Evaluation of the immune response to CRA and FRA recombinant antigens of Trypanosoma cruzi in C57BL/6 mice

Humoral and cellular immune responses were evaluated in 44 C57BL/6 mice immunized with the Trypanosoma cruzi recombinant antigens CRA and FRA. Both antigens induced cutaneous immediate-type hypersensitivity response. The levels of IgG1, IgG2a, IgG2b and IgG3 were high in CRA immunized mice. IgG3 was the predominant isotype. Although no difference in antibody levels was observed in FRA-immunized mice when compared to control mice, both antigens were able to induce lymphoproliferation in immunized mice. Significant differences were observed between incorporation of [³H]- thymidine by spleen cell stimulated in vitro with CRA or FRA and the control group. These results suggest that CRA and FRA could be involved in mechanisms of resistance to Trypanosoma cruzi infection.

Humoral immune response of patients bitten by the snake Bothrops erythromelas

INTRODUCTION: Snake envenomings are a health problem in rural areas of tropical and subtropical countries, but little is known regarding the immune response presented by bitten individuals. The IgM production of patients bitten by Bothrops erythromelas snake was analyzed to identify the effectiveness of treatment in this type of envenomation. METHODS: Bothrops erythromelas venom was submitted to electrophoresis and transferred to a nitrocellulose sheet, following incubation with patients' sera. RESULTS: A 38 KDa protein was detected before and 24 h after therapy. CONCLUSIONS: The result suggests that this protein could be used as a marker for individuals envenomed by Bothrops. erythromelas.

Immunopathogenesis and neurological manifestations associated to HTLV-1 infection

The human T lymphotropic virus type-1 (HTLV-1) was the first human retrovirus identified. The virus is transmitted through sexual intercourse, blood transfusion, sharing of contaminated needles or syringes and from mother to child, mainly through breastfeeding. In addition to the well-known association between HTLV-1 and HTLV-1-associated myelopathy/tropical spastic paraparesis (HAM/TSP), several diseases and neurologic manifestations have been associated with the virus. This review was conducted through a PubMed search of the terms HTLV-1, immune response and neurological diseases. Emphasis was given to the most recent data regarding pathogenesis and clinical manifestations of HTLV-1 infection. The aim of the review is to analyze the immune response and the variety of neurological manifestations associated to HTLV-1 infection. A total of 102 articles were reviewed. The literature shows that a large percentage of HTLV-1 infected individuals have others neurological symptoms than HAM/TSP. Increased understanding of these numerous others clinical manifestations associated to the virus than adult T cell leukemia/lymphoma (ATLL) and HAM/TSP has challenged the view that HTLV-1 is a low morbidity infection.

Poly-N-acetyl glucosamine expression in Staphylococcus epidermidis biofilm cells affects the immune response and promotes tissue pathology in infected hosts

Staphylococcus epidermidis is a biofilm - forming bacterium and a leading etiological agent of nosocomial infections. The ability to establish biofilms on indwelling medical devices is a key virulence factor for this bacterium. Still, the influence of poly - N - acetyl glucosamine (PNAG), the major component of the extracellular biofilm matrix, in the host immune response has been scarcely studied. Here, t h is influence was assessed in mice challenged i.p. with PNAG - p roducing (WT) and isogenic - mutant lacking PNAG (M10) bacteria grown in biofilm - inducing conditions. Faster bacterial clearance was observed in the mice infected with WT bacteria than in M10 - infected counterparts , which w as accompanied by earlier neutrophil recruitment and higher IL - 6 production. Interestingly, in the WT - infected mice, but not in those infected with M10 , elevated serum IL - 10 was detected . To further study the effe ct of PNAG in the immune response, mice were primed with WT or M10 biofilm bacteria and subsequently infected with WT biofilm - released cells. WT - primed mice presented a higher frequency of splenic IFN - γ + and IL - 17 + CD4 + T cells, and more severe liver patho logy than M10 - primed counterparts. Nevertheless, T reg cells obtained from the WT - primed mice presented a higher suppressive function than those obtained from M10 - primed mice. This effect was abrogated when IL - 10 - deficient mice were similarly primed and infected indicating that PNAG promotes the differentiati on of highly suppressive T reg cells by a mechanism dependent on IL - 10. Altogether, these results provide evidence help ing explain ing the coexistence of inflammation and bacterial persistence often observed in biofilm - originated S. epidermidis infections

