Strukturelle, enzymkinetische und thermodynamische Untersuchungen am KLH, dem Hämocyanin der Schlüssellochschnecke Megathura crenulata

Hämocyanine sind große, kupferhaltige Sauerstoff-Transportproteine, die bei zahlreichen Schnecken extrazellulär in der Hämolymphe vorkommen. Das Keyhole Limpet-Hämocyanin (KLH) der Schlüssellochschnecke Megathura crenulata dient aufgrund seiner immunstimu-latorischen Eigenschaften seit vielen Jahren als Modellprotein in der Immunologie. In der Klinik wird es als Hapten- und Vakzincarrier sowie als Medikament gegen oberflächliche Harnblasenkarnzinome eingesetzt. Die Quartärstruktur des KLH besteht aus einem Hohl-zylinder mit einer Molekülmasse von 8 MDa und einem Durchmesser von 35 nm. Dieses sogenannte Didekamer setzt sich aus 20 Untereinheiten mit jeweils 400 kDa zusammen. Jede Untereinheit lässt sich weiter in acht funktionelle Einheiten a bis h (engl. Functional Units = FU) mit ~ 50 kDa unterteilen. Die FUs a bis f bilden die Wandregion des Moleküls, während der Kragen aus den FUs g und h geformt wird. Die Struktur der Wandregion sowie der FU-g konnte bisher bereits durch Röntgenstrukturanalysen aufgeklärt werden. Bezüglich der Struktur der FU-h, die sich durch eine spezielle C-terminale Verlängerung von ~ 100 Amino-säuren auszeichnet, sind allerdings noch keine Informationen verfügbar. Um die Architektur des Kragens zu verstehen, wurden im Rahmen dieser Arbeit zunächst Strategien entwickelt, diese spezielle FU in großer Menge und Reinheit zu isolieren. Anschließend konnten Bedingungen gefunden werden, die zur Ausbildung 0,2 mm großer, hexagonaler Kristalle führten. Diese ergaben am Synchrotron eine Auflösung von 4 Å. Durch Auswertung der Röntgenstrukturdaten konnte für die C-terminale Zusatzdomäne der FU-h eine Cupredoxin-ähnliche Typ I-Kupferfaltung ermittelt werden. Der Nachweis eines zusätzlichen Kupfer-atoms innerhalb dieser Domäne bedarf allerdings einer höheren Auflösung der Kristall-struktur. Hämocyanine lassen sich aufgrund ihrer evolutionären Verwandtschaft zu Phenol-oxidasen mit Hilfe verschiedener in vitro-Aktivatoren zur Catecholoxidase und teilweise auch zur Tyrosinase aktivieren. Beim KLH konnte in dieser Arbeit eine eindeutige Diphenolase- und sogar eine schwache Monophenolase-Aktivität der FUs-a und -f nach SDS-Aktivierung nachgewiesen werden. Zudem konnte eine geringfügige intrinsische Diphenolase-Aktivität dieser FUs belegt werden. Die enzymatischen Reaktionen waren sowohl von der gewählten Puffersubstanz, als auch der Anwesenheit bivalenter Kationen abhängig. Tris wirkt vermutlich als allosterischer Effektor und steigerte den Substrat-Umsatz, während Mg2+-Ionen zu einer starken Inhibition der katalytischen Aktivität führten. Die Klärung einer möglichen physiologischen Funktion der Phenoloxidase-Aktivität des KLH sowie potenziellen in vivo-Aktivatoren steht noch aus. Studien zur thermischen Stabilität des KLH resultierten in einer irreversiblen Denaturierung des Proteins. Die Schmelzpunkte deuteten auf eine hohe Tempe-raturstabilität des KLH, vor allem in Anwesenheit bivalenter Kationen. Eine Hämocyanin-typische Abhängigkeit der Hitzeresistenz vom Oligomerisierungsgrad ließ sich nicht feststellen, da sowohl bei der FU-h als auch den KLH-Didekameren eine vergleichbar hohe thermische Stabilität, bei einer nach wie vor vorhandenen Oxygenierung beobachtet wurde.

