Immunological mechanisms underlying infectious and chronic lung diseases

Le système respiratoire permet l'échange de gaz entre un organisme et son environnement. Pour fonctionner efficacement, il doit lutter contre les infections tout en maintenant une tolérance aux particules inoffensives. Les cytokines sont des petites protéines qui permettent la communication entre les différentes cellules et jouent un rôle important dans la régulation de l'homéostasie et de l'immunité des surfaces pulmonaires. Une production altérée des cytokines sous-tend beaucoup de maladies du système pulmonaire. Ainsi, la compréhension de la biologie fondamentale des cytokines pourrait contribuer à la mise au point de nouveaux traitements. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié le rôle de deux cytokines, le TSLP (Thymic stromal lymphopoietin) et l'IL-17 (Interleukin 17) dans les réponses immunitaires bénéfiques et nuisibles en utilisant des modèles précliniques de souris des maladies pulmonaires. L'asthme est une maladie qui est caractérisée par la bronchoconstriction réversible, l'inflammation des voies respiratoires inférieures, l'hyperréactivité bronchique et le remodelage tissulaire. Le type d'inflammation affectant les voies respiratoires et la présence ou non d'allergie permettent d'établir les différents types d'asthme. La TSLP est une cytokine qui est principalement exprimée à des niveaux élevés dans les poumons de patients souffrant d'asthme allergique. En conséquence, la majeure partie de la recherche sur la TSLP a mis l'accent sur le rôle joué par celle- ci dans les réponses négatives conduisant au développement de l'asthme allergique. Dans cette thèse, nous montrons que la TSLP joue aussi un rôle bénéfique dans les réponses immunitaires pulmonaires. Nous avons découvert que la TSLP atténue la grippe en augmentant les réponses des lymphocytes T cytotoxiques contre le virus. Nous avons également étudié la fonction de la TSLP dans l'asthme non allergique. Contrairement à l'asthme allergique, nous avons constaté que la TSLP diminue les réponses inflammatoires dans l'asthme non allergique en réglant la production de l'IL-17, une cytokine qui favorise la maladie. Ainsi, nous démontrons les fonctions pleiotropes de la TSLP dans des contextes spécifiques de la maladie. Nos résultats ont des implications importantes pour le développement de thérapies ciblant la TSLP dans l'asthme. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons étudié les mécanismes pathogéniques qui sous-tendent le développement de la broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO). La BPCO est une maladie chronique le plus largement associée aux fumeurs. Elle est caractérisée par une limitation progressive et irréversible du débit d'air et la destruction de la structure des poumons. L'augmentation globale de l'incidence de la maladie encourage grandement la compréhension des mécanismes pathogéniques et l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques. Nous avons découvert que les micro-organismes trouvés dans les voies respiratoires aggravent la maladie en augmentant la production de l'IL-17. L'IL-17 est une cytokine inflammatoire qui est impliquée dans plusieurs maladies pulmonaires chroniques, dont la BPCO. Dans notre modèle animal de la maladie, nous avons neutralisé 1ÌL-17A en utilisant un anticorps spécifique et observé une reprise de la fonction pulmonaire. Dans cette étude, nous avons identifié 2 axes potentiels pour l'intervention thérapeutique contre la BPCO. Cibler les bactéries dans les voies respiratoires soit par l'utilisation d'antibiotiques ou l'utilisation de thérapies à base immunitaire qui antagonisent l'activité spécifiques de l'IL-17. Dans l'avenir, notre laboratoire va collaborer avec des cliniciens pour acquérir des échantillons humains et tester la pertinence de nos résultats dans la maladie humaine. -- L'interaction avec l'environnement extérieur est vitale pour le fonctionnement du système respiratoire. Par conséquent, ce dernier a adopté une multitude de réseaux effecteurs et régulateurs qui permettent de distinguer les particules inhalées comme «dangereuses» ou «inoffensives» et de réagir en conséquence. L'équilibre entre ces réseaux est essentielle pour lutter contre le «danger» déclenché par une infection ou des dommages, et finalement pour le retour à l'homéostasie. Le milieu de cytokine local contribue de manière significative à la mise au point de ces réponses. Ainsi, la caractérisation du rôle des cytokines dans l'état d'équilibre et la maladie a des implications claires pour les interventions thérapeutiques dans les maladies respiratoires aiguës et chroniques. Cette thèse a porté sur le rôle des cytokines, la lymphopoïétine stromale thymique (TSLP) et TIL-17A dans l'élaboration de réponses immunitaires pulmonaires. La TSLP est principalement produite par les cellules épithéliales et peut cibler une myriade de cellules immunitaires. Bien qu'elle ait été montrée être un puissant inducteur des réponses de type Th2, son rôle dans d'autres contextes inflammatoires est relativement inexploré. Dans le premier projet de cette thèse, nous avons découvert une nouvelle fonction de la TSLP dans l'immunité antivirale contre la grippe, une infection virale. Nous avons constaté que la TSLP a réglementé la réponse neutrophile au début de l'infection, en amplifiant l'immunité adaptative spécifique du virus. Mécaniquement, la TSLP a augmenté l'expression de l'IL-15 et du CD70 sur les cellules dendritiques recrutées dans les poumons suite à l'infection et a renforcé leur capacité de stimuler localement les lymphocytes T CD8+ spécifiques du virus. En outre, nous avons étudié la TSLP dans le cadre de divers phénotypes de l'asthme et également démontré l'impact pléiotropique qu'elle a sur les réponses immunitaires pulmonaires. En accord avec les rapports précédents, nous avons constaté que la TSLP a exacerbé l'inflammation atopique médiée par le Th2. En revanche la TSLP a réduit les réponses de l'IL-17A et l'inflammation neutrophile subséquente dans le modèle non atopique, ainsi que l'exacerbation du modèle atopique provoqué par une infection virale. Nos résultats démontrent une dichotomie