic male Wistar rats (alloxan, 42 mg/kg, i.v., 10 days) and matching controls were sensitized by s.c. injections of ovalbumin (OA) in aluminium hydroxide, 14 days before OA (1 mg/0.4 ml) or saline intratracheal challenge. A group of diabetic rats were treated with neutral protamine Hagedorn insulin (NPH, 4 IU, s.c.), 2 h before the OA challenge. Six hours after the challenge, bronchoalveolar lavage (BAL) was performed for mediator release and lung tissue was homogenized for Western blotting analysis of signaling pathways. Results: Relative to non-diabetic rats, the diabetic rats exhibited a significant reduction in OA-induced phosphorylation of the extracellular signal-regulated kinase (ERK, 59%), p38 (53%), protein kinase B (Akt, 46%), protein kinase C (PKC)-alpha (63%) and PKC-delta (38%) in lung homogenates following the antigen challenge. Activation of the NF-kappa B p65 subunit and phosphorylation of I kappa B alpha were almost suppressed in diabetic rats. Reduced expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS, 32%) and cyclooxygenase-2 (COX-2, 46%) in the lung homogenates was also observed. The BAL concentration of prostaglandin (PG)-E(2), nitric oxide (NO) and interleukin (IL)-6 was reduced in diabetic rats (74%, 44% and 65%, respectively), whereas the cytokine-induced neutrophil chemoattractant (CINC)-2 concentration was not different from the control animals. Treatment of diabetic rats with insulin completely or partially restored all of these parameters. This protocol of insulin treatment only partially reduced the blood glucose levels. Conclusion: The data presented show that insulin regulates MAPK, PI3K, PKC and NF-kappa B pathways, the expression of the inducible enzymes iNOS and COX-2, and the levels of NO, PGE(2) and IL-6 in the early phase of allergic lung inflammation in diabetic rats. It is suggested that insulin is required for optimal transduction of the intracellular signals that follow allergic stimulation. Copyright (C) 2010 S. Karger AG, Basel

CztR, a LysR-Type Transcriptional Regulator Involved in Zinc Homeostasis and Oxidative Stress Defense in Caulobacter crescentus

Caulobacter crescentus is a free-living alphaproteobacterium that has 11 predicted LysR-type transcriptional regulators (LTTRs). Previously, a C. crescentus mutant strain with a mini-Tn5lacZ transposon inserted into a gene encoding an LTTR was isolated; this mutant was sensitive to cadmium. In this work, a mutant strain with a deletion was obtained, and the role of this LTTR (called CztR here) was evaluated. The transcriptional start site of this gene was determined by primer extension analysis, and its promoter was cloned in front of a lacZ reporter gene. beta-Galactosidase activity assays, performed with the wild-type and mutant strains, indicated that this gene is 2-fold induced when cells enter stationary phase and that it is negatively autoregulated. Moreover, this regulator is essential for the expression of the divergent cztA gene at stationary phase, in minimal medium, and in response to zinc depletion. This gene encodes a hypothetical protein containing 10 predicted transmembrane segments, and its expression pattern suggests that it encodes a putative zinc transporter. The cztR strain was also shown to be sensitive to superoxide (generated by paraquat) and to hydrogen peroxide but not to tert-butyl hydroperoxide. The expression of katG and ahpC, but not that of the superoxide dismutase genes, was increased in the cztR mutant. A model is proposed to explain how CztR binding to the divergent regulatory regions could activate cztA expression and repress its own transcription.

Inhibitory Signals Mediated by Programmed Death-1 Are Involved With T-Cell Function in Chronic Periodontitis

Background: Inhibitory signals mediated via molecules such as programmed death-1 (PD-1) play a critical role in downmodulating immune responses and maintaining peripheral tolerance. We investigated the involvement of cytokines and PD-1 engagement in mediating the T-cell unresponsiveness to bacterial and ubiquitous antigens in periodontal diseases. Methods: Gingival and peripheral blood samples from healthy individuals and patients with chronic periodontitis were collected and used for the subsequent assays. Leukocytes in the lesion site and blood were evaluated using flow cytometry. The production of interferon-gamma, interleukin-10, and transforming growth factor-P proteins was evaluated by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), and the presence of PD-1+cells in the inflamed gingiva was confirmed by immunofluorescence confocal microscopy for CD4 and PD-1 colocalization. Results: T cells from patients with chronic periodontitis proliferated poorly in response to Aggregatibacter actinomycetem comitans (previously Actinobacillus actinomycetemcomitans) antigen. T-cell unresponsiveness was not associated with imbalanced cytokine production. However, T cells from patients with chronic periodontitis expressed significantly higher levels of PD-1 either upon isolation or after culture with antigens. Moreover, PD-1 blocking did not result in significant T-cell proliferation in cells cultured with phytohemagglutinin or bacterial antigens. The blockade of PD-1 resulted in the increased production of IFN-gamma. In addition, CD4+ and CD8+ T cells expressing PD-1 accumulated in lesions with chronic periodontitis. Conclusion: These data show that PD-1 engagement could be involved in the modulation of IFN-gamma production by T cells in patients with chronic periodontitis. J Periodontol 2009,80:1833-1844.