990 resultados para MHC I


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Bei Menschen mit unreifem oder geschwächtem Immunsystem kann eine Infektion mit dem Humanen Cytomegalovirus (HCMV) zu schweren Erkrankungen führen. Hingegen kontrolliert das Immunsystem bei Gesunden die HCMV-Infektion fast vollständig. Wichtige Effektoren hierbei sind CD8-positive zytotoxische T-Zellen (CTLs). Um dieser Kontrolle entgegenzuwirken, exprimiert HCMV die als Immunevasine bekannten Proteine gpUS2, gpUS3, gpUS6 und gpUS11. Sie greifen an unterschiedlichen Stellen in die MHC-Klasse-I (MHC-I)-vermittelte Antigenpräsentation ein und schützen so infizierte Zellen vor der Erkennung durch CTLs. Zusätzlich waren auch den Tegumentproteinen pp65 und pp71 immunevasive Funktionen zugeschrieben worden, wobei jedoch über diese Funktionen bisher nur wenig bekannt war. Daher sollte im ersten Teil der vorliegenden Arbeit die Beteiligung von pp71 an der MHC-I-Immunevasion von HCMV-infizierten humanen Fibroblasten untersucht werden. Zu diesem Zweck wurden HCMV-Mutanten eingesetzt, die pp71 verstärkt exprimierten. Entgegen der postulierten immunevasiven Rolle von pp71 konnte zu keinem Zeitpunkt der Infektion ein inhibierender Effekt von pp71 auf die Antigenpräsentation infizierter Fibroblasten festgestellt werden. Sehr früh nach Infektion war sogar eine pp71-vermittelte Steigerung der Präsentation des HCMV-Proteins IE1 zu beobachten. Um zu prüfen, ob es auch während einer natürlichen Infektion zu einer Erhöhung der pp71-Expression und den damit verbundenen Effekten kommen kann, wurde untersucht, ob die Expression von pp71 durch Zellstress induzierbar ist. Dies erschien möglich, da der Leserahmen für pp71 von einer bizistronischen mRNA kodiert wird. Über die Erzeugung von Zellstress durch Serumentzug konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die Expression des wichtigen viralen Transaktivators pp71 abhängig vom physiologischen Zustand der infizierten Zellen reguliert wird. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit sollte die Rolle des Immunevasins gpUS3 näher beleuchtet werden. Sein Wirkmechanismus war, wie die Mechanismen der drei anderen Immunevasine gpUS2, gpUS6 und gpUS11, bereits ausführlicher untersucht worden. Der individuelle Beitrag von gpUS3 zur MHC-I-Immunevasion in infizierten Zellen sowie ein mögliches Zusammenspiel mit den anderen Immunevasinen waren hingegen noch zu erforschen. Hierzu wurden HCMV-Mutanten eingesetzt, die keines oder nur eines der Immunevasine exprimierten. Mit ihrer Hilfe konnte gezeigt werden, dass gpUS3 sehr früh nach Infektion überraschenderweise die Immunevasion in infizierten Fibroblasten behindert. Zu späteren Infektionszeitpunkten war dagegen ein immunevasiver Effekt von gpUS3 in Form einer Kooperation mit jeweils einem der drei anderen Immunevasine festzustellen. Aus diesen Ergebnissen ergibt sich die neue Hypothese, dass die Hauptaufgabe von gpUS3 im Rahmen der HCMV-Immunevasion in der Regulation der Funktionen der übrigen Immunevasine liegt.