dans le rôle de la TSLP dans la pathogenèse de l'asthme et soulignent la nécessité d'envisager plusieurs phénotypes d'asthme pour une évaluation approfondie de son potentiel thérapeutique dans cette maladie. Dans la seconde partie de cette thèse, nous avons caractérisé les mécanismes pathogènes qui sous-tendent la broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO). La BPCO est une maladie hétérogène définie par une diminution progressive de la fonction pulmonaire. Bien que des déclencheurs environnementaux puissent aggraver la maladie, chez les personnes sensibles une maladie établie peut progresser à travers un cercle inflammatoire auto-entretenu. Nous avons cherché à définir les mécanismes sous-jacents à l'aide d'un modèle murin d'inflammation chronique, qui reproduit les caractéristiques pathologiques de la maladie humaine. Puisqu'ont été associés à la BPCO sévère des changements dans le microbiome des voies respiratoires, nous avons supposé que les signaux dérivés de certains microbes pourraient favoriser des voies inflammatoires chroniques de progression de la maladie. Nous avons observé que, en l'absence d un microbiome, la maladie s'est améliorée tel que démontré par une réduction de l'inflammation des voies respiratoires et une amélioration de la fonction pulmonaire. Cela a été lié spécifiquement à une production réduite d'IL-17A, une cytokine qui a été impliquée dans la maladie humaine. De plus la cinétique de production de 1IL- 17A dépendant du microbiote est corrélé à la sévérité de la maladie. Sur la base de ces données, la neutralisation de l'IL-17A a également eu un effet bénéfique sur l'évolution de la maladie. Le rôle significatif de 1TL-17A dans l'aggravation de la maladie a été couplé à sa capacité à engager un dialogue entre les voies inflammatoires innées et adaptatives. Il a influencé le recrutement et le phénotype des neutrophiles et des macrophages, ce qui a eu un impact direct et indirect sur la formation et la fonction des tissus lymphoïdes tertiaires associée à des stades sévères de la maladie. -- The interaction with the external environment is vital for the functioning of the respiratory system. Consequently, it has adopted a multitude of effector and regulatory networks that enable it to distinguish inhaled particles as 'dangerous' or 'innocuous' and respond accordingly. The balance between these networks is crucial to counteract the 'danger' triggered by infection or damage, and ultimately return to homeostasis. The local cytokine milieu contributes significantly to the fine- tuning of these responses. Thus, characterizing the role of cytokines in steady state and disease has clear implications for therapeutic interventions in acute and chronic respiratory disorders. This thesis focused on the role of the cytokines, thymic stromal lymphopoietin (TSLP) and IL-17A in shaping pulmonary immune responses. TSLP is primarily produced by barrier epithelial cells and can target a myriad of immune cells. Although it has been shown to be potent inducer of Th2 type responses, its role in other inflammatory settings is relatively unexplored. In the first project of this thesis, we discovered a novel function of TSLP in antiviral immunity to Influenza A infection. We found that while TSLP regulated the early neutrophilic response to infection, it amplified virus specific adaptive immunity. Mechanistically, TSLP enhanced the expression of IL-15 and CD70 on the lung recruited inflammatory dendritic cells and strengthened their ability to stimulate virus specific CD8+ T cell responses locally. In addition we investigated TSLP in the context of diverse asthma phenotypes and further demonstrated the pleiotropic impact it has on pulmonary immune responses. In concurrence with previous reports we found that TSLP exacerbated Th2 mediated atopic inflammation. In contrast TSLP curtailed IL-17A responses and subsequent neutrophilic inflammation in the non-atopic model as well as virus induced exacerbation of the atopic model. Our findings demonstrate a dichotomy in the role of TSLP in asthma pathogenesis and emphasize the need to consider multiple asthma phenotypes for a thorough evaluation of its therapeutic potential in this disease. In the next part of this thesis we characterized the pathogenic mechanisms underlying chronic obstructive pulmonary disease. COPD is a heterogeneous disease defined by a progressive decline in lung function. Although environmental triggers exacerbate the disease, in susceptible individuals the established disease can progress through a self-sustained inflammatory circle. We sought to delineate the underlying mechanisms by using a murine model of chronic inflammation, which reproduced key pathological features of the human disease. As changes in the airway microbiome have been linked to severe COPD, we speculated that microbial derived signals could facilitate the establishment of chronic inflammatory pathways that favour disease progression. We found that the absence of a microbiota ameliorated disease, exhibited by a reduction in airway inflammation and an improvement in lung function. This was linked specifically to an impaired production of IL-17A, a cytokine that has been implicated in human disease. Moreover the kinetics of microbiota-dependent IL-17A production correlated with the disease severity. Based on these data targeted neutralization of IL-17A also had a beneficiai effect on the disease outcome. The prominent role played by IL-I7A in driving the disease was coupled to its ability in engaging and mediating cross talk between pathogenic innate and adaptive immune pathways. It influenced the recruitment and phenotype of neutrophils and macrophages, as well as impacted upon the formation and function of tertiary lymphoid tissue associated with severe disease. Thus, temporal and spatial changes in cytokine production, their cellular targets and interaction with the local milieu determine the balance between immunity and pathology in the lung. Collectively our findings provide novel mechanistic insights in the complex role played by cytokines in orchestrating pulmonary immune responses and have clear implications for human disease.

