Anomalies immunitaires chez les enfants exposés au VIH mais non infectés

La thérapie antirétrovirale prévient la transmission mère-enfant du VIH dans plus de 98% des cas lorsqu’administrée pendant la grossesse, le travail et au nouveau-né. L’accessibilité à la thérapie antirétrovirale dans près de 70% des 1,5 millions cas de grossesses VIH+ dans le monde mène à la naissance de plus d’un million d’enfants exposés non infectés chaque année. Le nombre d’enfants exposés non infectés est à la hausse ainsi que les préoccupations concernant leur santé. En effet, plusieurs groupes ont signalé une augmentation de la morbidité et de la mortalité chez les enfants exposés non infectés. L’analyse des données rétrospectives de 705 enfants exposés non infectés de la cohorte mère-enfant du CMIS a révélé qu’à 2 mois d’âge, les enfants nés de mères ayant une charge virale supérieure à 1,000 copies d’ARN / ml avaient une fréquence de lymphocytes B significativement plus élevés par rapport aux enfants exposés non infectés nés de mères ayant une charge virale indétectable. L’objectif de cette étude est de caractériser ces anomalies. Les lymphocytes, provenant du sang de cordon ombilical et de sang veineux obtenu à 6 et 12 mois d’âge, ont été phénotypés par cytométrie en flux à l’aide des marqueurs CD3 / CD10 / CD14 / CD16 / CD19 / CD20 / CD21 / CD27 / IgM pour les lymphocytes B et CD4 / CD8 / CD3 / CCR7 / CD45RA pour les lymphocytes T. De plus, afin d’étudier les capacités fonctionnelles des lymphocytes B CD19+, la réponse antigène-spécifique au vaccin antitétanique a été mesurée par marquage avec des tétramères fluorescents de fragment C du toxoïde tétanique. Nos travaux ont mis en évidence des différences statistiquement significatives entre les enfants exposés non-infectés (ENI) nés de mères avec une charge virale détectable comparativement à ceux nés de mères avec une charge virale indétectable. À la naissance, les enfants ENI nés de mères avec une charge virale détectable avaient significativement moins de lymphocytes B totaux, plus de lymphocytes B mémoires classiques, activés, plasmablastes et lymphocytes T CD8+ mémoires centrales. À 6 mois, ils avaient significativement plus de lymphocytes B naïfs et significativement moins de lymphocytes T CD8+ effecteurs mémoires. À 12 mois d’âge, ils avaient significativement plus de lymphocytes B et T CD8+ totaux; significativement moins de lymphocytes T CD4+ totaux et leurs lymphocytes T affichaient un profil significativement plus activé (plus de cellules mémoires). L’analyse de la réponse antigène-spécifique a révélé une fréquence plus élevé de lymphocytes B mémoires IgM+ suggérant que les enfants nés de mères avec une virémie détectable ont plus de mal à établir une mémoire immunitaire efficace face au vaccin antitétanique. Nos données suggèrent qu’il y a exposition durant le premier trimestre de grossesse à la virémie maternelle et que cette exposition impacte le système immunitaire en développement du fœtus. Les mécanismes sous-jacents causant ces anomalies doivent encore être élucidés et l’épuisement du compartiment T à la naissance et à 6 mois reste à être investigué. Dans un pays industrialisé où l’accès aux soins est facilité, ces anomalies ont des conséquences modérées mais dans des pays à faible et moyen revenu, les conséquences peuvent être beaucoup plus tragiques voir fatales.

Characterization of the immune response induced by a commercially available inactivated bluetongue virus serotype 1 vaccine in sheep

The protective immune response generated by a commercial monovalent inactivated vaccine against bluetongue virus serotype 1 (BTV1) was studied. Five sheep were vaccinated, boost-vaccinated, and then challenged against BTV1 ALG/2006. RT-PCR did not detect viremia at any time during the experiment. Except a temperature increase observed after the initial and boost vaccinations, no clinical signs or lesions were observed. A specific and protective antibody response checked by ELISA was induced after vaccination and boost vaccination. This specific antibody response was associated with a significant increase in B lymphocytes confirmed by flow cytometry, while significant increases were not observed in T lymphocyte subpopulations (CD4(+), CD8(+), and WC1(+)), CD25(+) regulatory cells, or CD14(+) monocytes. After challenge with BTV1, the antibody response was much higher than during the boost vaccination period, and it was associated with a significant increase in B lymphocytes, CD14(+) monocytes, CD25(+) regulatory cells, and CD8(+) cytotoxic T lymphocytes.