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BACKGROUND: MHC-I down-regulation was described in foetal liver progenitors, and two different subsets of adult bone marrow derived stem cells. These cells, namely, MHC-I-/Thy1+ bone marrow derived liver stem cells (BMDLSC) and the multipotent adult progenitors (MAPC) differentiated into functioning hepatocytes. The aim of this paper was to characterize the MHC-I negative bone marrow compartment as it pertains to BMDLSC and MAPC. MATERIAL/METHODS: We performed multiparameter flow-cytometry analyses of the MHC-I negative compartment using hematopoietic (CD45, Ter119), and stem cell markers (Thy1.2, c-Kit, IL-3R, CD34) in adult mice. RESULTS: When analysing CD45 and Ter119 expression, the MHC-I negative bone marrow compartment divides into four sub-populations: 1. CD45-/Ter119+: 86.0+/-4.4%; 2. CD45+/Ter119+: 0.2+/-0.1%; 3. CD45+/Ter119-: 11.6+/-3.0%; 4. CD45-/Ter119-: 2.0+/-2.1%. Stem cells markers were only expressed on MHC-I negative/ CD45+/Ter119- cells. In vivo, MAPC (Ter119-/CD45- cells) are composed of MHC-I negative (24%) and MHC-I positive cells and do not express any of the stem cell markers tested. CONCLUSIONS: In conclusion, mouse BMDLSC and MAPC are two distinct stem cell populations. Down-regulation of MHC-I was the only common characteristic found between BMDLSC and MAPC suggesting that selection of MHC-I negative cells might represent an efficient strategy to enrich for bone marrow stem cells with liver developmental potential.

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The presentation of MHC class I (MHC-I)/peptide complexes by dendritic cells (DCs) is critical for the maintenance of central tolerance to self and for the regulation of cytotoxic T lymphocytes (CTL)-mediated adaptive immune responses against pathogens and cancer cells. Interestingly, several findings have suggested that the cytoplasmic tail of MHC class I plays a functional role in the regulation of CTL immune responses. For example, our previous studies demonstrated that exon 7-deleted MHC-I molecules not only showed extended DC cell surface half-lives but also induced significantly increased CTL responses to viral challange invivo. Although exon 7-deleted variant of MHC-I does not occur naturally in humans, the animal studies prompted us to examine whether exon 7-deleted MHC-I molecules could generate augmented CTL responses in a therapeutic DC-based vaccine setting. To examine the stimulatory capacity of exon 7-deleted MHC-I molecules, we generated a lentivirus-mediated gene transfer system to induce the expression of different MHC-I cytoplasmic tail isoforms in both mouse and human DCs. These DCs were then used as vaccines in a melanoma mouse tumor model and in a human invitro co-culture system. In this thesis, we show that DCs expressing exon 7-deleted MHC-I molecules, stimulated remarkably higher levels of T-cell cytokine production and significantly increased the proliferation of meanoma-specific (Pmel-1) T cells compared with DCs expressing wild type MHC-I. We also demonstrate that, in combination with adoptive transfer of Pmel-1 T-cell, DCs expressing exon 7-deleted Db molecules induced greater anti-tumor responses against established B16 melanoma tumors, significantly extending mouse survival as compared to DCs expressing wild-type Db molecules. Moreover, we also observed that human DCs expressing exon 7-deleted HLA-A2 molecules showed similarly augmented CTL stimulatory ability. Mechanistic studies suggest that exon 7-deleted MHC-I molecules showed impaired lateral membrane movement and extended cell surface half-lives within the DC/T-cell interface, leading to increased spatial availability of MHC-I/peptide complexes for recognition by CD8+ T cells. Collectively, these results suggesr that targeting exon 7 within the cytoplasmic tail of MHC-I molecules in DC vaccines has the potential to enhance CD8+ T cell stimulatory capacity and improve clinical outcomes in patients with cancer or viral infections.