An outbreak of Arthroderma vanbreuseghemii dermatophytosis at a veterinary school associated with an infected horse.

We report a case of an outbreak of inflammatory dermatophytoses caused by Arthroderma vanbreuseghemii (formally Trichophyton mentagrophytes pro parte) that involved an infected horse, the owner and at least 20 students, staff and stablemen at a veterinary school in Bern (Switzerland) that presented highly inflammatory dermatitis of the body and the face. Transmission from human to human was also recorded as one patient was the partner of an infected person. Both the phenotypic characteristics and ITS sequence of the dermatophytes isolated from the horse and patients were identical, consistent with the conclusion that the fungus originated from the horse. Three infected persons had not been in direct contact with the horse. Although direct transmission from human to human cannot be ruled out, fomites were most likely the source of infection for these three patients. Inspection of the literature at the end of the nineteenth and beginning of the twentieth century revealed that this dermatophyte was frequently transmitted from horses to humans in contact with horses (stablemen, coachmen, carters and artillery soldiers). The rarity of the present case report at the present time is likely related to the transformation of civilisation from the nineteenth century to nowadays in Europe with the change of horse husbandry. In addition, the inadequate immune response of the horse and the high number of people in contact with it at the equine clinic may explain the exceptional aspect of this case report.

Avaluació dels nivells de nitrats i duresa a l'aigua de consum a quatre zones d'Espanya participants a l'estudi epidemiològic Infància i Medi Ambientl (INMA)

L’aigua és un dels components bàsics per a la vida i una font d’exposició a contaminants ubiqua, ja que tota la població en consumeix. L’estudi epidemiològic INMA avaluarà si l’exposició a nitrats durant l’embaràs i a la duresa de l’aigua durant la infància es relaciona amb el baix pes al néixer i l’èczema atòpica, respectivament. Objectiu: Fer una avaluació dels nivells de nitrats i duresa de l’aigua en aigua de consum de la població de l’estudi INMA. Metodologia: l’estudi descriptiu realitzat a quatre de les set cohorts INMA, a Astúries, Guipúscoa, Sabadell i València. S’ha recopilat dades dels nivells de nitrats i duresa a l’aigua de consum dels municipis durant el període d’interès (2003 al 2008 i 2004 al 2012), a través d’ajuntaments i companyies d’aigua. S’ha calculat la mitjana, la desviació estàndard, el màxim i el mínim dels nivells de nitrat i de duresa en total i segons l’àrea geogràfica, l’any i l’estació. A Sabadell s’han fet tres mostrejos d’aigua per analitzar la duresa a diferents punts de la ciutat. Resultats: el nivell promig de nitrats (mg/L NO3-) és de 4,2 a Astúries, 4,0 a Guipúscoa, 9,2 a Sabadell i 15,2 a València. El nivell promig de duresa (mg/L CaCO3) és de 89,1 a Astúries, 132,7 al Guipúscoa, 178,3 a València i 230,9 a Sabadell. En l’anàlisi que es va realitzar a Sabadell, es detecta una duresa lleugerament inferior a la reportada sense variabilitat geogràfica. No s’observa una pauta clara de variabilitat estacional ni de variabilitat temporal tant per nitrats com per duresa. Conclusions: S’ha detectat variabilitat en els nivells de nitrats i duresa de l’aigua a les zones d’estudi. Els nivells de nitrats són moderats i els més alts es troben a zones agrícoles de València. La duresa de l’aigua és força alta degut al domini calcari dels subsòls de les zones d’estudi.