Both CD4(+) and CD8(+) lymphocytes reduce the severity of tissue lesions in murine systemic candidiasis, and CD4(+) cells also demonstrate strain-specific immunopathological effects

The role of T lymphocytes in host responses to sublethal systemic infection with Candida albicans was evaluated by mAb depletion of CD4(+) and CD8(+) cells from BALB/c and CBA/CaH mice, which develop mild and severe tissue damage, respectively. Depletion of CD4(+) lymphocytes from BALB/c mice markedly increased tissue damage, but did not alter the course of infection. In CBA/CaH mice, depletion of CD4+ cells abrogated tissue destruction in both brain and kidney at day 4 after infection, and significantly decreased fungal colonization in the brain. However, the severity of tissue lesions increased relative to controls from day 8 onwards. A small increase in tissue damage was evident in both mouse strains after depletion of CD8(+) cells. There were no major differences between days 4 end 8 after infection in cDNA cytokine profiles of CD4(+) lymphocytes from either BALB/c or CBA/CaH mice. After passive transfer into infected syngeneic recipients, spleen cells from infected CBA/CaH mice markedly increased tissue damage when compared to controls, and also caused a significant increase in fungal colonization in the brain. A similar transfer in BALB/c mice increased the number of inflammatory cells in and around the lesions, but had no effect on the fungal burden in brain and kidney. The data demonstrate that both CD4(+) and CD8(+) lymphocytes contribute to the reduction of tissue damage after systemic infection with C. albicans, and that the development and expression of CD4(+) lymphocyte effector function is influenced by the genetic background of the mouse.

The role of CD4 T help in multiple vaccinations when using minimal CD8 T cell epitope peptides

Background: The fact that some cancers and viral infections can be controlled by effector CD8 T cells led to the possibility of utilising minimal CD8 T cell epitope peptides as vaccines. However using minimal CD8 T cell epitope peptide immunisations and a tumour protection model in mice, we have previously shown that functional memory CD8 T cells are not generated unless CD4 T help is provided at the time of CD8 T cell priming. Short-lived effector cells nevertheless are generated in the absence of T help. Aim: To determine the role of CD4 T help in multiple immunisations. Method: Minimal CD8 T cell peptides of HPV16 E7 protein and Ovalbumin were used (with adjuvants Quil-A or IFA) as immunogens in C57BL mice. The presence of effector CD8 T cells were determined by tumour protection assays and was quantified by IFN-gamma ELISPOT assays. Results: In the present study we show that unless T help is provided at the time CD8 T cells are primed, no CD8 effector cells are generated when boosted with the vaccine again in the absence of T help. Our results further show that this failure could be prevented by the inclusion of a T helper peptide during the primary or booster immunisations.

Cognate CD4(+) help elicited by resting DC does not impair CD8(+) T-cell tolerance induction

No abstract

Portal cd4+ and cd8+ t lymphocyte correlate to intensity of interface hepatitis in chronic hepatitis C

BACKGROUND: The pathogenesis of chronic hepatitis C is still a matter of debate. CD4+ and CD8+ T lymphocytes (TL) are typically observed within the portal and periportal spaces of affected livers, but their functional role in hepatitis C progression has not been fully elucidated. METHODS: CD4+ and CD8+ TL were quantified by immunohistochemistry in portal and periportal spaces of 39 liver biopsies from patients with chronic hepatitis C. They were associated to demographic data, histological parameters, laboratory findings of patients and hepatitis C genotypes. RESULTS: There was high numbers of CD4+ and CD8+ TL from which the density of CD4+ T was higher than CD8+ TL in portal and periportal spaces. CD4+ and CD8+ TL were directly correlated to intensity of interface hepatitis. CD8+ TL correlated to serum enzyme levels. CONCLUSION: The high numbers of CD4+ and CD8+ TL in portal and periportal spaces and their correlation to interface hepatitis suggest that hepatitis C evolution depends on the action of intrahepatic T lymphocytes, lending support to the notion of an immune-mediated mechanism in the pathogenesis of chronic hepatitis C.