Development of a bifunctional CD1d-anti-HER2 scFv fusion molecule to redirect the iNKT cell-mediated immune response to the tumor site

Abstract : Invariant natural killer T lymphocytes (iNKT) are a unique subpopulation of T lymphocytes recognizing glycolipid antigens in the context of the MHC class I-like molecule CD1d. Upon activation with the high affinity ligand α-galactosylceramide (αGalCer), iNKT cells rapidly produce large amounts of the pro-inflammatory cytokine interferon gamma (IFN-γ) and potently activate cells of the innate and adaptive immune response, such as dendritic cells (DCs), NK and T cells. In this context, iNKT cells have been shown to efficiently mediate antitumor activity, and recent research has focused on the manipulation of these cells for antitumor therapies. However, a major drawback of αGalCer as a free drug is that a single injection of this ligand leads to a short-lived iNKT cell activation followed by a long-term anergy, limiting its therapeutic use. In contrast, we demonstrate here that when αGalCer is loaded on a recombinant soluble CD1d molecule (αGalCer/sCD1d), repeated injections lead to a sustained iNKT and NK cell activation associated with IFN-γ secretion as well as with DC maturation. Most importantly, when the αGalCer/sCD1d is fused to an anti-HER2 scFv antibody fragment, potent inhibition of experimental lung metastasis and established subcutaneous tumors is obtained when systemic treatment is started two to seven days after the injection of HER2-expressing B16 melanoma cells, whereas at this time free αGalCer has no effect. The antitumor activity of the sCD1d-anti-HER2 fusion protein is associated with HER2-specific tumor localization and accumulation of iNKT, NK and T cells at the tumor site. Importantly, active T cell immunization combined with the sCD1d-anti-HER2 treatment leads to the accumulation of antigen-specific CD8 T cells exclusively in HER2-expressing tumors, resulting in potent tumor inhibition. In conclusion, sustained activation and tumor targeting of iNKT cells by recombinant αGalCer/sCD1d molecules thus may promote a combined innate and adaptive immune response at the tumor site that may prove to be effective in cancer immunotherapy. RESUME : Les lymphocytes «invariant Natural Killer T » (iNKT) forment une sous-population particulière de lymphocytes T reconnaissant des antigènes glycolipidiques présentés sur la molécule non-polymorphique CD1d, analogue aux protéines du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I. Après activation avec le ligand de haute affinité α-galactosylceramide (αGalCer), les cellules iNKT produisent des grandes quantités de la cytokine pro-inflammatoire interferon gamma (IFN-γ) et activent les cellules du système immunitaire inné et acquis, telles que les cellules dendritiques (DC), NK et T. En conséquence, on a montré que les cellules iNKT exercent des activités anti-tumorales et la recherche s'est intéressée à la manipulation de ces cellules pour développer des thérapies anti-tumorales. Néanmoins, le désavantage majeur de l'αGalCer, injecté seul, est qu'une seule dose de ce ligand aboutit à une activation des cellules iNKT de courte durée suivie par un état anergique prolongé, limitant l'utilisation thérapeutique de ce glycolipide. En revanche, l'étude présentée ici démontre que, si l'αGalCer est chargé sur des molécules récombinantes soluble CD1d (αGalCer/sCDld), des injections répétées aboutissent à une activation prolongée des cellules iNKT et NK associée avec la sécrétion d'IFN-γ et la maturation des cellules DC. Plus important, si on fusionne la molécule αGalCer/sCD1d avec un fragment single-chain (scFv) de l'anticorps anti-HER2, on observe une importante inhibition de métastases expérimentales aux poumons et de tumeurs sous-cutanées même lorsque le traitement systémique est commencé 2 à 7 jours après la greffe des cellules de mélanome B16 transfectées avec l'antigène HER2. Dans les mêmes conditions le traitement avec l'αGalCer seul est inefficace. L'activité anti-tumorale de la protéine sCDld-anti-HER2 est associée à son accumulation spécifique dans des tumeurs exprimant le HER2 ainsi qu'avec une accumulation des cellules iNKT, NK et T à la tumeur. De plus, une immunisation active combinée avec le traitement sCD1d-anti-HER2 aboutit à une accumulation des lymphocytes T CD8 spécifiques de l'antigène d'immunisation, ceci exclusivement dans des tumeurs qui expriment l'antigène HER2. Cette combinaison résulte dans une activité anti-tumeur accrue. En conclusion, l'activation prolongée des cellules iNKT redirigées à la tumeur par des molécules recombinantes αGalCer/sCDld conduit à l'activation de la réponse innée et adaptative au site tumoral, offrant une nouvelle stratégie prometteuse d'immunothérapie contre le cancer. RESUME POUR UN LARGE PUBLIC : Le cancer est une cause majeure de décès dans le monde. Sur un total de 58 millions de décès enregistrés au niveau mondial en 2005, 7,6 millions (soit 13%) étaient dus