Cytotoxic T-cell and NK-cell Lymphomas: Current Questions and Controversies.

The cytotoxic T-cell and natural killer (NK)-cell lymphomas and related disorders are important but relatively rare lymphoid neoplasms that frequently are a challenge for practicing pathologists. This selective review, based on a meeting of the International Lymphoma Study Group, briefly reviews T-cell and NK-cell development and addresses questions related to the importance of precise cell lineage (αβ-type T cell, γδ T cell, or NK cell), the implications of Epstein-Barr virus infection, the significance of anatomic location including nodal disease, and the question of further categorization of enteropathy-associated T-cell lymphomas. Finally, developments subsequent to the 2008 World Health Organization Classification, including the recognition of indolent NK-cell and T-cell disorders of the gastrointestinal tract are presented.

Functional education of invariant NKT cells by dendritic cell tuning of SHP-1.

Invariant NKT (iNKT) cells play key roles in host defense by recognizing lipid Ags presented by CD1d. iNKT cells are activated by bacterial-derived lipids and are also strongly autoreactive toward self-lipids. iNKT cell responsiveness must be regulated to maintain effective host defense while preventing uncontrolled stimulation and potential autoimmunity. CD1d-expressing thymocytes support iNKT cell development, but thymocyte-restricted expression of CD1d gives rise to Ag hyperresponsive iNKT cells. We hypothesized that iNKT cells require functional education by CD1d(+) cells other than thymocytes to set their correct responsiveness. In mice that expressed CD1d only on thymocytes, hyperresponsive iNKT cells in the periphery expressed significantly reduced levels of tyrosine phosphatase SHP-1, a negative regulator of TCR signaling. Accordingly, heterozygous SHP-1 mutant mice displaying reduced SHP-1 expression developed a comparable population of Ag hyperresponsive iNKT cells. Restoring nonthymocyte CD1d expression in transgenic mice normalized SHP-1 expression and iNKT cell reactivity. Radiation chimeras revealed that CD1d(+) dendritic cells supported iNKT cell upregulation of SHP-1 and decreased responsiveness after thymic emigration. Hence, dendritic cells functionally educate iNKT cells by tuning SHP-1 expression to limit reactivity.

Enrichment of human CD4+ V(alpha)24/Vbeta11 invariant NKT cells in intrahepatic malignant tumors.

Invariant NKT cells (iNKT cells) recognize glycolipid Ags via an invariant TCR alpha-chain and play a central role in various immune responses. Although human CD4(+) and CD4(-) iNKT cell subsets both produce Th1 cytokines, the CD4(+) subset displays an enhanced ability to secrete Th2 cytokines and shows regulatory activity. We performed an ex vivo analysis of blood, liver, and tumor iNKT cells from patients with hepatocellular carcinoma and metastases from uveal melanoma or colon carcinoma. Frequencies of Valpha24/Vbeta11 iNKT cells were increased in tumors, especially in patients with hepatocellular carcinoma. The proportions of CD4(+), double negative, and CD8alpha(+) iNKT cell subsets in the blood of patients were similar to those of healthy donors. However, we consistently found that the proportion of CD4(+) iNKT cells increased gradually from blood to liver to tumor. Furthermore, CD4(+) iNKT cell clones generated from healthy donors were functionally distinct from their CD4(-) counterparts, exhibiting higher Th2 cytokine production and lower cytolytic activity. Thus, in the tumor microenvironment the iNKT cell repertoire is modified by the enrichment of CD4(+) iNKT cells, a subset able to generate Th2 cytokines that can inhibit the expansion of tumor Ag-specific CD8(+) T cells. Because CD4(+) iNKT cells appear inefficient in tumor defense and may even favor tumor growth and recurrence, novel iNKT-targeted therapies should restore CD4(-) iNKT cells at the tumor site and specifically induce Th1 cytokine production from all iNKT cell subsets.