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La présentation d'antigène par les molécules d'histocompatibilité majeure de classe I (CMHI) permet au système immunitaire adaptatif de détecter et éliminer les agents pathogènes intracellulaires et des cellules anormales. La surveillance immunitaire est effectuée par les lymphocytes T CD8 qui interagissent avec le répertoire de peptides associés au CMHI présentés à la surface de toutes cellules nucléées. Les principaux gènes humains de CMHI, HLA-A et HLA-B, sont très polymorphes et par conséquent montrent des différences dans la présentation des antigènes. Nous avons étudié les différences qualitatives et quantitatives dans l'expression et la liaison peptidique de plusieurs allotypes HLA. Utilisant la technique de cytométrie de flux quantitative nous avons établi une hiérarchie d'expression pour les quatre HLA-A, B allotypes enquête. Nos résultats sont compatibles avec une corrélation inverse entre l'expression allotypique et la diversité des peptides bien que d'autres études soient nécessaires pour consolider cette hypothèse. Les origines mondiales du répertoire de peptides associés au CMHI restent une question centrale à la fois fondamentalement et dans la recherche de cibles immunothérapeutiques. Utilisant des techniques protéogénomiques, nous avons identifié et analysé 25,172 peptides CMHI isolées à partir des lymphocytes B de 18 personnes qui exprime collectivement 27 allotypes HLA-A,B. Alors que 58% des gènes ont été la source de 1-64 peptides CMHI par gène, 42% des gènes ne sont pas représentés dans l'immunopeptidome. Dans l'ensemble, l’immunopeptidome présenté par 27 allotypes HLA-A,B ne couvrent que 17% des séquences exomiques exprimées dans les cellules des sujets. Nous avons identifié plusieurs caractéristiques des transcrits et des protéines qui améliorent la production des peptides CMHI. Avec ces données, nous avons construit un modèle de régression logistique qui prédit avec une grande précision si un gène de notre ensemble de données ou à partir d'ensembles de données indépendants génèrerait des peptides CMHI. Nos résultats montrent la sélection préférentielle des peptides CMHI à partir d'un répertoire limité de produits de gènes avec des caractéristiques distinctes. L'idée que le système immunitaire peut surveiller des peptides CMHI couvrant seulement une fraction du génome codant des protéines a des implications profondes dans l'auto-immunité et l'immunologie du cancer.

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La présentation d'antigène par les molécules d'histocompatibilité majeure de classe I (CMHI) permet au système immunitaire adaptatif de détecter et éliminer les agents pathogènes intracellulaires et des cellules anormales. La surveillance immunitaire est effectuée par les lymphocytes T CD8 qui interagissent avec le répertoire de peptides associés au CMHI présentés à la surface de toutes cellules nucléées. Les principaux gènes humains de CMHI, HLA-A et HLA-B, sont très polymorphes et par conséquent montrent des différences dans la présentation des antigènes. Nous avons étudié les différences qualitatives et quantitatives dans l'expression et la liaison peptidique de plusieurs allotypes HLA. Utilisant la technique de cytométrie de flux quantitative nous avons établi une hiérarchie d'expression pour les quatre HLA-A, B allotypes enquête. Nos résultats sont compatibles avec une corrélation inverse entre l'expression allotypique et la diversité des peptides bien que d'autres études soient nécessaires pour consolider cette hypothèse. Les origines mondiales du répertoire de peptides associés au CMHI restent une question centrale à la fois fondamentalement et dans la recherche de cibles immunothérapeutiques. Utilisant des techniques protéogénomiques, nous avons identifié et analysé 25,172 peptides CMHI isolées à partir des lymphocytes B de 18 personnes qui exprime collectivement 27 allotypes HLA-A,B. Alors que 58% des gènes ont été la source de 1-64 peptides CMHI par gène, 42% des gènes ne sont pas représentés dans l'immunopeptidome. Dans l'ensemble, l’immunopeptidome présenté par 27 allotypes HLA-A,B ne couvrent que 17% des séquences exomiques exprimées dans les cellules des sujets. Nous avons identifié plusieurs caractéristiques des transcrits et des protéines qui améliorent la production des peptides CMHI. Avec ces données, nous avons construit un modèle de régression logistique qui prédit avec une grande précision si un gène de notre ensemble de données ou à partir d'ensembles de données indépendants génèrerait des peptides CMHI. Nos résultats montrent la sélection préférentielle des peptides CMHI à partir d'un répertoire limité de produits de gènes avec des caractéristiques distinctes. L'idée que le système immunitaire peut surveiller des peptides CMHI couvrant seulement une fraction du génome codant des protéines a des implications profondes dans l'auto-immunité et l'immunologie du cancer.