au cancer. Les principaux traitements de nombreux cancers sont la chirurgie, en association avec la radiothérapie et la chimiothérapie. Néanmoins, ces traitements nuisent aussi aux cellules normales de notre corps et parfois, ils ne suffisent pas pour éliminer définitivement une tumeur. L'immunothérapie est l'une des nouvelles approches pour la lutte contre le cancer et elle vise à exploiter la spécificité du système immunitaire qui peut distinguer des cellules normales et tumorales. Une cellule exprimant un marqueur tumoral (antigène) peut être reconnue par le système immunitaire humoral (anticorps) et/ou cellulaire, induisant une réponse spécifique contre la tumeur. L'immunothérapie peut s'appuyer alors sur la perfusion d'anticorps monoclonaux dirigés contre des antigènes tumoraux, par exemple les anticorps dirigés contre les protéines oncogéniques Her-2/neu dans le cancer du sein. Ces anticorps ont le grand avantage de spécifiquement se localiser à la tumeur et d'induire la lyse ou d'inhiber la prolifération des cellules tumorales exprimant l'antigène. Aujourd'hui, six anticorps monoclonaux non-conjugés sont approuvés en clinique. Cependant l'efficacité de ces anticorps contre des tumeurs solides reste limitée et les traitements sont souvent combinés avec de la chimiothérapie. L'immunothérapie spécifique peut également être cellulaire et exploiter par immunisation active le développement de lymphocytes T cytotoxiques (CTL) capables de détruire spécifiquement les cellules malignes. De telles «vaccinations »sont actuellement testées en clinique, mais jusqu'à présent elles n'ont pas abouti aux résultats satisfaisants. Pour obtenir une réponse lymphocytaire T cytotoxique antitumorale, la cellule T doit reconnaître un antigène associé à la tumeur, présenté sous forme de peptide dans un complexe majeur d'histocompatibilité de classe I (CHM I). Cependant les cellules tumorales sont peu efficace dans la présentation d'antigène, car souvent elles se caractérisent par une diminution ou une absence d'expression des molécules d'histocompatibilité de classe I, et expriment peu ou pas de molécules d'adhésion et de cytokines costimulatrices. C'est en partie pourquoi, malgré l'induction de fortes réponses CTL spécifiquement dirigés contre des antigènes tumoraux, les régressions tumorales obtenus grâce à ces vaccinations sont relativement rares. Les lymphocytes «invariant Natural Killer T » (iNKT) forment une sous-population particulière de lymphocytes T reconnaissant des antigènes glycolipidiques présentés sur la molécule non-polymorphique CD1d, analogue aux protéines CMH I. Après activation avec le ligand de haute affinité α-galactosylceramide (αGalCer), les cellules iNKT produisent des grandes quantités de la cytokine pro-inflammatoire interferon gamma (IFN-γ) et activent les cellules du système immunitaire inné et acquis, telles que les cellules dendritiques (DC), NK et T. En conséquence, on a montré que les cellules iNKT exercent des activités anti-tumorales et la recherche s'est intéressée à la manipulation de ces cellules pour développer des thérapies anti-tumorales. Néanmoins, le désavantage majeur de l'αGalCer, injecté seul, est qu'une seule dose de ce ligand aboutit à une activation des cellules iNKT de courte durée suivie par un état anergique prolongé, limitant l'utilisation thérapeutique de ce glycolipide. Notre groupe de recherche a donc eu l'idée de développer une nouvelle approche thérapeutique où la réponse immunitaire des cellules iNKT serait prolongée et redirigée vers la tumeur par des anticorps monoclonaux. Concrètement, nous avons produit des molécules récombinantes soluble CD1d (sCD1d) qui, si elles sont chargés avec l'αGalCer (αGalCer/sCDld), aboutissent à une activation prolongée des cellules iNKT et NK associée avec la sécrétion d'IFN-γ et la maturation des cellules DC. Plus important, si la molécule αGalCer/sCD1d est fusionnée avec un fragment single-chain (scFv) de l'anticorps anti-HER2, la réponse immunitaire est redirigée à la tumeur pour autant que les cellules cancéreuses expriment l'antigène HER2. Les molécules αGalCer/sCDld ainsi présentées activent les lymphocytes iNKT. Avec cette stratégie, on observe une importante inhibition de métastases expérimentales aux poumons et de tumeurs sous-cutanées, même lorsque le traitement systémique est commencé 2 à 7 jours après la greffe des cellules de mélanome B16 transfectées avec l'antigène HER2. Dans les mêmes conditions le traitement avec l'αGalCer seul est inefficace. L'activité anti-tumorale de la protéine sCDld-anti-HER2 est associée à son accumulation spécifique dans des tumeurs exprimant le HER2 ainsi qu'avec une accumulation des cellules iNKT, NK et T à la tumeur. En conclusion, l'activation prolongée des cellules iNKT redirigées à la tumeur par des molécules récombinantes αGalCer/sCD1d conduit à l'activation de la réponse innée et adaptative au site tumoral, offrant une nouvelle stratégie prometteuse d'immunothérapie contre le cancer.