Immunomodulation of allergic immune response during specific immunotherapy

Atopic, IgE-mediated allergies are one of the major public health problems in Finland and other Western countries. These diseases are characterized by type 2 T helper (Th2) cell predominated immune responses (interleukin-4 (IL-4), IL-5) against ubiquitous environmental allergens. Despite of adequate pharmacological treatment, more than 20% of the patients with allergic rhinitis develop asthma. Allergen specific immunotherapy (SIT) is the only treatment currently available to affect to the natural course of allergic diseases. This treatment involves repeated administration of allergens to the patients either via sublingual route (sublingual immunotherapy, SLIT) or by subcutaneous injections (subcutaneous immunotherapy, SCIT). Successful treatment with SCIT or SLIT has been shown to provide long-term remission in symptoms, and prevent disease progression to asthma, but the immunological mechanisms behind these beneficial effects are not yet completely understood. Increased knowledge of such mechanisms could not only help to improve SIT efficacy, but also provide tools to monitor the development of clinical response to SIT in individual patients, and possibly also, predict the ultimate therapeutic outcome. The aim of this work was to clarify the immunological mechanisms associated with SIT by investigating the specific allergen-induced immune responses in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of allergic rhinitis patients during the course of SLIT and SCIT. The results of this work demonstrate that both therapies induced increases in the protective, Th2-balancing Th1 type immune responses in PBMC, e.g. by up-regulating signaling lymphocytic activation molecule (SLAM) and interferon gamma (IFN-γ) expression, and augmented tolerogenic T regulatory (Treg) cell type responses against the specific allergens, e.g. by increasing IL-10 or Forkhead box P3 (FOXP3) expression. The induction of allergen-specific Th1 and Treg type responses during SLIT were dependent on the treatment dose, favoring high allergen dose SLIT. During SCIT, the early decrease in Th2 type cytokine production - in particular of IL-4 mRNA and IL-4/IFN-γ expression ratio - was associated with the development of good therapeutic outcome. Conversely, increases in both Th2 (IL-5) and Th1 (IFN-γ, SLAM) type responses and IL-10 mRNA production were seen in the patients with less effective outcome. In addition, increase in Th17 type cytokine (IL-17) mRNA production was found in the PBMC of patients with less effective outcome during both SLIT and SCIT. These data strengthen the current hypothesis that immunomodulation of allergen-specific immune responses from the prevailing Th2-biased responses towards a more Th1 type, and induction of tolerogenic Treg cells producing IL-10 represent the two key mechanisms behind the beneficial effects of SIT. The data also give novel insight into the mechanisms why SIT may fail to be effective in some patients by demonstrating a positive correlation between the proinflammatory IL-17 responses, Th2 type IL-5 production and clinical symptoms. Taken together, these data indicate that the analysis of Th1, Th2, Treg ja Th17-associated immune markers such as IL-10, SLAM, IL-4, IL-5 and IL-17 could provide tools to monitor the development of clinical response to SIT, and thereby, predict the ultimate clinical outcome already in the early course of the treatment.

Interactions between Polyunsaturated Fatty Acids and Probiotics

The prevalence of inflammatory based diseases has increased in industrialized countries over the last decades. For allergic diseases, two primary hypotheses have been proposed to explain this phenomenon, namely the hygiene and dietary evolution based hypothesis. Particularly, the reduced early exposure to microbes and an increase in the amount of polyunsaturated fatty acids (especially n-6 PUFA) in the diet have been discussed. Often, these two factors have been studied independently, even though both factors have been shown to possess potential health benefits and their mode of action to share similar mechanisms. The hypothesis of the present study was that demonstrate that PUFA and probiotics are not separate entities as such but do interact with each other. In the present study, we investigated whether maternal diet and atopic status influence the PUFA composition of breast milk and serum fatty acids of infants, and whether the fatty acid absorption and utilization of infant formula fatty acids is affected by supplementation of infant formula with probiotic bacteria (Lactobacillus GG and Bifidobacterium lactis Bb-12). Moreover, we investigated the mechanisms by which different PUFA influence the physicochemical and functional properties of probiotics as well as functionality of epithelial cells in vitro. We demonstrated a carry-over effect of dietary fatty acids from maternal diet via breast milk into infants’ serum lipid fatty acids. Our data confirmed the previously shown allergy –related PUFA level imbalances, though it did not fully support the impaired desaturation and elongation capacity hypothesis. We also showed that PUFA incorporation into phospholipids of infants was influenced by probiotics in infant formula in a strain dependent manner. Especially,Bifidobacterium lactis Bb-12 in infant formula promoted the utilization of n-3 PUFA. Mechanistically, we demonstrated that probiotics (Lactobacillus GG, Lactobacillus casei Shirota and Lactobacillus bulgaricus) did incorporate and interconvert exogenous free PUFA in the growth medium into bacterial fatty acids strain and PUFA dependently. In general, high concentrations of free PUFA inhibited the growth and mucus adhesion of probiotics, whereas low concentrations of specific long chain PUFA were found to promote the growth and mucus adhesion of Lactobacillus casei Shirota. These effects were paralleled with only minor alterations in hydrophobicity and electron donor – electron acceptor properties of lactobacilli. Furthermore, free PUFA were also demonstrated to alter the adhesion capacity of the intestinal epithelial cells; n-6 PUFA tended to inhibit the Caco-2 adhesion of probiotics, whereas n-3 PUFA had either no or minor effects or even promote the bacterial adhesion (especially Lactobacillus casei Shirota) to PUFA treated Caco-2 cells. The results of this study demonstrate the close and bilateral interactions between dietary PUFA and probiotics. Probiotics were shown to influence the absorption and utilization of dietary PUFA, whereas PUFA were shown to alter the functional properties of both probiotics and mucosal epithelia. These findings suggest that a more thorough understanding of interactions between PUFA and intestinal microbiota is a prerequisite, when the beneficial effects of new functional foods containing probiotics are designed and planned for human intervention studies.

Sanitary quality of broiler litter reused

ABSTRACT Considering the importance of the substrate to bedding in the poultry industry in Brazil, and the enormous pressure on environmental management as to the correct use and management of the waste generated by the production sector, this study aimed to analyze the effect of reuses of two types of litter on sanitary qualities and productive performance of broilers. The study was conducted with litter from 32 different broiler houses, two types of substrates and four cycles of reuses. The litter sanitary quality was verified by the identification of the presence of Escherichia coli and Salmonellaspp. and the incidence of footpad dermatitis. It was observed that the coffee hulls litter presented a reduction of 28.61 percentage points in the probability of occurrence of Salmonella spp when compared to the wood shavings litter, nevertheless, no statistical difference was observed on bacterial occurrence with Salmonella spp. for litter of different types or numbers of reutilization. The presence of Escherichia coli was detected in litter of all cycles, for both types of substrate. The occurrence of footpad lesions was detected for both types of litter, and was influenced by the number of reutilization cycles of the litter. The degree of incidence was detected only for the litter with coffee hull in which there was an increase of 30% between the first and second reuse from which tended to stabilize.