Cutting edge: stimulation with the cognate self-antigen induces expression of the Ly49A receptor on self-reactive T cells which modulates their responsiveness.

NK cell self-tolerance is maintained by inhibitory receptors specific for MHC class I molecules. Inhibitory NK receptors are also expressed on memory CD8 T cells but their biological relevance on T cells is unclear. In this study, we describe the expression of the Ly49A receptor on a subset of autoreactive T cells which persist in mice double-transgenic for the lymphocytic choriomeningitis virus-derived peptide gp33 and a TCRalphabeta specific for the gp33. No Ly49A-expressing cells are found in TCRalphabeta single-transgenic mice, indicating that the presence of the autoantigen is required for Ly49A induction. Direct evidence for an Ag-specific initiation of Ly49A expression has been obtained in vitro after stimulation of autoreactive TCRalphabeta T cells with the cognate self-Ag. This expression of Ly49A substantially reduces Ag-specific activation of autoreactive T cells. These findings thus suggest that autoantigen-specific induction of inhibitory NK cell receptors on T cells may contribute to peripheral self-tolerance.

Nonclassical NK cell education.

Diseased host cells are eliminated more effectively when natural killer cells grow up in the presence of classical major histocompatibility complex (MHC) class I molecules. The nonclassical MHC class I molecule H2-M3 can exert an analogous effect.

Thymus-independent generation of NK1+ T cells in vitro from fetal liver precursors.

NK1.1+TCR alpha beta+ (NK1+) T cells are an unusual subset of mouse TCR alpha beta+ cells found primarily in adult thymus and liver. In contrast to conventional TCR alpha beta+ cells, NK1+ T cells have a TCR repertoire that is highly skewed to V alpha14 and to Vbeta8, -7, and -2. The developmental origin and ligand specificity of NK1+ T cells are controversial. We show here that NK1+ T cells with a typically biased V alpha and V beta repertoire develop in cytokine-supplemented suspension cultures of fetal liver established from either normal or athymic mice. Furthermore, NK1+ T cell development in fetal liver cultures is abrogated in beta2m-deficient mice (which lack MHC class I and other related molecules) and can be partially inhibited by the presence of anti-CD1 mAbs. Moreover, mixing experiments indicate that recombination-deficient SCID fetal liver cells can reconstitute NK1+ T cell development in beta2m-deficient fetal liver cultures. Collectively, our data demonstrate that NK1+ T cells can develop extrathymically from fetal liver precursors and that a beta2m-associated ligand (putatively CD1) present on nonlymphoid cells is essential for their positive selection and/or expansion.

Neutralization of (NK-cell-derived) B-cell activating factor by Belimumab restores sensitivity of chronic lymphoid leukemia cells to direct and Rituximab-induced NK lysis.

Natural killer (NK) cells are cytotoxic lymphocytes that substantially contribute to the therapeutic benefit of antitumor antibodies like Rituximab, a crucial component in the treatment of B-cell malignancies. In chronic lymphocytic leukemia (CLL), the ability of NK cells to lyse the malignant cells and to mediate antibody-dependent cellular cytotoxicity upon Fc receptor stimulation is compromised, but the underlying mechanisms are largely unclear. We report here that NK-cells activation-dependently produce the tumor necrosis factor family member 'B-cell activating factor' (BAFF) in soluble form with no detectable surface expression, also in response to Fc receptor triggering by therapeutic CD20-antibodies. BAFF in turn enhanced the metabolic activity of primary CLL cells and impaired direct and Rituximab-induced lysis of CLL cells without affecting NK reactivity per se. The neutralizing BAFF antibody Belimumab, which is approved for treatment of systemic lupus erythematosus, prevented the effects of BAFF on the metabolism of CLL cells and restored their susceptibility to direct and Rituximab-induced NK-cell killing in allogeneic and autologous experimental systems. Our findings unravel the involvement of BAFF in the resistance of CLL cells to NK-cell antitumor immunity and Rituximab treatment and point to a benefit of combinatory approaches employing BAFF-neutralizing drugs in B-cell malignancies.