Pyelonephritic Escherichia coli expressing P fimbriae decrease immune response of the mouse kidney.

P fimbriae are proteinaceous appendages on the surface of Escherichia coli bacteria that mediate adherence to uroepithelial cells. E. coli that express P fimbriae account for the majority of ascending urinary tract infections in women with normal urinary tracts. The hypothesis that P fimbriae on uropathic E. coli attach to renal epithelia and may regulate the immune response to establish infection was investigated. The polymeric Ig receptor (pIgR), produced by renal epithelia, transports IgA into the urinary space. Kidney pIgR and urine IgA levels were analyzed in a mouse model of ascending pyelonephritis, using E. coli with (P+) and without (P-) P fimbriae, to determine whether P(+) E. coli regulate epithelial pIgR expression and IgA transport into the urine. (P+) E. coli establish infection and persist to a greater amount than P(-) E. coli. P(+)-infected mice downregulate pIgR mRNA and protein levels compared with P(-)-infected or PBS controls at > or =48 h. The decrease in pIgR was associated with decreased urinary IgA levels in the P(+)-infected group at 48 h. pIgR mRNA and protein also decline in P(+) E. coli-infected LPS-hyporesponsive mice. These studies identify a novel virulence mechanism of E. coli that express P fimbriae. It is proposed that P fimbriae decrease pIgR expression in the kidney and consequently decrease IgA transport into the urinary space. This may explain, in part, how E. coli that bear P fimbriae exploit the immune system of human hosts to establish ascending pyelonephritis.

Pathology and immune response of the blue mussel (Mytilus edulis L.) after an exposure to the harmful dinoflagellate Prorocentrum minimum