3D-Strukturanalyse von Molluskenhämocyaninen aus elektronenmikroskopischen Bildern

Diese Arbeit präsentiert die bislang höchst aufgelösten KryoEM-Strukturen für ein Cephalopoden hämocyanin Dekamer (Nautilus pompilus Hämocyanin, NpH) und ein Gastropoden Hämocyanin Didekamer (keyhole limpet hemocyanin isoform 1). Durch die Methoden des “molecular modelling” und “rigid-body-fiting” wurde auch eine detaillierte Beschreibung beider Strukturen auf atomarem Niveau erstmalig möglich. Hämocyanine sind kupferhaltige Sauerstoff-Transportproteine die frei gelöst in Blut zahlreicher Arthropoden und Mollusken vorkommen. Allgemein sind Molluskenhämocyanine als Dekamere (Hohlzylinder aus 5 Untereinheiten-dimere) oder Didecamere (Zusammenlagerung von zwei Dekameren) zu finden. Durch Anlagerung weiterer Dekamere bilden sich teilweise tubuläre Multidekamere. Hämocyanine der Cephalopoden bestehen ausschließlich aus solitären Decameren. In Octopus und Nautilus bestehen die 10 Untereinheiten aus 7 funktionellen Einheiten(FU-a bis FU-g), wobei jede FU ein Sauerstoffmolekül binden kann. FUs a-f bilden die Wand des ringförmigen Moleküls und 10 Kopien der FU-g bilden einen sogenannten „inneren Kragenkomplex“. Das im Rahmen dieser Arbeit erstelltes molekulares Modell von NpH klärt die Struktur des Dekamers vollständig auf. Wir waren zum ersten Mal in der Lage das Untereinheiten-dimer, den Verlauf der Polypeptidkette und 15 unterschiedliche Kontaktstellen zwischen FUs zu identifizieren. Viele der inter-FU-Kontakte weisen Aminosäurenkonstellationen auf, die die Basis für die Übertragung allosterischer Wechselwirkungen zwischen FUs darstellen könnten und Hinweise für den Aufbau der allosterische Einheit geben. Potentielle Bindungsstellen für N-glykosidische Zucker und bivalente Kationen wurden auch identifiziert. Im Gegensatz zu NpH, kommen Gastropoden Hämocyanine (inkl. KLH) hauptsächlich als Didekamere vor und der Kragenkomplex wird in diesem Fall aus 2 FUs gebildet (Fu-g und FU-h). Die zusätzliche C'-terminale FU-h zeichnet sich durch eine spezielle Verlängerung von ~ 100 Aminosäuren aus. KLH stammt aus der kalifornische Schnecke Megathura crenulata und kommt seit mehreren Jahrzehnten als Immunostimulator in der immunologischen Grundlagenforschung und klinischen Anwendung zum Einsatz. KLH weist zwei Isoformen auf, KLH1 und KLH2. Das vorliegende Modell von KLH1 erlaubt die komplexe Architektur dieses riesigen Proteins in allen Details zu verstehen, sowie einen Vergleich zum dem NpH Dekamer auf atomare Ebene. Es wurde gefunden, dass das Untereinheitensegment a-b-c-d-e-f-g, sowie die equivalenten Kontaktstellen zwichen FUs stark konserviert sind. Dies deutet darauf hin, dass in Bezug auf die Übertragung allosterische Signale zwischen benachbarten FUs, grundlegende Mechanismen in beiden Molekülen beibehalten wurden. Weiterhin, konnten die Verbindungen zwischen den zwei Dekameren ertsmalig identifiziert werden. Schließlich, wurde die Topologie der N-glycosidischen Zucker, welche für die immunologische Eigenschaften von KLH1 von großer Bedeutung sind, auch aufgeklärt. Somit leistet die vorliegende Arbeit einen wesentlichen Schritt zum Verständnis der Quartärstruktur und Funktion der Molluskenhämocyanine.rn

Entwicklung eines immunologischen Testsystems zur Detektion des marinen Biotoxins Domoinsäure