Selective bystander proliferation of memory CD4+ and CD8+ T cells upon NK T or T cell activation.

Ag-experienced or memory T cells have increased reactivity to recall Ag, and can be distinguished from naive T cells by altered expression of surface markers such as CD44. Memory T cells have a high turnover rate, and CD8(+) memory T cells proliferate upon viral infection, in the presence of IFN-alphabeta and/or IL-15. In this study, we extend these findings by showing that activated NKT cells and superantigen-activated T cells induce extensive bystander proliferation of both CD8(+) and CD4(+) memory T cells. Moreover, proliferation of memory T cells can be induced by an IFN-alphabeta-independent, but IFN-gamma- or IL-12-dependent pathway. In these conditions of bystander activation, proliferating memory (CD44(high)) T cells do not derive from activation of naive (CD44(low)) T cells, but rather from bona fide memory CD44(high) T cells. Together, these data demonstrate that distinct pathways can induce bystander proliferation of memory T cells.

Differential requirement for CD4 help in the development of an antigen-specific CD8+ T cell response depending on the route of immunization.

Previous studies in our laboratory have shown that DBA/2 mice injected i.p. with syngeneic P815 tumor cells transfected with the HLA-CW3 gene (P815-CW3) showed a dramatic expansion of activated CD8+CD62L- T cells expressing exclusively the Vbeta10 segment. We have used this model to study the regulatory mechanisms involved in the development of the CW3-specific CD8+ response, with respect to different routes of immunization. Whereas both intradermal (i.d.) and i.p. immunization of DBA/2 mice with P815-CW3 cells led to a strong expansion of CD8+CD62L-Vbeta10+ cells, only the i.d. route allowed this expansion after immunization with P815 cells transfected with a minigene coding for the antigenic epitope CW3 170-179 (P815 miniCW3). Furthermore, depletion of CD4+ T cells in vivo completely abolished the specific response of CD8+CD62L-Vbeta10+ cells and prevented the rejection of P815-CW3 tumor cells injected i.p., whereas it did not affect CD8S+CD62L-Vbeta10+ cell expansion after i.d. immunization with either P815-CW3 or P815 miniCW3. Finally, the CW3-specific CD8+ memory response was identical whether or not CD4+ T cells were depleted during the primary response. Collectively, these results suggest that the CD8+ T cell response to P815-CW3 tumor cells injected i.p. is strictly dependent upon recognition of a helper epitope by CD4+ T cells, whereas no such requirement is observed for i.d. injection.

Combined Use of Mycobacterium tuberculosis-Specific CD4 and CD8 T-Cell Responses Is a Powerful Diagnostic Tool of Active Tuberculosis.

Immune-based assays are promising tools to help to formulate diagnosis of active tuberculosis. A multiparameter flow cytometry assay assessing T-cell responses specific to Mycobacterium tuberculosis and the combination of both CD4 and CD8 T-cell responses accurately discriminated between active tuberculosis and latent infection.

Analyse de la production thymique et de la prolifération périphérique des lymphocytes T CD4 et CD8 durant la phase chronique de l'infection à VIH-1