The harmful dinoflagellate Prorocentrum minimum has different effects upon various species of grazing bivalves, and these effects also vary with life-history stage. Possible effects of this dinoflagellate upon mussels have not been reported; therefore, experiments exposing adult blue mussels, Mytilus edulis, to P. minimum were conducted. Mussels were exposed to cultures of toxic P. minimum or benign Rhodomonas sp. in glass aquaria. After a short period of acclimation, samples were collected on day 0 (before the exposure) and after 3, 6, and 9 days of continuous-exposure experiment. Hemolymph was extracted for flow-cytometric analyses of hemocyte, immune-response functions, and soft tissues were excised for histopathology. Mussels responded to P. minimum exposure with diapedesis of hemocytes into the intestine, presumably to isolate P. minimum cells within the gut, thereby minimizing damage to other tissues. This immune response appeared to have been sustained throughout the 9-day exposure period, as circulating hemocytes retained hematological and functional properties. Bacteria proliferated in the intestines of the P. minimum-exposed mussels. Hemocytes within the intestine appeared to be either overwhelmed by the large number of bacteria or fully occupied in the encapsulating response to P. minimum cells; when hemocytes reached the intestine lumina, they underwent apoptosis and bacterial degradation. This experiment demonstrated that M. edulis is affected by ingestion of toxic P. minimum; however, the specific responses observed in the blue mussel differed from those reported for other bivalve species. This finding highlights the need to study effects of HABs on different bivalve species, rather than inferring that results from one species reflect the exposure responses of all bivalves.

Cellular immune response of humans to the circumsporozoite protein of Plasmodium vivax

The cellular immune response to the circumsporozoite (CS) protein of plasmodium vivax of individuals from malaria-endemic areas of Brazil was studied. We examined the in vitro proliferative response of the peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of 22 individuals when stimulated with a CS recombinant protein (rPvCS-2) and two other synthetic peptides based on the sequenceof the P. vivax CS protein. Seven of the individuals from malaria-endemic area displayed an antigen specific in vitro proliferative responseto the recombinant protein PvCS-2 and one out of 6, proliferative response to the peptide 308-320. In contrast, none of the individuals displayed a proliferative reponse when stimulated with the D/A peptide which represent some of the repeated units present in this CS protein. Our study, therefore, provides evidence for the presence, withinthe major surface antigen of P. vivax sporozoites, of epitopes capble to induce proliferation of human PBMC.

Study of humoral immune response in mammals immunized with Plasmodium falciparum antigenic preparations

Six Plasmodium falciparum protein fractions, isolated under reducing conditions, were used to immunize mice, rabbits and the squirrel monkey Saimiri sciureus. Five or seven subcutaneous injections of each antigenic preparation, in conjunction with Freund's complete or incomplete adjuvants, were administered. This led to the development of specific antibodies detected by IFAT, ELISA or immunobloting which inhibited merozoite reinvasion in in vitro P. falciparum cultures. This activity seems to be associated with rhoptry proteins contained in fractions Pf F2 and Pf F4.

Early antibiotic administration affects the gut barrier function and the immune response to oral antigen in suckling rats