Immunotherapeutic targeting of LIGHT/LTβR/HVEM pathway fully recapitulates the reduced cytotoxic phenotype of LIGHT-deficient T cells.

Tumor necrosis factor (TNF)/TNF receptor (TNFR) superfamily members play essential roles in the development of the different phases of the immune response. Mouse LIGHT (TNFSF14) is a type II transmembrane protein with a C-terminus extracellular TNF homology domain (THD) that assembles in homotrimers and regulates the course of the immune responses by signaling through 2 receptors, the herpes virus entry mediator (HVEM, TNFSFR14) and the lymphotoxin β receptor (LTβR, TNFSFR3). LIGHT is a membrane-bound protein transiently expressed on activated T cells, natural killer (NK) cells and immature dendritic cells that can be proteolytically cleaved by a metalloprotease and released to the extracellular milieu. The immunotherapeutic potential of LIGHT blockade was evaluated in vivo. Administration of an antagonist of LIGHT interaction with its receptors attenuated the course of graft-versus-host reaction and recapitulated the reduced cytotoxic activity of LIGHT-deficient T cells adoptively transferred into non-irradiated semiallogeneic recipients. The lack of LIGHT expression on donor T cells or blockade of LIGHT interaction with its receptors slowed down the rate of T cell proliferation and decreased the frequency of precursor alloreactive T cells, retarding T cell differentiation toward effector T cells. The blockade of LIGHT/LTβR/HVEM pathway was associated with delayed downregulation of interleukin-7Rα and delayed upregulation of inducible costimulatory molecule expression on donor alloreactive CD8 T cells that are typical features of impaired T cell differentiation. These results expose the relevance of LIGHT/LTβR/HVEM interaction for the potential therapeutic control of the allogeneic immune responses mediated by alloreactive CD8 T cells that can contribute to prolong allograft survival.

Selenium and vitamin E enriched diet increases NK cell cytotoxicity in cattle

A number of studies has shown that antioxidants, fatty acids and trace minerals may modulate different immune cell activities, and that their deficiency may be associated with diseases and impaired immune responses. In innate immunity, natural killer (NK) cells have a central role, killing virally infected and cancerous cells, and also secreting cytokines that shape adaptive immune responses. Thus, the aim of this study was to evaluate the effect of enriched diets in selenium plus vitamin E and/or canola oil on complete blood count and on NK cell cytotoxicity from blood lymphocytes of Nellore bulls. Bulls that received selenium plus vitamin E had (P=0.0091) higher NK cell cytotoxicity than control bulls. This result positively correlated with serum selenium levels. To the best of our knowledge, this is the first study that showed immunostimulatory effects of selenium plus vitamin E on NK cell cytotoxicity of Nellore bulls.