Domoinsäure ist ein von mehreren Arten mariner Kieselalgen der Gattung Pseudonitzschia produziertes Toxin, welches während einer Algenblüte in Molluscen wie z.B. der Miesmuschel Mytilus sp. akkumuliert werden kann. Beim Verzehr solch kontaminierter Muscheln können sowohl beim Menschen als auch bei Tieren erhebliche Vergiftungserscheinungen auftreten, die von Übelkeit, Kopfschmerzen und Orientierungsstörungen bis hin zum Verlust des Kurzzeitgedächtnisses (daher auch als amnesic shellfish poisoning bekannt) reichen und in einigen Fällen tödlich enden. rnDie heute gängigen Methoden zur Detektion von Domoinsäure in Muschelgewebe wie Flüssigkeitschromatographie und Maus-Bioassay sind zeit- und kostenintensiv bzw. in Anbetracht einer Verbesserung des Tierschutzes aus ethischer Sicht nicht zu vertreten. Immunologische Testsysteme stellen eine erstrebenswerte Alternative dar, da sie sich durch eine vergleichsweise einfache Handhabung, hohe Selektivität und Reproduzierbarkeit auszeichnen.rnDas Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein solches immunologisches Testsystem zur Detektion von Domoinsäure zu entwickeln. Hierfür wurden zunächst Antikörper gegen Domoinsäure gewonnen, wofür das Toxin wiederum als erstes über die Carbodiimid-Methode an das Trägerprotein keyhole limpet hemocyanin (KLH) gekoppelt wurde, um eine Immunantwort auslösen zu können. Kaninchen und Mäuse wurden mit KLH-DO-Konjugaten nach vorgegebenen Immunisierungsschemata immunisiert. Nach vier Blutabnahmen zeigte das polyklonale Kaninchenantiserum eine ausreichend hohe Sensitivität zum Antigen; das nachfolgende Detektionssystem wurde mit Hilfe dieses polyklonalen Antikörpers aufgebaut. Zwar ist es gegen Ende der Arbeit auch gelungen, einen spezifischen monoklonalen Antikörper aus der Maus zu gewinnen, jedoch konnte dieser aus zeitlichen Gründen nicht mehr im Detektionssystem etabliert werden, was durchaus wünschenswert gewesen wäre. rnWeiterhin wurde Domoinsäure im Zuge der Entwicklung eines neuartigen Testsystems an die Trägerproteine Ovalbumin, Trypsininhibitor und Casein sowie an Biotin konjugiert. Die Kopplungserfolge wurden im ELISA, Western Blot bzw. Dot Blot nachgewiesen. Die Ovalbumin-gekoppelte sowie die biotinylierte Domoinsäure dienten im Folgenden als die zu messenden Größen in den Detektionsassays- die in einer zu untersuchenden Probe vorhandende, kompetitierende Domoinsäure wurde somit indirekt nachgewiesen. rnDer zulässige Höchstwert für Domoinsäure liegt bei 20 µg/g Muschelgewebe. Sowohl mit Biotin-DO als auch mit OVA-DO als den zu messenden Größen waren Domoinsäurekonzentrationen unterhalb dieses Grenzwertes nachweisbar; allerdings erwies sich der Aufbau mit Biotin-DO um das ca. 20-fache empfindlicher als jener mit OVA-DO. rnDie in dieser Arbeit präsentierten Ergebnisse könnten als Grundlage zur Etablierung eines kommerzialisierbaren immunologischen Testsystems zur Detektion von Domoinsäure und anderen Biotoxinen dienen. Nach erfolgreicher Validierung wäre ein solches Testsystem in seiner Handhabung einfacher als die gängige Flüssigkeitschromatographie und besser reproduzierbar als der Maus-Bioassay.rn

Zur Rolle der Antigendosis in IgE-vermittelten Immunantworten und der allergischen Atemwegsentzündung