Abstract: The increasingly high hygienic standards characterizing westernized societies correlate with an increasingly high prevalence of allergic disease. Initially based on these observations, the hygiene hypothesis postulates that reduced microbial stimulation during infancy impairs the immune system development and increases the risk of allergy. Moreover, there is increasing evidence that the crosstalk existing between the intestine and the resident microbiota is crucial for gut homeostasis. In particular, bacterial colonization of the gut affects the integrity of the gut barrier and stimulates the development of the gut associated immune tissue, both phenomena being essential for the immune system to mount a controlled response to food antigens. Therefore, alterations in the microbial colonization process, by compromising the barrier homeostasis, may increase the risk of food allergy. In this context, antibiotic treatment, frequently prescribed during infancy, affects gut colonization by bacteria. However, little is known about the impact of alterations in the colonization process on the maturation of the gut barrier and on the immunological response to oral antigens. The objective of this work was to determine the impact of a commercial antibiotic preparation employed in pediatric settings on the gut barrier status at the critical period of the suckling/weaning transition and to evaluate the physiological consequences of this treatment in terms of immune response to food antigens. We established an antibiotic-treated suckling rat model relevant to the pediatric population in terms of type, dose and route of administration of the antibiotic and of changes in the patterns of microbial colonization. Oral tolerance to a novel luminal antigen (ovalbumin) was impaired when the antigen was introduced during antibiotic treatment. These results paralleled to alterations in the intestinal permeability to macromolecules and reduced intestinal expression of genes coding for the major histocomptatibility complex II molecules, which suggest a reduced capacity of antigen handling and presentation in the intestine of the antibiotic-treated animals. In addition, low luminal IgA levels and reduced intestinal expression of genes coding for antimicrobial proteins suggest that protection against pathogens was reduced under antibiotic treatment. In conclusion, we observed in suckling rats that treatment with abroad-spectrum antibiotic commonly used in pediatric practices reduced the capacity of the immune system to develop tolerance. The impact of the antibiotic treatment on the immune response to the antigen-was likely mediated by the alterations of the gut microbiota, through impairment in the mechanisms of antigen handling and presentation. This work reinforces the body of data supporting a key role of the intestinal microbiota modulating the risk of allergy development and leads us to propose that the introduction of new food antigens should be avoided during antibiotic treatment in infants. Résumé: L'augmentation du niveau d'hygiène caractérisant les sociétés occidentales semble être fortement corrélée avec l'augmentation des cas d'allergie dans ces pays. De cette observation est née l'hypothèse qu'une diminution des stimuli microbiens pendant l'enfance modifie le développement du système immunitaire augmentant ainsi le risque d'allergie. En ce sens, un nombre croissant de données indiquent que les interactions existant entre l'intestin et les bactéries résidantes sont cruciales pour l'équilibre du système. En effet, la présence de bactéries dans l'intestin affecte l'intégrité de sa fonction de barrière et stimule le développement du système immunitaire intestinal. Ces deux paramètres étant essentiels à la mise en place d'une réponse contrôlée vis à vis d'un antigène reçu oralement, toute modification du processus naturel de colonisation compromettant l'équilibre intestinal pourrait augmenter le risque d'allergie. Les traitements aux antibiotiques, fréquemment prescrits en pédiatrie, modifient de façon conséquente le processus de colonisation bactérienne. Cependant peu de données existent concernant l'impact d'une altération du processus de colonisation sur la maturation de la barrière intestinale et de la réponse immunitaire dirigée contre un antigène. L'objectif de ce travail était de déterminer l'impact d'un antibiotique commercial et employé en pédiatrie sur l'état de la barrière intestinale au moment critique du sevrage et d'évaluer les conséquences physiologiques d'un tel traitement sur la réponse immune à un antigène alimentaire. Nous avons mis en place un modèle de rats allaités, traités à l'antibiotique, le plus proche possible des pratiques pédiatriques, en terme de nature, dose et voie d'administration de l'antibiotique. Nous avons constaté que l'établissement de la tolérance orale à un nouvel antigène (l'ovalbumine) est altéré quand celui-ci est donné pour la première fois au cours du traitement antibiotique. Ces résultats coïncident avec une diminution de la perméabilité intestinale aux macromolécules, ainsi qu'avec une diminution de l'expression des gènes codant pour les molécules du complexe majeur d'histocomptatibilité de classe II, suggérant une modification de l'apprêtement et de la présentation de l'antigène au niveau intestinal chez les rats traités à l'antibiotique. De plus, un faible taux d'IgA et une diminution de l'expression des gènes codant pour des protéines antimicrobiennes, observés après l'administration d'antibiotique, laissent à penser que la protection contre un pathogène est diminuée lors d'un traitement antibiotique. En conclusion, nous avons observé qu'un traitement antibiotique à large spectre d'activité, couramment utilisé en pédiatrie, réduit la capacité d'induction de la tolérance orale chez le rat allaité. L'impact du traitement antibiotique sur la réponse immune semble induite par l'altération de la flore intestinale via son effet sur les mécanismes d'apprêtement et de présentation de l'antigène. Ce travail renforce l'ensemble des données existantes qui accorde à la flore intestinale un rôle clef dans la modulation du risque de développement d'allergie et nous amène à recommander d'éviter l'introduction d'un nouvel aliment lorsqu'un enfant est traité aux antibiotiques.

Virulence and the immune response in malaria

Many factors determine the virulence of a malaria infection. These include host innate resistance mechanisms and, with Plasmodium falciparum, the ability to cytoadhere to endothelial cells, form rosetts, and induce release of cytokines. The effect on virulence of acquired immune responses can be determined by Class I and Class II MHC-antigens; levels of immunological responsiveness may be determined too in other ways. The structure of parasite surface antigens and their great diversity modulate the immune response and influence parasite survival and hence virulence, and transmission to the vector.