RESUME Dans le cadre de l'infection à VIH-1, deux mécanismes généraux, a) une destruction périphérique massive ou b) un défaut dans la production périphérique ou centrale de nouvelles cellules, pourraient être à l'origine de l'épuisement des lymphocytes T CD4. La question soulève une importante controverse. Dans cette étude, la production thymique et la capacité de prolifération de lymphocytes T ont été étudiées conjointement. La production thymique a été évaluée par l'analyse du contenu en cercles d'excision générés lors du réarrangement du récepteur aux cellules T (ou TRECs) des cellules T CD4 et CD8 périphériques, provenant de sujets sains VIH-1 négatifs (n=120) ou infectés par le VIH-1 (n=297), au stade précoce, intermédiaire et tardif de la phase chronique de la maladie. Au stade précoce, nous observons que le contenu en TRECs de la population CD4 est supérieur à celui de la population contrôle. Aucune différence n'est observée lors de la phase intermédiaire, alors que le contenu en TRECs est inférieur lors de la phase tardive, en comparaison avec le groupe contrôle. Pour les lymphocytes T CD8, le contenu en TRECs reste inférieur au groupe contrôle, à tous les stades de la maladie. Ainsi, au stade précoce, la production thymique chercherait à compenser la perte de lymphocytes T CD4 puis, avec l'évolution de la maladie, cette possibilité s'épuiserait. Les profils d'expression des gènes régulateurs du cycle cellulaire pour les cellules T CD4 et CD8 périphériques, obtenus par la méthode des biopuces d'ADNc (microarray), ont permis l'analyse de la capacité de prolifération périphérique des lymphocytes T. Trois populations cellulaires ont été comparées entre elles : lymphocytes provenant de sujets infectés par le VIH-1, lymphocytes provenant de sujets VIH-1-négatifs et lymphocytes activés in vitro provenant de sujets VIH-1-négatifs. Les résultats montrent, pour les cellules T CD8, un état d'activation et un profil d'expression des gènes régulateurs du cycle cellulaire comparables à ceux des cellules activées in vitro. Le profil d'expression génétique des cellules T CD4, par contre, montre une activation sub-optimale, conjointement à une forte expression de p53, ce qui pourrait amener à un bloc en phase G1 du cycle cellulaire ainsi qu'à une forte apoptose. En conclusion, cette perturbation de la progression du cycle cellulaire des lymphocytes T CD4 périphériques pourrait contribuer à l'échec de la restauration du nombre de lymphocytes T CD4 et ceci, malgré une production thymique conservée dans les stades précoces de la maladie, comme démontré par l'analyse du contenu en TRECs.

DNA/NYVAC Vaccine Regimen Induces HIV-Specific CD4 and CD8 T-Cell Responses in Intestinal Mucosa

Background: HIV vaccine-candidates based on rare adenovirus serotypes such as Ad26 and Ad35 vectors, and poxvirus vectors are important components of future promising vaccine regimens that in the near future hopefully will move into a number of efficacy clinical trials in combination with protein vaccines. For these reasons, it is important to comprehensively characterize the vaccine-induced immune responses in different anatomical compartments and particularly at mucosal sites which represent the primary port of entry for HIV.Methods: In the present study, we have investigated the anatomic distribution in blood and gut mucosal tissues (rectum and ileum) of memory poxvirus-specific CD4 and CD8 T cells in subjects vaccinated with smallpox and compared with vector (NYVAC)-specific and HIV insert-specific T-cell responses induced by an experimental DNA-C/NYVAC-C vaccine regimen.Results: Smallpox-specific CD4 T-cell responses were present in the blood of 52% of subject studied, while Smallpox-specific CD8 T cells were rarely detected (12%). With one exception, Smallpoxspecific T cells were not measurable in gut tissues. Interestingly, NYVAC vector-specific and HIV-specific CD4 and CD8 T-cell responses were detected in almost 100% of the subjects immunized with DNA-C/NYVAC-C in blood and gut tissues. The large majority (83%) of NYVAC-specific CD4 T cells expressed a4b7 integrins and the HIV co-receptor CCR5.Conclusion: These results demonstrate that the experimental DNA-C/NYVAC-C HIV vaccine regimen induces the homing of potentially protective HIV-specific CD4 and CD8 T cells in the gut, the port of entry of HIV and one of the major sites for HIV spreading and depletion of CD4 T cells.