Die Verabreichung von hohen Antigendosen im Rahmen der allergenspezifischen Immuntherapie (SIT) resultiert in der Induktion einer allergenspezifischen Toleranz in sensibilisierten Patienten. Vorangegangene Studien der Klinischen Forschergruppe Allergie identifizierten CD4-CD8- doppelt-negative T-Zellen (dnTZ), welche nach wiederholter intraperitonealer Injektion von hohen Dosen (HD) des an das Adjuvans Aluminiumhydroxid adsorbierten Antigens Keyhole Limpet Hemocyanin in Mäusen induziert wurden, als potente Suppressorzellen für die IgE-Produktion. Mäuse, die hingegen mit niedrigen Dosen (LD) desselben Antigens behandelt wurden, entwickelten eine starke, persistierende IgE-Immunantwort. rnIm Fokus meiner Doktorarbeit stand die phänotypische Charakterisierung der dnTZ aus HD-Mäusen sowie die Aufklärung möglicher inhibitorischer Wirkmechanismen. In Erweiterung der bisherigen Arbeiten und in Anlehnung an die klinische Praxis bei der Durchführung der SIT habe ich bei meinen Untersuchungen die subkutane Injektion ohne Adjuvans als alternative Applikationsroute verwendet. In meinen Studien konnte ich durch die zusätzliche Verwendung des klinisch relevanten Allergens Ovalbumin die Allgemeingültigkeit des Konzepts der antigendosisabhängigen Regulation der IgE- Produktion durch dnTZ verifizieren. Die Vakzinierung mit hohen Antigendosen verhinderte die Ausbildung einer IgE-Produktion in antigenspezifischer Weise. HD- Mäuse wiesen in vitro eine geringere Aktivierung von TH2-Zellen als LD-Mäuse auf. Im Mausmodell der allergischen Atemwegsentzündung wiesen HD-Mäuse eine reduzierte Atemwegsreaktivität sowie eine geringere pulmonale TH2-Zytokin- produktion auf. rnIch konnte zudem tendenziell eine leicht erhöhte Anzahl von dnTZ in HD-Mäusen messen. Die in HD-Mäusen induzierten dnTZ habe ich durchflusszytometrisch charakterisiert, konnte jedoch keinen eindeutigen Marker für suppressive dnTZ identifizieren. In einem adoptiven Transferexperiment war eine T-Zellpopulation von HD-Mäusen aus der γδ-T-Zell-Rezeptor-tragende T-Zellen depletiert worden waren, ähnlich wie die Ausgangs-T-Zellpopulation in der Lage die IgE-Produktion in den Rezipienten zu inhibieren, was darauf schließen lässt, dass die untersuchten regulatorischen dnTZ einen αβ-T-Zell-Rezeptor exprimieren. rn

Immunochemical interactions of peptides with site-directed polyclonal immunoglobulin G

The objective of this study was to investigate the immunochemical nature of the polyclonal immune response to the 14mer peptide TINKEDDESPGLYG and to identify interactions among antibodies to more than one epitope. Two groups of rabbits were immunized with the 14mer peptide and a Keyhole Limpet hemocyanin (KLH) carrier, but with KLH attached either to the 14mer's N- or C-terminus. Two approximate epitopes were mapped by an antibody-capture enzyme-linked immunosorbent assay method using antiserum obtained when KLH was oriented on the C-terminus of the 14mer. A precise mapping of the epitopes performed with inhibition enzyme immunoassays (iEIAs) resulted in an N-terminal 6mer epitope TINKED and a C-terminal 10mer epitope EDDESPGLYG. The epitopes overlapped by two amino acids. IEIAs and iEIAs incorporating antibody-blocking peptides indicated that the two anti-epitope antibody fractions did not interfere with one anothers' epitope binding. It was postulated that the anti-TINKED and anti-EDDESPGLYG antibody fractions individually bind their respective hydrophobic epitope "core" region at the N- or C-terminal of peptide TINKEDDESPGLYG, while sharing the two hydrophilic overlap amino acids. This antibody "lap joint" binding interaction can be accomplished by each of the anti-epitope antibodies binding an opposite side of the epitope overlap region in the shallow periphery of its binding site. ^

Imaging of biological macromolecules on mica in humid air by scanning electrochemical microscopy

Imaging of DNA, keyhole limpet hemocyanin, mouse monoclonal IgG, and glucose oxidase on a mica substrate has been accomplished by scanning electrochemical microscopy with a tungsten tip. The technique requires the use of a high relative humidity to form a thin film of water on the mica surface that allows electrochemical reactions to take place at the tip and produce a faradaic current (≈1 pA) that can be used to control tip position. The effect of relative humidity and surface pretreatment with buffer solutions on the ionic conductivity of a mica surface was investigated to find appropriate conditions for imaging. Resolution of the order of 1 nm was obtained.