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CD4(+) alpha beta T cells from either normal C57BL/6 (B6) or MHC-II-deficient (A alpha(-/-) or A beta(-/-)) B6 donor mice engrafted into congenic immunodeficient RAG1(-/-) B6 hosts induced an aggressive inflammatory bowel disease (IBD). Furthermore, CD4(+) T cells from CD1d(-/-) knockout (KO) B6 donor mice but not those from MHC-I(-/-) (homozygous transgenic mice deficient for beta(2)-microglobulin) KO B6 mice induced a colitis in RAG(-/-) hosts. Abundant numbers of in vivo activated (CD69(high)CD44(high)CD28(high)) NK1(+) and NK1(-) CD4(+) T cells were isolated from the inflamed colonic lamina propria (cLP) of transplanted mice with IBD that produced large amounts of TNF-alpha and IFN-gamma but low amounts of IL-4 and IL-10. IBD-associated cLP Th1 CD4(+) T cell populations were polyclonal and MHC-II-restricted when derived from normal B6 donor mice, but oligoclonal and apparently MHC-I-restricted when derived from MHC-II-deficient (A alpha(-/-) or A beta(-/-)) B6 donor mice. cLP CD4(+) T cell populations from homozygous transgenic mice deficient for beta(2)-microglobulin KO B6 donor mice engrafted into RAG(-/-) hosts were Th2 and MHC-II restricted. These data indicate that MHC-II-dependent as well as MHC-II-independent CD4(+) T cells can induce a severe and lethal IBD in congenic, immunodeficient hosts, but that the former need the latter to express its IBD-inducing potential.

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CD8(+) cytotoxic T lymphocytes (CTL) can recognize and kill target cells expressing only a few cognate major histocompatibility complex (MHC) I-peptide complexes. This high sensitivity requires efficient scanning of a vast number of highly diverse MHC I-peptide complexes by the T cell receptor in the contact site of transient conjugates formed mainly by nonspecific interactions of ICAM-1 and LFA-1. Tracking of single H-2K(d) molecules loaded with fluorescent peptides on target cells and nascent conjugates with CTL showed dynamic transitions between states of free diffusion and immobility. The immobilizations were explained by association of MHC I-peptide complexes with ICAM-1 and strongly increased their local concentration in cell adhesion sites and hence their scanning by T cell receptor. In nascent immunological synapses cognate complexes became immobile, whereas noncognate ones diffused out again. Interfering with this mobility modulation-based concentration and sorting of MHC I-peptide complexes strongly impaired the sensitivity of antigen recognition by CTL, demonstrating that it constitutes a new basic aspect of antigen presentation by MHC I molecules.

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L’immunité adaptive et la discrimination entre le soi et le non-soi chez les vertébrés à mâchoire reposent sur la présentation de peptides par les récepteurs d’histocompatibilité majeur de classe I. Les peptides antigéniques, présentés par les molécules du complexe d’histocompatibilité (CMH), sont scrutés par les lymphocytes T CD8 pour une réponse immunitaire appropriée. Le répertoire des peptides du CMH de classe I, aussi appelé immunopeptidome, est généré par la dégradation protéosomale des protéines endogènes, et a un rôle essentiel dans la régulation de l’immunité cellulaire. La composition de l’immunopeptidome dépend du type de cellule et peut présenter des caractéristiques liées à des maladies comme le cancer. Les peptides antigéniques peuvent être utilisés à des fins immunothérapeutiques notamment dans le traitement voire la prévention de certains cancers. La spectrométrie de masse est un outil de choix pour l’identification, le séquençage et la caractérisation de ces peptides. Cependant, la composition en acides aminés, la faible abondance et la diversité de ces peptides compliquent leur détection et leur séquençage. Nous avons développé un programme appelé StatPeaks qui permet de calculer un certains nombres de statistiques relatives à la fragmentation des peptides. À l’aide de ce programme, nous montrons sans équivoque que les peptides du CMH classe I, en mode de fragmentation par dissociation induite par collision (CID), fragmentent très différemment des peptides trypsiques communément utilisés en protéomique. Néanmoins, la fragmentation par décomposition induite par collision à plus haute énergie (HCD) proposée par le spectromètre LTQ-Orbitrap Velos améliore la fragmentation et fournit une haute résolution qui permet d’obtenir une meilleure confiance dans l’identification des peptides du CMH de classe I. Cet avantage permet d’effectuer le séquençage de novo pour identifier les variants polymorphes qui ne sont normalement pas identifiés par les recherches utilisant des bases de données. La comparaison des programmes de séquençage Lutefisk, pepNovo, pNovo, Vonode et Peaks met en évidence que le dernier permet d’identifier un plus grand nombre de peptides du CMH de classe I. Ce programme est intégré dans une chaîne de traitement de recherche d’antigènes mineurs d’histocompatibilité. Enfin, une base de données contenant les informations spectrales de plusieurs centaines de peptides du CMH de classe I accessible par Internet a été développée.