Analysis of CD4+ and CD8+ T cells by defined MHC-peptide complexes

MHC class II-peptide multimers are important tools for the detection, enumeration and isolation of antigen-specific CD4+ Τ cells. However, their erratic and often poor performance impeded their broad application and thus in-depth analysis of key aspects of antigen-specific CD4+ Τ cell responses. In the first part of this thesis we demonstrate that a major cause for poor MHC class II tetramer staining performance is incomplete peptide loading on MHC molecules. We observed that peptide binding affinity for "empty" MHC class II molecules poorly correlates with peptide loading efficacy. Addition of a His-tag or desthiobiotin (DTB) at the peptide N-terminus allowed us to isolate "immunopure" MHC class II-peptide monomers by affinity chromatography; this significantly, often dramatically, improved tetramer staining of antigen-specific CD4+ Τ cells. Insertion of a photosensitive amino acid between the tag and the peptide, permitted removal of the tag from "immunopure" MHC class II-peptide complex by UV irradiation, and hence elimination of its potential interference with TCR and/or MHC binding. Moreover, to improve loading of self and tumor antigen- derived peptides onto "empty" MHC II molecules, we first loaded these with a photocleavable variant of the influenza A hemagglutinin peptide HA306-318 and subsequently exchanged it with a poorly loading peptide (e.g. NY-ESO-1119-143) upon photolysis of the conditional ligand. Finally, we established a novel type of MHC class II multimers built on reversible chelate formation between 2xHis-tagged MHC molecules and a fluorescent nitrilotriacetic acid (NTA)-containing scaffold. Staining of antigen-specific CD4+ Τ cells with "NTAmers" is fully reversible and allows gentle cell sorting. In the second part of the thesis we investigated the role of the CD8α transmembrane domain (TMD) for CD8 coreceptor function. The sequence of the CD8α TMD, but not the CD8β TMD, is highly conserved and homodimerizes efficiently. We replaced the CD8α TMD with the one of the interleukin-2 receptor a chain (CD8αTac) and thus ablated CD8α TMD interactions. We observed that ΤΙ Τ cell hybridomas expressing CD8αTacβ exhibited severely impaired intracellular calcium flux, IL-2 responses and Kd/PbCS(ABA) P255A tetramer binding. By means of fluorescence resonance energy transfer experiments (FRET) we established that CD8αTacβ associated with TCR:CD3 considerably less efficiently than CD8αβ, both in the presence and the absence of Kd/PbCS(ABA) complexes. Moreover, we observed that CD8αTacβ partitioned substantially less in lipid rafts, and related to this, associated less efficiently with p56Lck (Lck), a Src kinase that plays key roles in TCR proximal signaling. Our results support the view that the CD8α TMD promotes the formation of CD8αβP-CD8αβ dimers on cell surfaces. Because these contain two CD8β chains and that CD8β, unlike CD8α, mediates association of CD8 with TCR:CD3 as well as with lipid rafts and hence with Lck, we propose that the CD8αTMD plays an important and hitherto unrecognized role for CD8 coreceptor function, namely by promoting CD8αβ dimer formation. We discuss what implications this might have on TCR oligomerization and TCR signaling. - Les multimères de complexes MHC classe II-peptide sont des outils importants pour la détection, le dénombrement et l'isolation des cellules Τ CD4+ spécifiques pour un antigène d'intérêt. Cependant, leur performance erratique et souvent inadéquate a empêché leur utilisation généralisée, limitant ainsi l'analyse des aspects clés des réponses des lymphocytes Τ CD4+. Dans la première partie de cette thèse, nous montrons que la cause principale de la faible efficacité des multimères de complexes MHC classe II-peptide est le chargement incomplet des molécules MHC par des peptides. Nous montrons également que l'affinité du peptide pour la molécule MHC classe II "vide" n'est pas nécessairement liée au degré du chargement. Grâce à l'introduction d'une étiquette d'histidines (His-tag) ou d'une molécule de desthiobiotine à l'extrémité N-terminale du peptide, des monomères MHC classe II- peptide dits "immunopures" ont