Sheep poisoning by Panicum dichotomiflorum in northeastern Brazil

Different species of Panicum, including P. dichotomiflorum,have been reported as a cause of photosensitization in sheep, horses, cattle and goats. An outbreak of hepatogenous photosensitization occurred in 3 flocks of hair sheep in the Brazilian semiarid region. Eighty one out of 365 sheep were affected and 39 died. The main affected animals were nursing lambs and sheep younger than one year old. Donkeys, goats and cattle grazing in the same pasture were not affected. Clinical signs were edema of the head, followed by dermatitis, mainly in the face, ears, and croup, ocular discharge, corneal opacity with blindness, and redness of the coronary band and hoof. At necropsy of one affected lamb the liver was yellowish. Upon histologic examination scattered necrotic hepatocytes were observed in the liver and focal areas of necrosis of myocytes appeared in the heart. Samples of P. dicotomiflorum were analyzed by TLC and those containing saponins were isolated by HPLC using RP-C18 column and eluted with a mixture of MeOH and H2O. The isolated compounds were submitted to ¹H and 13C NMR spectroscopy. Reactions were positive to furostanol saponins with the same Rf of the standard protodioscin (0.21) and methylprotodioscin (0.32). The spectroscopic results indicated a mixture of (25R)- and (25S)-protodioscin isomers in a proportion of 3:1, and methylprotodioscin.

Additional information about a mange outbreak by Allopsoroptoides galli (Acari: Psoroptoididae) in commercial laying hens in the state of São Paulo, Brazil

This paper reports additional information about a mange outbreak by the mite Allopsoroptoides galli in a commercial egg-laying hen facility in the state of São Paulo, Brazil. About half of the 76,000 multi-age birds of the flock were affected. Experimental infestations carried out on naive hens resulted in clinical signs similar to those diagnosed in naturally infested hens, such as generalized scaly dermatitis, presence of mucus-like material and yellowish crusts on the skin and around the calami, feather loss and strong unpleasant odor. About 30% drop of egg production was estimated. The possible source of infestation were wild birds identified on the ground and roofs of the sheds.

Pre- and postnatal nutrition – target for allergy risk reduction

A rapid increase in allergic diseases in Western societies has led to the conclusion that our modern lifestyle is a risk factor for immune dysregulation. Potential culprits and benefactors are searched among early dietary and microbial exposures, which may act to program later allergic disease. The aim of this thesis was to investigate the role of early maternal and child nutrition in reducing the risk of child allergy. The study population comprised of 256 mother – child pairs from families with a history of allergy participating in a randomized controlled dietary counseling and probiotic intervention (Lactobacillus rhamnosus GG and Bifidobacterium lactis Bb12) study from early pregnancy onwards. The dietary counseling aimed for a diet complying with dietary recommendations for pregnant and lactating women, with special attention to fat quality. Maternal dietary counseling was reflected in cord blood fatty acids suggesting better essential fatty acid status in infants in the counseling group. Dietary counseling with probiotics or placebo had no effect on child allergy risk, but associations between maternal diet during pregnancy and breastfeeding and child allergic outcomes were found in secondary analyses. During pregnancy, milk intake was related to decreased and cheese intake to increased risk of child atopic eczema. During breastfeeding, intake of vitamin C was related to increased risk of asthma and intake of egg was related to decreased risk of atopic eczema. The timing of introduction of complementary foods to infant’s diet was not associated with risk of atopic eczema, when adjusted with parental opinion of child allergic symptoms (i.e., potential reverse causality). In conclusion, the results demonstrate that infant fatty acid supply can be modified via maternal dietary changes. In addition, interesting associations of maternal diet with child allergy risk were discovered. However, no difference in the incidence of allergic diseases with dietary counseling was observed. This suggests that more potent dietary interventions might be necessitated to induce clinical risk reduction of allergy. Highrisk families can safely adhere to dietary recommendations for pregnant and lactating women, and the results support the current conception that no additional benefit is gained with delaying introduction of complementary feeding.

Immunoglobulin E and systemic lupus erythematosus

Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune disease characterized by intense polyclonal production of autoantibodies and circulating immune complexes. Some reports have associated SLE with a Th2 immune response and allergy. In the present study 21 female patients with SLE were investigated for total IgE and IgE antibodies to dust house aeroallergens by an automated enzyme-linked fluorescent assay, and were also evaluated for antinuclear IgE autoantibodies by a modified indirect immunofluorescence test using HEp-2 cells as antigen substrate. Additionally, immunocapture ELISA was used to investigate serum anti-IgE IgG autoantibodies. Serum IgE above 150 IU/ml, ranging from 152 to 609 IU/ml (median = 394 IU IgE/ml), was observed in 7 of 21 SLE patients (33%), 5 of them presenting proteinuria, urinary cellular casts and augmented production of anti-dsDNA antibodies. While only 2 of 21 SLE patients (9.5%) were positive for IgE antibodies to aeroallergens, all 10 patients with respiratory allergy (100%) from the atopic control group (3 males and 7 females), had these immunoglobulins. SLE patients and healthy controls presented similar anti-IgE IgG autoantibody titers (X = 0.37 ± 0.20 and 0.34 ± 0.18, respectively), differing from atopic controls (0.94 ± 0.26). Antinuclear IgE autoantibodies were detected in 17 of 21 (81%) sera from SLE patients, predominating the fine speckled pattern of fluorescence, that was also observed in IgG-ANA. Concluding, SLE patients can present increased IgE levels and antinuclear IgE autoantibodies without specific clinical signs of allergy or production of antiallergen IgE antibodies, excluding a possible association between SLE and allergy.