T cell functions in granulocyte/macrophage colony-stimulating factor deficient mice

Immunological functions were analyzed in mice lacking granulocyte/macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF). The response of splenic T cells to allo-antigens, anti-mouse CD3 mAb, interleukin 2 (IL-2), or concanavalin A was comparable in GM-CSF +/+ and GM-CSF −/− mice. To investigate the responses of CD8+ and CD4+ T cells against exogenous antigens, mice were immunized with ovalbumin peptide or with keyhole limpet hemocyanin (KLH). Cytotoxic CD8+ T cells with specificity for ovalbumin peptide could not be induced in GM-CSF −/− mice. After immunization with KLH, there was a delay in IgG generation, particularly IgG2a, in GM-CSF −/− mice. Purified CD4+ T cells from GM-CSF −/− mice immunized with KLH showed impaired proliferative responses and produced low amounts of interferon-γ (IFN-γ) and IL-4 when KLH-pulsed B cells or spleen cells were used as antigen presenting cells (APC). When enriched dendritic cells (DC) were used as APC, CD4+ T cells from GM-CSF −/− mice proliferated as well as those from GM-CSF +/+ mice and produced high amounts of IFN-γ and IL-4. To analyze the rescue effect of DC on CD4+ T cells, supernatants from (i) CD4+ T cells cultured with KLH-pulsed DC or (ii) DC cultured with recombinant GM-CSF were transferred to cultures of CD4+ T cells and KLH-pulsed spleen cells from GM-CSF −/− mice. Supernatants from both DC sources contained a factor or factors that restored proliferative responses and IFN-γ production of CD4+ T cells from GM-CSF −/− mice.

Dopamine β-hydroxylase deficiency impairs cellular immunity

Norepinephrine, released from sympathetic neurons, and epinephrine, released from the adrenal medulla, participate in a number of physiological processes including those that facilitate adaptation to stressful conditions. The thymus, spleen, and lymph nodes are richly innervated by the sympathetic nervous system, and catecholamines are thought to modulate the immune response. However, the importance of this modulatory role in vivo remains uncertain. We addressed this question genetically by using mice that lack dopamine β-hydroxylase (dbh−/− mice). dbh−/− mice cannot produce norepinephrine or epinephrine, but produce dopamine instead. When housed in specific pathogen-free conditions, dbh−/− mice had normal numbers of blood leukocytes, and normal T and B cell development and in vitro function. However, when challenged in vivo by infection with the intracellular pathogens Listeria monocytogenes or Mycobacterium tuberculosis, dbh−/− mice were more susceptible to infection, exhibited extreme thymic involution, and had impaired T cell function, including Th1 cytokine production. When immunized with trinitrophenyl-keyhole limpet hemocyanin, dbh−/− mice produced less Th1 cytokine-dependent-IgG2a antitrinitrophenyl antibody. These results indicate that physiological catecholamine production is not required for normal development of the immune system, but plays an important role in the modulation of T cell-mediated immunity to infection and immunization.

A second-generation vaccine protects against the psychoactive effects of cocaine

The effects of immunization with the second-generation cocaine immunoconjugate GND-keyhole limpet hemocyanin (KLH) or with the anti-cocaine mAb GNC92H2 were assessed in a model of acute cocaine-induced locomotor activity. After i.p. administration of cocaine⋅HCl (15 mg/kg), rats were tested in photocell cages, and stereotypy was rated to determine preimmunization drug response (baseline). Experimental animals were subjected to an immunization protocol with GND-KLH or treated with the mAb GNC92H2. Rats were then challenged with systemic cocaine, and their locomotor responses were again measured. Active immunization with GND-KLH produced a 76% decrease in the ambulatory measure (crossovers) in the experimental group and a 12% increase in the control group compared with baseline values. Also, stereotypic behavior was significantly suppressed in the vaccinated animals. Decreases in both measures were seen in the experimental group on two subsequent challenges. The maximum effect was observed at the time of the second challenge with a dramatic 80% decrease in crossovers. Treatment with GNC92H2 resulted in a 69% decrease in crossovers compared with baseline. This effect persisted across two additional challenges over 11 days with decreases of 46–47%. In contrast, the control group showed increases of up to 28%. Significant differences between groups were observed in the stereotypic measure in all three challenges. The results indicate that these immunopharmacotherapeutic agents have significant cocaine-blockade potential and therefore may offer an effective strategy for the treatment of cocaine abuse.