pu être isolés par chromatographic d'affinité. Ceci a permis d'améliorer significativement et souvent de façon spectaculaire, le marquage des cellules Τ CD4+ spécifiques pour un antigène d'intérêt. L'insertion d'un acide aminé photosensible entre l'étiquette et le peptide a permis la suppression de l'étiquette du complexe MHC classe- Il peptide "immunopure" par irradiation aux UV, éliminant ainsi de potentielles interférences de liaison au TCR et/ou au MHC. De plus, afin d'améliorer le chargement des molécules MHC classe II "vides" avec des peptides dérivés d'auto-antigènes ou d'antigènes tumoraux, nous avons tout d'abord chargé les molécules MHC "vides" avec un analogue peptidique photoclivable issu du peptide HA306-318 de l'hémagglutinine de la grippe de type A, puis, sous condition de photolyse, nous l'avons échangé avec de peptides à chargement faible (p.ex. NY-ESO-1119-143). Finalement, nous avons construit un nouveau type de multimère réversible, appelé "NTAmère", basé sur la formation chélatante reversible entre les molécules MHC-peptide étiquettés par 2xHis et un support fluorescent contenant des acides nitrilotriacetiques (NTA). Le marquage des cellules Τ CD4+ spécifiques pour un antigène d'intérêt avec les "NTAmères" est pleinement réversible et permet également un tri cellulaire plus doux. Dans la deuxième partie de cette thèse nous avons étudié le rôle du domaine transmembranaire (TMD) du CD8α pour la fonction coréceptrice du CD8. La séquence du TMD du CD8α, mais pas celle du TMD du CD8β, est hautement conservée et permet une homodimérisation efficace. Nous avons remplacé le TMD du CD8α avec celui de la chaîne α du récepteur à l'IL-2 (CD8αTac), éliminant ainsi les interactions du TMD du CD8α. Nous avons montré que les cellules des hybridomes Τ T1 exprimant le CD8αTacβ présentaient une atteinte sévère du flux du calcium intracellulaire, des réponses d'IL-2 et de la liaison des tétramères Kd/PbCS(ABA) P255A. Grâce aux expériences de transfert d'énergie entre molécules fluorescentes (FRET), nous avons montré que l'association du CD8αTacβ avec le TCR:CD3 est considérablement moins efficace qu'avec le CD8αβ, et ceci aussi bien en présence qu'en absence de complexes Kd/PbCS(ABA). De plus, nous avons observé que le CD8αTacβ se distribuait beaucoup moins bien dans les radeaux lipidiques, engendrant ainsi, une association moins efficace avec p56Lck (Lck), une kinase de la famille Src qui joue un rôle clé dans la signalisation proximale du TCR. Nos résultats soutiennent l'hypothèse que le TMD du CD8αβ favorise la formation des dimères de CD8αβ à la surface des cellules. Parce que ces derniers contiennent deux chaînes CD8β et que CD8β, contrairement à CD8α, favorise l'association du CD8 au TCR:CD3 aussi bien qu'aux radeaux lipidiques et par conséquent à Lck, nous proposons que le TMD du CD8α joue un rôle important, jusqu'alors inconnu, pour la fonction coreceptrice du CD8, en encourageant la formation des dimères CD8αβ. Nous discutons des implications possibles sur l'oligomerisation du TCR et la signalisation du TCR.

Striking immunodominance hierarchy of naturally occurring CD8+ and CD4+ T cell responses to tumor antigen NY-ESO-1.

Immunodominance has been well-demonstrated in many antiviral and antibacterial systems, but much less so in the setting of immune responses against cancer. Tumor Ag-specific CD8+ T cells keep cancer cells in check via immunosurveillance and shape tumor development through immunoediting. Because most tumor Ags are self Ags, the breadth and depth of antitumor immune responses have not been well-appreciated. To design and develop antitumor vaccines, it is important to understand the immunodominance hierarchy and its underlying mechanisms, and to identify the most immunodominant tumor Ag-specific T cells. We have comprehensively analyzed spontaneous cellular immune responses of one individual and show that multiple tumor Ags are targeted by the patient's immune system, especially the "cancer-testis" tumor Ag NY-ESO-1. The pattern of anti-NY-ESO-1 T cell responses in this patient closely resembles the classical broad yet hierarchical antiviral immunity and was confirmed in a second subject.