CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T cells: from basic research to potential therapeutic use.

Regulatory T cells control immune responses to self- and foreign-antigens and play a major role in maintaining the balance between immunity and tolerance. This article reviews recent key developments in the field of CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T (TREG) cells. It presents their characteristics and describes their range of activity and mechanisms of action. Some models of diseases triggered by the imbalance between TREG cells and effector pathogenic T cells are described and their potential therapeutic applications in humans are outlined.

Les récepteurs activés par les protéases dans les tissus articulaires humains arthrosiques

L’arthrose (OA) est une maladie articulaire dégénérative à l’étiologie complexe et diverse. Les travaux de ces dernières années ont démontré que l’OA est une pathologie affectant tous les tissus de l’articulation incluant le cartilage, la membrane synoviale et l’os sous-chondral. L’OA se traduit par une déstructuration et une perte de fonctionnalité de l’articulation, et est principalement caractérisée par une perte de cartilage articulaire. L’inflammation de la membrane synoviale joue un rôle déterminant dans la progression de l’OA, toutefois elle serait secondaire à la dégradation du cartilage. De plus, l’os sous-chondral est également le siège de nombreuses transformations lors de l’OA. Il est fortement suggéré que ces changements ne correspondent pas seulement à une conséquence, mais pourraient être une cause du développement de l’OA impliquant une communication entre ce tissu et le cartilage. Il est maintenant bien établi que les voies inflammatoires et cataboliques jouent un rôle crucial dans l’OA. C’est pourquoi, nous avons étudié l’implication d’une nouvelle famille de récepteurs membranaires, les PARs, et plus particulièrement le PAR-2 dans les voies physiopathologiques de l’OA. Notre hypothèse est que l’activation de PAR-2 au cours de l’OA est un phénomène majeur du développement/progression de la maladie faisant du récepteur PAR-2 un candidat privilégié pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques ciblant non seulement le cartilage mais aussi l’os sous-chondral. Pour cette étude, nous avons travaillé in vitro avec des chondrocytes (Cr) et des ostéoblastes (Ob) OA respectivement du cartilage et de l’os sous-chondral du condyle fémoral humain. Nos résultats ont démontré que PAR-2 était plus exprimé dans les Cr et les Ob OA que dans les cellules normales. Par ailleurs, PAR-2 est régulé positivement par certains facteurs retrouvés au cours de l’OA comme l’IL-1β, le TNF-α et le TGF-β dans les Cr OA, et par l’IL-1β, le TNF-α et la PGE2 dans les Ob OA. De plus, les principaux facteurs cataboliques et inflammatoires, soit la MMP-1, la MMP-13 et la COX-2 sont produits en quantité plus élevée suite à l’activation du récepteur dans le cartilage OA. De même, l’activation de PAR-2 dans les Ob OA conduit à une production accrue de facteurs pro-résorptifs tels que RANKL, l’IL-6, la MMP-1 et la MMP-9, et à l’augmentation de l’activité pro-résorptive de ces cellules. En outre, dans les deux types tissulaires étudiés, l’activation de PAR-2 augmente l’activité de certaines protéines de la famille des MAPKinases comme Erk1/2, p38 et JNK. Finalement, nous avons conclu notre étude en employant un modèle in vivo d’OA induite chez la souris sauvage et déficiente pour le gène PAR-2. Nos résultats ont démontré que l’absence d’expression et de production de PAR-2 influençait le processus inflammatoire et les changements structuraux affectant à la fois le cartilage et l’os sous-chondral, conduisant à un ralentissement du développement de l’OA. Nos travaux de recherche ont donc permis de montrer que le récepteur PAR-2 est un élément majeur du processus OA en agissant sur les voies cataboliques et inflammatoires du cartilage, et sur le remodelage tissulaire de l’os sous-chondral. Mots-clés : Arthrose, chondrocyte, cartilage, ostéoblaste, os sous-chondral, PAR-2, MMPs, COX, ILs, RANKL, résorption osseuse, MAPKinase, catabolisme, inflammation

Régulation dynamique de l’activité du récepteur des estrogènes beta (ERβ) par la phosphorylation,l’ubiquitination et la sumoylation