Superoxide release and cellular gluthatione peroxidase activity in leukocytes from children with persistent asthma

Asthma is an inflammatory condition characterized by the involvement of several mediators, including reactive oxygen species. The aim of the present study was to investigate the superoxide release and cellular glutathione peroxidase (cGPx) activity in peripheral blood granulocytes and monocytes from children and adolescents with atopic asthma. Forty-four patients were selected and classified as having intermittent or persistent asthma (mild, moderate or severe). The spontaneous or phorbol myristate acetate (PMA, 30 nM)-induced superoxide release by granulocytes and monocytes was determined at 0, 5, 15, and 25 min. cGPx activity was assayed spectrophotometrically. The spontaneous superoxide release by granulocytes from patients with mild (N = 15), moderate (N = 12) or severe (N = 6) asthma was higher at 25 min compared to healthy individuals (N = 28, P < 0.05, Duncan test). The PMA-induced superoxide release by granulocytes from patients with moderate (N = 12) or severe (N = 6) asthma was higher at 15 and 25 min compared to healthy individuals (N = 28, P < 0.05 in both times of incubation, Duncan test). The spontaneous or PMA-induced superoxide release by monocytes from asthmatic patients was similar to healthy individuals (P > 0.05 in all times of incubation, Duncan test). cGPx activity of granulocytes and monocytes from patients with persistent asthma (N = 20) was also similar to healthy individuals (N = 10, P > 0.05, Kruskal-Wallis test). We conclude that, under specific circumstances, granulocytes from children with persistent asthma present a higher respiratory burst activity compared to healthy individuals. These findings indicate a risk of oxidative stress, phagocyte auto-oxidation, and the subsequent release of intracellular toxic oxidants and enzymes, leading to additional inflammation and lung damage in asthmatic children.

IgE cross-reactivity between Lolium multiflorum and commercial grass pollen allergen extracts in Brazilian patients with pollinosis

Lolium multiflorum (Lm) grass pollen is the major cause of pollinosis in Southern Brazil. The objectives of this study were to investigate immunodominant components of Lm pollen allergens and the cross-reactivity of IgE with commercial grass pollen allergen extracts. Thirty-eight serum samples from patients with seasonal allergic rhinitis (SAR), 35 serum samples from patients with perennial allergic rhinitis (PAR) and 30 serum samples from non-atopic subjects were analyzed. Allergen sensitization was evaluated using skin prick test and serum IgE levels against Lm pollen extract were determined by ELISA. Inhibition ELISA and immunoblot were used to evaluate the cross-reactivity of IgE between allergens from Lm and commercial grass pollen extracts, including L. perenne (Lp), grass mix I (GI) and II (GII) extracts. IgE antibodies against Lm were detected in 100% of SAR patients and 8.6% of PAR patients. Inhibition ELISA demonstrated IgE cross-reactivity between homologous (Lm) and heterologous (Lp or GII) grass pollen extracts, but not for the GI extract. Fifteen IgE-binding Lm components were detected and immunoblot bands of 26, 28-30, and 32-35 kDa showed >90% recognition. Lm, Lp and GII extracts significantly inhibited IgE binding to the most immunodominant Lm components, particularly the 55 kDa band. The 26 kDa and 90-114 kDa bands presented the lowest amount of heterologous inhibition. We demonstrated that Lm extract contains both Lm-specific and cross-reactive IgE-binding components and therefore it is suitable for measuring quantitative IgE levels for diagnostic and therapeutic purposes in patients with pollinosis sensitized to Lm grass pollen rather than other phylogenetically related grass pollen extracts.

Clinical and immunological features of patients with atopy and concomitant HTLV-1 infection

Human T-cell lymphotropic virus type 1 (HTLV-1) induces an exacerbated type 1 immune response characterized by high spontaneous IFN-γ and TNF-α production. Allergic rhinitis and asthma are associated with the type 2 immune response, with elevated secretion of IL-4 and IL-5. The aim of this study was to characterize the immune response in atopic HTLV-1 carriers. The cytokine profile of atopic HTLV-1 carriers (N = 10; all females) was compared with that of non-atopic HTLV-1 carriers (N = 14; 9 females and 5 males). Mean patient age of atopic and non-atopic groups was 45 ± 8 and 38 ± 11 years, respectively. All atopic HTLV-1 carriers had rhinitis with or without asthma and a skin prick test positive for Dermatophagoides pteronyssinus antigen 1 (Derp-1). There was no difference in cytokine levels between the two groups in unstimulated peripheral blood mononuclear cell cultures. In cultures stimulated with Derp-1, IFN-γ levels tended to be higher (P = 0.06) and IL-5 levels were higher (P = 0.02) in atopic HTLV-1 patients than in non-atopic subjects. In contrast, IL-10 was lower (P = 0.004) in atopic than in non-atopic HTLV-1-infected subjects. This study shows that HTLV-1 infection with an exaggerated type 1 immune response does not prevent atopy. In this case, the exacerbated type 1 and type 2 immune responses were due to a lack of IL-10 production, a cytokine that plays an important role in down-modulating type 1 and type 2 immune responses and in preventing the development of chronic inflammatory diseases.