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La différentiation entre le « soi » et le « non-soi » est un processus biologique essentiel à la vie. Les peptides endogènes présentés par les complexes majeurs d’histocompatibilité de classe I (CMH I) représentent le fondement du « soi » pour les lymphocytes T CD8+. On donne le nom d’immunopeptidome à l’ensemble des peptides présentés à la surface cellulaire par les molécules du CMH I. Nos connaissances concernant l’origine, la composition et la plasticité de l’immunopeptidome restent très limitées. Dans le cadre de cette thèse, nous avons développé une nouvelle approche par spectrométrie de masse permettant de définir avec précision : la nature et l’abondance relative de l’ensemble des peptides composant l’immunopeptidome. Nous avons trouvé que l’immunopeptidome, et par conséquent la nature du « soi » immun, est surreprésenté en peptides provenant de transcrits fortement abondants en plus de dissimuler une signature tissu-spécifique. Nous avons par la suite démontré que l’immunopeptidome est plastique et modulé par l’activité métabolique de la cellule. Nous avons en effet constaté que les modifications du métabolisme cellulaire par l’inhibition de mTOR (de l’anglais mammalian Target Of Rapamycin) provoquent des changements dynamiques dans la composition de l’immunopeptidome. Nous fournissons également la première preuve dans l’étude des systèmes que l’immunopeptidome communique à la surface cellulaire l’activité de certains réseaux biochimiques ainsi que de multiples événements métaboliques régulés à plusieurs niveaux à l’intérieur de la cellule. Nos découvertes ouvrent de nouveaux horizons dans les domaines de la biologie des systèmes et de l’immunologie. En effet, notre travail de recherche suggère que la composition de l’immunopeptidome est modulée dans l’espace et le temps. Il est par conséquent très important de poursuivre le développement de méthodes quantitatives au niveau des systèmes qui nous permettront de modéliser la plasticité de l’immunopeptidome. La simulation et la prédiction des variations dans l’immunopeptidome en réponse à différents facteurs cellulaires intrinsèques et extrinsèques seraient hautement pertinentes pour la conception de traitements immunothérapeutiques.

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Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

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Major histocompatibility complex class I (MHC-I) molecules have been implicated in several nonimmunological functions including the regulation and intracellular trafficking of the insulin-responsive glucose transporter GLUT4. We have used confocal microscopy to compare the effects of insulin on the intracellular trafficking of MHC-I and GLUT4 in freshly isolated rat brown adipose cells. We also used a recombinant vaccinia virus (rVV) to express influenza virus hemagglutinin (HA) as a generic integral membrane glycoprotein to distinguish global versus specific enhancement of protein export from the endoplasmic reticulum (ER) in response to insulin. In the absence of insulin, MHC-I molecules largely colocalize with the ER-resident protein calnexin and remain distinct from intracellular pools of GLUT4. Surprisingly, insulin induces the rapid export of MHC-I molecules from the ER with a concomitant approximately three-fold increase in their level on the cell surface. This ER export is blocked by brefeldin A and wortmannin but is unaffected by cytochalasin D, indicating that insulin stimulates the rapid transport of MHC-I molecules from the ER to the plasma membrane via the Golgi complex in a phosphatidyl-inositol 3-kinase–dependent and actin-independent manner. We further show that the effect of insulin on MHC-I molecules is selective, because insulin does not affect the intracellular distribution or cell-surface localization of rVV-expressed HA. These results demonstrate that in rat brown adipose cells MHC-I molecule export from the ER is stimulated by insulin and provide the first evidence that the trafficking of MHC-I molecules is acutely regulated by a hormone.