Toward optimized carbohydrate-based anticancer vaccines: Epitope clustering, carrier structure, and adjuvant all influence antibody responses to Lewisy conjugates in mice

The feasibility of using carbohydrate-based vaccines for the immunotherapy of cancer is being actively explored at the present time. Although a number of clinical trials have already been conducted with glycoconjugate vaccines, the optimal design and composition of the vaccines has yet to be determined. Among the candidate antigens being examined is Lewisy (Ley), a blood group-related antigen that is overexpressed on the majority of human carcinomas. Using Ley as a model for specificity, we have examined the role of epitope clustering, carrier structure, and adjuvant on the immunogenicity of Ley conjugates in mice. A glycolipopeptide containing a cluster of three contiguous Ley-serine epitopes and the Pam3Cys immunostimulating moiety was found to be superior to a similar construct containing only one Ley-serine epitope in eliciting antitumor cell antibodies. Because only IgM antibodies were produced by this vaccine, the effect on immunogenicity of coupling the glycopeptide to keyhole limpet hemocyanin was examined; although both IgM and IgG antibodies were formed, the antibodies reacted only with the immunizing structure. Reexamination of the clustered Ley-serine Pam3Cys conjugate with the adjuvant QS-21 resulted in the identification of both IgG and IgM antibodies reacting with tumor cells, thus demonstrating the feasibility of an entirely synthetic carbohydrate-based anticancer vaccine in an animal model.

Immunization of metastatic breast cancer patients with a fully synthetic globo H conjugate: A phase I trial

The carbohydrate antigen globo H commonly found on breast cancer cells is a potential target for vaccine therapy. The objectives of this trial were to determine the toxicity and immunogenicity of three synthetic globo H-keyhole limpet hemocyanin conjugates plus the immunologic adjuvant QS-21. Twenty-seven metastatic breast cancer patients received five vaccinations each. The vaccine was well tolerated, and no definite differences were observed among the three formulations. Serologic analyses demonstrated the generation of IgM antibody titers in most patients, with minimal IgG antibody stimulation. There was significant binding of IgM antibodies to MCF-7 tumor cells in 16 patients, whereas IgG antibody reactivity was observed in a few patients. There was evidence of complement-dependent cytotoxicity in several patients. Affinity column purification supported the specificity of IgM antibodies for globo H. On the basis of these data, globo H will constitute one component of a polyvalent vaccine for evaluation in high-risk breast cancer patients.

S-Adenosyl-l-Methionine:l-Methionine S-Methyltransferase from Germinating Barley1 : Purification and Localization

S-Adenosyl-l-methionine:l-methionine S-methyltransferase (MMT) catalyzes the synthesis of S-methyl-l-methionine (SMM) from l-methionine and S-adenosyl-l-methionine. SMM content increases during barley (Hordeum vulgare L.) germination. Elucidating the role of this compound is important from both a fundamental and a technological standpoint, because SMM is the precursor of dimethylsulfide, a biogenic source of atmospheric S and an undesired component in beer. We present a simple purification scheme for the MMT from barley consisting of 10% to 25% polyethylene glycol fractionation, anion-exchange chromatography on diethylaminoethyl-Sepharose, and affinity chromatography on adenosine-agarose. A final activity yield of 23% and a 2765-fold purification factor were obtained. After digestion of the protein with protease, the amino acid sequence of a major peptide was determined and used to produce a synthetic peptide. A polyclonal antibody was raised against this synthetic peptide conjugated to activated keyhole limpet hemocyanin. The antibody recognized the 115-kD denatured MMT protein and native MMT. During barley germination, both the specific activity and the amount of MMT protein increased. MMT-specific activity was found to be higher in the root and shoot than in the endosperm. MMT could be localized by an immunohistochemical approach in the shoot, scutellum, and aleurone cells but not in the root or endosperm (including aleurone).

Vaccination with syngeneic, lymphoma-derived immunoglobulin idiotype combined with granulocyte/macrophage colony-stimulating factor primes mice for a protective T-cell response.