Développement de modulateurs allostériques peptidiques inhibiteurs de l’activité des récepteurs de l’interleukine 1 et de la vasopressine

L’approche Module X a été créée dans le but de concevoir de petits peptides modulateurs ayant des propriétés allostériques. Module X reproduit de petites parties des portions extracellulaires flexibles des récepteurs. Ces petits peptides vont interagir en s’interposant entre deux sous unités ou entre deux régions de la même sous-unité qui interagissent par des liens hydrogènes, des ponts salins ou des liens disulfure. Ces régions sont spécialement choisies à l’extérieur du domaine de liaison du ligand orthostérique et sont situées dans les régions inter domaines, la portion juxta membranaire ou dans les boucles. Étant donné que les boucles sont exposées durant les changements de conformation, une séquence peptidique reproduisant certaines régions de ces boucles pourrait s’insérer à un endroit approprié dans la structure où se lier à son partenaire de signalisation dans le complexe protéique, ce qui aurait comme effet de déplacer l’équilibre de l’ensemble vers un état particulier et modulerait ainsi la signalisation. De cette façon, certaines voies de signalisation pourraient être partiellement inhibées tandis que d’autres voies ne seraient pas touchées puisque le ligand orthostérique pourrait toujours se lier au récepteur. Dans une première étude, nous avons conçu des peptides inhibiteurs du récepteur de l’interleukine 1 (IL-1R/IL-1RAcP) plus précisément en reproduisant des régions flexibles de la protéine accessoire, sous-unité signalisatrice du récepteur. IL-1 est un médiateur majeur de l’inflammation, mais le seul antagoniste disponible est l’analogue naturel de IL-1, IL-1Ra qui compétitionne avec IL-1 pour le site de liaison sur le récepteur. Nous avons conçu plusieurs peptides à partir des boucles de la protéine accessoire. Un de ces peptides, rytvela (101.10) a démontré des propriétés de non-compétitivité et de sélectivité fonctionnelle caractéristiques des modulateurs allostériques. 101.10 bloque la prolifération des thymocytes et la synthèse de PGE2 avec un IC50 de 1 nM mais une efficacité de 100 % et 45 % respectivement et ne déplace pas IL-1 radioactif dans des essais de radioliaisons. De plus, 101.10 n’a qu’un effet minime sur l’affinité de IL-1 pour son récepteur. 101.10 démontre, de plus, une activité inhibitrice in vivo dans des modèles d’inflammation de l’intestin chez le rat (efficacité supérieure aux corticostéroïdes et à IL-1Ra) et de dermatite chez la souris de même que dans un modèle d’hyperthermie induite par IL-1. La deuxième étude démontre que Module X peut être utilisé pour concevoir des inhibiteurs pour une autre grande famille de récepteurs : les récepteurs couplés aux protéines G. La vasopressine joue un rôle important dans l’équilibre hydro-osmotique et un moindre rôle dans la vasomotricité. Six peptides ont été conçus à partir de régions juxta membranaires du récepteur de la vasopressine V2R. Le peptide le plus actif, VRQ397 (IC50 = 0,69 nM dans un modèle de vasorelaxation du crémastère), a démontré de la sélectivité fonctionnelle en inhibant la synthèse de prostacycline mais sans inhiber l’activation de la protéine Gs et la génération d’ AMP cyclique. Le peptide VRQ397 ne pouvait déplacer le ligand naturel AVP marqué radioactivement; de même VRQ397 radioactif ne se liait que sur V2R et non pas sur d’autres récepteurs de la même famille tel que V1R (récepteur de la vasopressine de type I). Ces études décrivent la caractérisation de petits peptides modulateurs de la signalisation de IL-1R et V2R et présentant des propriétés de modulateurs allostériques.

Begleitpersonen in der stationären Kinderrehabilitation: Bedarf für psychologische Interventionen und Evaluation eines Betreuungsmodells (am Beispiel "Triple-P-Programm")