Étude génétique et fonctionnelle des Interferon-producing Killer Dendritic Cells

L’idée qu’une cellule puisse effectuer la cytolyse de cellules transformées, comme une cellule Natural Killer (NK), tout en ayant la capacité de présenter des antigènes, comme une cellule dendritique (DC), peut sembler fantaisiste. Cependant, de telles cellules furent bel et bien identifiées chez la souris en 2006. Ces cellules, nommées Interferon-producing Killer Dendritic Cells (IKDC), furent l’objet d’une caractérisation extensive qui révéla leur énorme potentiel immunologique. La combinaison de fonctions associées à des cellules NK et à des DC a doté les IKDC d’un pouvoir antitumoral remarquable. D’ailleurs, il a été démontré que les IKDC sont plus efficaces que les cellules NK pour limiter la croissance tumorale. Ainsi, suite à leur découverte, les IKDC ont suscité beaucoup d’intérêt. Cependant, une controverse émergea sur la nature des IKDC. Plusieurs groupes indépendants tentèrent de reproduire les expériences attestant les fonctions de DC des IKDC, sans y parvenir. De plus, des études additionnelles révélèrent que les IKDC possèdent des similitudes très importantes avec les cellules NK. Ces observations ont mené la communauté scientifique à suggérer que les IKDC sont des cellules NK en état d’activation (aNK). Malgré cette controverse, les caractéristiques antitumorales des IKDC sont si uniques et considérables qu’il est primordial de poursuivre l’étude de ces cellules. Pour y arriver, il est essentiel de déterminer la nature des IKDC et de mettre fin à ce débat. Par la suite, il sera important d’identifier des façons de cibler spécifiquement les IKDC pour permettre leur usage dans le cadre de thérapies antitumorales. Ainsi, l’objectif de cette thèse est de définir l’identité des IKDC, puis de déterminer les facteurs génétiques responsables de la régulation de ces cellules. Nous avons démontré que les IKDC ne sont pas des cellules aNK, contrairement à ce qui avait été suggéré. Nous avons constaté que les IKDC prolifèrent activement et possèdent un phénotype unique, des caractéristiques associées à des cellules NK très immatures. Afin de déterminer si les IKDC peuvent acquérir un phénotype mature, nous avons effectué des expériences de transfert adoptif. Suite à leur injection in vivo, les IKDC acquièrent un phénotype de cellules matures, mais étonnamment, elles se différencient aussi en cellules NK. Ainsi, nous avons révélé que les IKDC sont un intermédiaire dans la différenciation des cellules NK. En parallèle, nous avons démontré que la proportion d’IKDC varie grandement entre des souris de fond génétique différent, indiquant que des facteurs génétiques sont impliqués dans la régulation de ces cellules. Nous avons alors effectué une analyse génétique qui a révélé que les IKDC sont régulées par des facteurs génétiques compris dans une région distale du chromosome 7. Les résultats présentés dans cette thèse constituent une avancée importante pour la recherche sur les IKDC. Ils ont permis de définir la nature des IKDC et d’identifier un intervalle génétique impliqué dans la régulation de ces cellules. Ces découvertes sont des connaissances précieuses pour l’identification des IKDC chez l’Homme et la création de nouvelles thérapies dans la lutte contre le cancer.

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.

KIR genes and their human leukocyte antigen ligands in the progression to cirrhosis in patients with chronic hepatitis C

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Familial cancer: depressed NK-cell cytotoxicity in healthy and cancer affected members

Este estudo se reporta às funções de células natural killer (NK), como adesão, lise e citotoxicidade e de subpopulações de células T em uma família com alta prevalência de pacientes com câncer e que apresentaram: glioblastoma, leucemia mielóide crônica, osteoblastoma, melanoma e carcinomas gástrico, pancreático e cólon retal. Quinze membros dessa família foram estudados, sendo 13 sadios, acompanhados por 5 anos e dois com câncer: glioblastoma e leucemia mielóide crônica. Duas pessoas sadias, no momento da avaliação, desenvolveram posteriormente osteoblastoma mandibular ou melanoma maligno. Como controle, foram avaliados 19 indivíduos saudáveis de faixa etária equivalente. A determinação de linfócitos T CD3+ e de suas subpopulações CD4+ e CD8+ foi realizada empregando-se anticorpos monoclonais e a atividade citotóxica de células NK, avaliada pelo teste de single-cell contra células alvo da linhagem eritroleucêmica K562. Os resultados mostraram que as percentagens de células T totais (CD3+), da subpopulação CD4+ e da relação CD4/CD8 foram significativamente menores nos indivíduos da família estudada em comparação aos valores observados no grupo controle. em todos os membros dessa família a percentagem de formação de conjugados entre células NK-células alvo foi inferior ao valor mínimo observado nos controles. Essa alteração poderia estar relacionada a defeito na expressão de moléculas de adesão, presentes na membrana de células NK, como provável causa das alterações funcionais dessas células. A herança dos mecanismos determinantes desta deficiência pode ser um fator de risco, com valor prognóstico para o desenvolvimento de cancer.