The idiotype of the Ig expressed by a B-cell malignancy (Id) can serve as a unique tumor-specific antigen and as a model for cancer vaccine development. In murine models of Id vaccination, formulation of syngeneic Id with carrier proteins or adjuvants induces an anti-idiotypic antibody response. However, inducing a potent cell-mediated response to this weak antigen instead would be highly desirable. In the 38C13 lymphoma model, we observed that low doses of free granulocyte/macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) 10,000 units i.p. or locally s.c. daily for 4 days significantly enhanced protective antitumor immunity induced by s.c. Id-keyhole limpet hemocyanin (KLH) immunization. This effect was critically dependent upon effector CD4+ and CD8+ T cells and was not associated with any increased anti-idiotypic antibody production. Lymphocytes from spleens and draining lymph nodes of mice primed with Id-KLH plus GM-CSF, but not with Id-KLH alone, demonstrated significant proliferation to Id in vitro without any biased production of interferon gamma or interleukin 4 protein or mRNA. As a further demonstration of potency, 50% of mice immunized with Id-KLH plus GM-CSF on the same day as challenge with a large s.c. tumor inoculum remained tumor-free at day 80, compared with 17% for Id-KLH alone, when immunization was combined with cyclophosphamide. Taken together, these results demonstrate that GM-CSF can significantly enhance the immunogenicity of a defined self-antigen and that this effect is mediated exclusively by activating the T-cell arm of the immune response.

The CD19 signal transduction molecule is a response regulator of B-lymphocyte differentiation.

The phenotypes of CD19-deficient (CD19-/-) mice, and human CD19-transgenic (hCD19TG) mice that overexpress CD19 indicate that CD19 is a response regulator of B-lymphocyte surface receptor signaling. To further characterize the function of CD19 during B-cell differentiation, humoral immune responses to a T-cell-independent type 1 [trinitrophenyl-lipopolysaccharide (TNP-LPS)], a T-cell-independent type 2 [dinitrophenyl (DNP)-Ficoll], and a T-cell-dependent [DNP-keyhole limpet hemocyanin (KLH)] antigen were assessed in CD19-/- and hCD19TG mice. B cells from CD19-/- mice differentiated and underwent immunoglobulin isotype switching in vitro in response to mitogens and cytokines. In vivo, CD19-/- mice generated humoral responses to TNP-LPS and DNP-KLH that were dramatically lower than those of wild-type littermates. Surprisingly, the humoral response to DNP-Ficoll was significantly greater in CD19-/- mice. In contrast, hCD19TG mice were hyperresponsive to TNP-LPS and DNP-KLH immunization but were hyporesponsive to DNP-Ficoll. These results demonstrate that CD19 is not required for B-cell differentiation and isotype switching but serves as a response regulator which modulates B-cell differentiation. Since humoral responses to both T-cell-dependent and T-cell-independent antigens were similarly affected by alterations in CD19 expression, these differences are most likely to result from intrinsic changes in B-cell function rather than from the selective disruption of B-cell interactions with T cells.

Keyhole sign: how specific is it for the diagnosis of posterior urethral valves?

Objectives Posterior urethral valves (PUV) are the most common cause of renal impairment in boys during early childhood. Although antenatal suspicion of this pathology has become quite common in recent years, prenatal diagnosis remains challenging. The aim of this study was to evaluate the predictive value of different ultrasound criteria currently used to diagnose PUV. Methods We reviewed the antenatal and postnatal files of 54 male patients referred to our center from 2000 to 2006 after detection of fetal bilateral hydronephrosis. The following ultrasound criteria were evaluated in relation to the postnatal diagnosis of P U V: amniotic fluid volume, bladder wall thickness, bladder dilatation and the presence of the `keyhole sign`. Results Forty-two fetuses (77.8%) were suspected to have PUV on prenatal examination. Out of these, 29 (69.0%) had PUV confirmed postnatally. The sensitivity and specificity of the antenatal diagnosis of PUV were 94% and 43%, respectively. Increased bladder wall thickness and bladder dilatation were highly associated with the diagnosis of PUV (P < 0.001). However, a thick-walled bladder was observed in 39.1% and a dilated bladder in 47.8% of the infants with a postnatal diagnosis other than PUV. The presence of the keyhole sign was not found to predict a diagnosis of PUV (P = 0.27). Conclusion In this series the use of classical prenatal ultrasound signs to diagnose PUV showed high sensitivity but low specificity. The best diagnostic indicators were increased bladder wall thickness and dilatation of the bladder. The keyhole sign was not found to be a reliable predictor of PUV. Copyright (C) 2009 ISUOG. Published by John Wiley & Sons, Ltd.