Begleitpersonen in der stationären Kinderrehabilitation: Bedarf für psychologische Interventionen und Evaluation eines Betreuungsmodells (am Beispiel „Triple-P-Programm”) Chronisch erkrankte Kinder im Vorschulalter, die eine stationäre Reha-Maßnahme absolvieren, werden üblicherweise von einer Bezugsperson (Elternteil oder nahe Verwandte) begleitet. Da diese sog. Begleitpersonen normalerweise nicht krank sind, sind psychologische Interventionen nicht vorgesehen. Dennoch hebt der VDR in seinem Rahmenkonzept hervor, dass Eltern sowohl über die Behandlung der Erkrankung ihres Kindes als auch über konsequente Erziehung informiert werden sollten. Diese Studie untersucht, ob psychologische Interventionen für Begleitpersonen sinnvoll und effektiv sind. Sie wurde in der Fachklinik Satteldüne der DRV Nord durchgeführt. Die Kinder, die in dieser Einrichtung behandelt werden, leiden an chronischen Erkrankungen wie Asthma, atopischer Dermatitis, Allergien und Infektanfälligkeit. 134 Begleitpersonen (127 Mütter und 7 Väter) nahmen an einer quasiexperimentellen Feldstudie teil. Zu Beginn der Reha-Maßnahme (t1) füllten sie Fragebögen zu ihrer psychischen Belastung und ihrem Erziehungsverhalten sowie zu Problemverhalten ihrer Kinder aus. Vier Wochen später zum Ende der Reha-Maßnahme (t2) beurteilten die Begleitpersonen und das Reha-Team den Reha-Erfolg der Kinder. Zu t1 zeigte diese Stichprobe ein überdurchschnittliches Ausmaß an psychischer Belastung, welches bei einem Drittel der Befragten ein klinisch relevantes Ausmaß erreichte. Die psychische Belastung zu t1 korrelierte negativ mit dem Reha-Erfolg der Kinder zum Ende der Behandlung (in der Einschätzung durch Begleitpersonen und Stationsärzte). Dysfunktionales Erziehungsverhalten zeigten 20 % der Begleitpersonen. Dieses korrelierte negativ mit dem Reha-Erfolg der Kinder (in der Einschätzung durch das Pflegepersonal). Es wurden positive Korrelationen zwischen dysfunktionalem Erziehungsverhalten sowie psychischer Belastung der Begleitpersonen und Verhaltensauffälligkeiten der Kinder gefunden. Das Ausmaß der Verhaltensauffälligkeiten lag bei Kleinkindern (bis drei Jahre, n=29) im durchschnittlichen – und bei Vorschulkindern (4-7 Jahre, n=94) im überdurchschnittlichen Bereich. Es zeigte sich ein starkes Interesse der Befragten, während der Reha-Maßnahme an psychologischen Interventionen teilzunehmen. Für das Entspannungstraining interessierte sich jede zweite Begleitperson und ein Drittel der Befragten hatte Interesse die Erziehungsberatung wahrzunehmen. Dennoch nahm nur ein geringer Anteil der anfänglich Interessierten tatsächlich an diesen Interventionen teil (Entspannungstraining: 23 %, Erziehungsberatung: 16 %, psychologische Einzelgespräche: 11,4 %). Es fanden sich signifikante positive Korrelationen zwischen der Zufriedenheit der Begleitpersonen mit der Reha-Maßnahme und a) dem Ausmaß der Erfüllung der Erwartungen der Begleitperson an die Reha-Maßnahme und b) dem Reha-Erfolg des Kindes (eingeschätzt durch die Begleitperson). Zudem zeigten Begleitpersonen, deren psychische Belastung während der Reha-Maßnahme anstieg, eine geringere Zufriedenheit mit der Reha-Maßnahme als diejenigen, deren psychische Belastung sich verringerte. Darüber hinaus wurden die Effekte von verschiedenen psychologischen Betreuungsmodellen für Begleitpersonen untersucht. In einer quasiexperimentellen Studie wurden 64 Begleitpersonen (63 Mütter, 1 Vater) auf zwei Gruppen aufgeteilt. Beide Gruppen konnten auf freiwilliger Basis am Psychologischen Standardprogramm für Begleitpersonen teilnehmen (Erziehungsberatung, psychologische Einzelgespräche, Entspannungstraining). Die 32 Begleitpersonen der EG nahmen zusätzlich an einer Triple-P-Gruppenintervention teil. Zu Beginn (t1) und zum Ende der vierwöchigen Behandlung (t2) sowie sechs Monate nach der Reha-Maßnahme (t3) wurden die Merkmale psychische Belastung und Erziehungsverhalten der Begleitpersonen sowie Problemverhalten der Kinder erhoben. An der Intervention Triple-P nahmen 64 % der Begleitpersonen teil; am Psychologischen Standardprogramm nur 22,7 %. Die Ergebnisse zu t2 zeigen positive Effekte der Behandlung: beide Gruppen verbesserten ihr Erziehungsverhalten, die psychische Belastung der Begleitpersonen und Verhaltensauffälligkeiten der Kinder verringerten sich. Die Verbesserung des Erziehungsverhaltens fiel zu t2 bei der EG signifikant stärker aus als bei der KG. Die Effekte auf das Erziehungsverhalten der Eltern und auf Verhaltensauffälligkeiten der Kinder hielten ein halbes Jahr an, da sie zu t3 erneut vorgefunden wurden. Ein nachhaltiger Effekt auf die psychische Belastung der Begleitpersonen lag nicht vor. Zu t3 wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen EG und KG gefunden. Zusammenfassend betrachtet zeigt diese Studie, dass der Bedarf für psychologische Interventionen für Begleitpersonen in der stationären Kinderrehabilitation gerechtfertigt ist und eine Reduktion von psychischer Belastung und dysfunktionalem Erziehungsverhalten der Begleitperson den Reha-Erfolg des Kindes erhöhen kann. In Zukunft sind weitere Anstrengungen nötig, um die psychische Belastung von Begleitpersonen zu verringern, z.B. über eine stärkere Verpflichtung zur Teilnahme an den psychologischen Interventionen, eine bessere Verzahnung von ambulanten und stationären Interventionen und die kontinuierliche Evaluation von neuen psychologischen Interventionen.