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Cells produce and use peptides in distinctive ways. In the present report, using isotope labeling plus semi-quantitative mass spectrometry, we evaluated the intracellular peptide profile of TAP1/beta 2m(-/-) (transporter associated with antigen-processing 1/beta 2 microglobulin) double-knockout mice and compared it with that of C57BL/6 wild-type animals. Overall, 92 distinctive peptides were identified, and most were shown to have a similar concentration in both mouse strains. However, some peptides showed a modest increase or decrease (similar to 2-fold), whereas a glycine-rich peptide derived from the C-terminal of neurogranin (KGPGPGGPGGAGGARGGAGGGPSGD) showed a substantial increase (6-fold) in TAP1/beta 2m(-/-) mice. Thus, TAP1 and beta 2microglobulin have a small influence on the peptide profile of neuronal tissue, suggesting that the presence of peptides derived from intracellular proteins in neuronal tissue is not associated with antigens of the class I major histocompatibility complex. Therefore, it is possible that these intracellular peptides play a physiological role.

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ABSTRACTINTRODUCTION:While no single factor is sufficient to guarantee the success of influenza vaccine programs, knowledge of the levels of immunity in local populations is critical. Here, we analyzed influenza immunity in a population from Southern Brazil, a region with weather conditions that are distinct from those in the rest of country, where influenza infections are endemic, and where greater than 50% of the population is vaccinated annually.METHODS:Peripheral blood mononuclear cells were isolated from 40 individuals. Of these, 20 had received the H1N1 vaccine, while the remaining 20 were unvaccinated against the disease. Cells were stimulated in vitro with the trivalent post-pandemic influenza vaccine or with conserved major histocompatibility complex I (MHC I) peptides derived from hemagglutinin and neuraminidase. Cell viability was then analyzed by [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5- diphenyltetrazolium bromide)]-based colorimetric assay (MTT), and culture supernatants were assayed for helper T type 1 (Th1) and Th2-specific cytokine levels.RESULTS:Peripheral blood lymphocytes from vaccinated, but not unvaccinated, individuals exhibited significant proliferation in vitro in the presence of a cognate influenza antigen. After culturing with vaccine antigens, cells from vaccinated individuals produced similar levels of interleukin (IL)-10 and interferon (IFN)-γ, while those from unvaccinated individuals produced higher levels of IFN-γ than of IL-10.CONCLUSIONS:Our data indicate that peripheral blood lymphocytes from vaccinated individuals are stimulated upon encountering a cognate antigen, but did not support the hypothesis that cross-reactive responses related to previous infections can ameliorate the immune response. Moreover, monitoring IL-10 production in vaccinated individuals could comprise a valuable tool for predicting disease evolution.

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Recognition by CD8+ cytotoxic T lymphocytes (CTLs) of antigenic peptides bound to major histocompatibility class (MHC) I molecules on target cells leads to sustained calcium mobilization and CTL degranulation resulting in perforin-dependent killing. We report that beta1 and beta3 integrin-mediated adhesion to extracellular matrix proteins on target cells and/or surfaces dramatically promotes CTL degranulation. CTLs, when adhered to fibronectin but not CTL in suspension, efficiently degranulate upon exposure to soluble MHC.peptide complexes, even monomeric ones. This adhesion induces recruitment and activation of the focal adhesion kinase Pyk2, the cytoskeleton linker paxillin, and the Src kinases Lck and Fyn in the contact site. The T cell receptor, by association with Pyk2, becomes part of this adhesion-induced activation cluster, which greatly increases its signaling.