Les estrogènes jouent un rôle primordial dans le développement et le fonctionnement des tissus reproducteurs par leurs interactions avec les récepteurs des estrogènes ERα et ERβ. Ces récepteurs nucléaires agissent comme facteurs de transcription et contrôlent l’expression des gènes de façon hormono-dépendante et indépendante grâce à leurs deux domaines d’activation (AF-1 et AF-2). Une dérégulation de leur activité transcriptionnelle est souvent à l’origine de pathologies telles que le cancer du sein, de l’endomètre et des ovaires. Alors que ERα est utilisé comme facteur pronostic pour l’utilisation d’agents thérapeutiques, l’importance de la valeur clinique de ERβ est encore controversée. Toutefois, des évidences récentes lui associent un pouvoir anti-tumorigénique en démontrant que sa présence favorise l’inhibition de la progression de ces cancers ainsi que l’efficacité des traitements. En combinaisons avec d’autres études, ces observations démontrent que bien que les deux isoformes partagent une certaine similitude d’action, les ERs sont en mesure d’exercer des fonctions distinctes. Ces différences sont fortement attribuables au faible degré d’homologie observé entre certains domaines structuraux des ERs, comme le domaine AF-1, ce qui fait en sorte que les différents sites de modifications post-traductionnelles (MPTs) présents sur les ERs sont très peu conservés entre les isoformes. Or, l’activité transcriptionnelle ligand-dépendante et indépendante des ERs est hautement régulée par les MPTs. Elles sont impliquées à tous les niveaux de l’activation des ERs incluant la liaison et la sensibilité au ligand, la localisation cellulaire, la dimérisation, l’interaction avec l’ADN, le recrutement de corégulateurs transcriptionnels, la stabilité et l’arrêt de la transcription. Ainsi, de par leur dissimilitude, les ERs seront différemment régulés par la signalisation cellulaire. Comme un débalancement de plusieurs voies de signalisation ont été associées à la progression de tumeurs ER-positives ainsi qu’au développement d’une résistance, une meilleure compréhension de l’impact des MPTs sur la régulation spécifique des ERs s’avère essentielle en vue de proposer et/ou développer des traitements adéquats pour les cancers gynécologiques. Les résultats présentés dans cette thèse ont pour objectif de mieux comprendre les rôles des MPTs sur l’activité transcriptionnelle de ERβ qui sont, contrairement à ERα, très peu connus. Nous démontrons une régulation dynamique de ERβ par la phosphorylation, l’ubiquitination et la sumoylation. De plus, toutes les MPTs nouvellement découvertes par mes recherches se situent dans l’AF-1 de ERβ et permettent de mieux comprendre le rôle capital joué par ce domaine dans la régulation de l’activité ligand-dépendante et indépendante du récepteur. Dans la première étude, nous observons qu’en réponse aux MAPK, l’AF-1 de ERβ est phosphorylé au niveau de sérines spécifiques et qu’elles jouent un rôle important dans la régulation de l’activité ligand-indépendante de ERβ par la voie ubiquitine-protéasome. En effet, la phosphorylation de ces sérines régule le cycle d’activation-dégradation de ERβ en modulant son ubiquitination, sa mobilité nucléaire et sa stabilité en favorisant le recrutement de l’ubiquitine ligase E6-AP. De plus, ce mécanisme d’action semble être derrière la régulation différentielle de l’activité de ERα et ERβ observée lors de l’inhibition du protéasome. Dans le second papier, nous démontrons que l’activité et la stabilité de ERβ en présence d’estrogène sont étroitement régulées par la sumoylation phosphorylation-dépendante de l’AF-1, processus hautement favorisé par l’action de la kinase GSK-3. La sumoylation de ERβ par SUMO-1 prévient la dégradation du récepteur en entrant en compétition avec l’ubiquitination au niveau du même site accepteur. De plus, contrairement à ERα, SUMO-1 réprime l’activité de ERβ en altérant son interaction avec l’ADN et l’expression de ses gènes cibles dans les cellules de cancers du sein. Également, ces recherches ont permis d’identifier un motif de sumoylation dépendant de la phosphorylation (pSuM) jusqu’à lors inconnu de la communauté scientifique, offrant ainsi un outil supplémentaire à la prédiction de nouveau substrat de la sumoylation. En plus de permettre une meilleure compréhension du rôle des signaux intracellulaires dans la régulation de l’activité transcriptionnelle de ERβ, nos résultats soulignent l’importance des MPTs dans l’induction des différences fonctionnelles observées entre ERα et ERβ et apportent des pistes supplémentaires à la compréhension de leurs rôles physiopathologiques respectifs.

Inmunoterapia en pacientes con cáncer de pulmón de células no pequeñas versus terapia convencional. Revisión sistemática

RESUMEN Antecedentes y Justificación: El cáncer de pulmón es la principal causa de muerte relacionada con Cáncer en el mundo. El cáncer pulmonar de células no pequeñas (Non-Small-cell lung cancer NSCLC) representa el 85% de todos los cánceres de pulmón y en un 40% es diagnosticado tardíamente y con los tratamientos disponibles actualmente (cirugía, radioterapia y quimioterapia) presenta una supervivencia a 5 años entre el 10 y el 15%. En los últimos años han surgido nuevos tratamientos basados en la inmunoterapia que prometen mejorar la supervivencia de estos pacientes. Objetivo: Determinar la eficacia de la inmunoterapia en el tratamiento del cáncer de pulmón de células no pequeñas (NSCLC) con el fin de integrar la información disponible para su posterior uso en la clínica. Metodología: Se realizó búsqueda exhaustiva de la literatura disponible del 1 de Enero de 2003 al 31 de Diciembre de 2013. Se examinaron las siguientes bases de datos: Pubmed, Scielo, Medline, Lilacs, EMBASE, Bandolier, peDRO y Cochrane. Se utilizaron los términos MeSH de búsqueda: immunotherapy, NSCLC, clinical trials. Resultados: de 163 referencias identificadas en las bases de datos, 12 fueron seleccionadas para la revisión. Se identificaron 11 estrategias inmunoterapéuticas que fueron complementarias al uso de quimioterapia, radioterapia o ambas. No se encontró diferencia significativa entre la supervivencia global de los grupos de intervención y controles con excepción de 1 artículo. La mayoría de efectos secundarios fueron de leves a moderados y no hubo diferencias significativas entre los grupos. Discusión: no se evidenció un aumento significativo de la supervivencia global con la utilización de inmunoterapias, a excepción de la que emplea células asesinas inducidas por citocinas junto a células dendríticas. Sin embargo es necesario esperar resultados de estudios fase III en curso.

Efectividad del tratamiento inmunomodulador con leucocitos alogénicos, en aborto involuntario recurrente. Revisión sistemática y metaanálisis

Dentro del marco del aborto involuntario recurrente (AIR), se han propuesto causas autoinmunes y alogénicas, e implementación de terapias como la inmunización activa con leucocitos alogénicos de la pareja o de donantes. La evidencia disponible en cuanto a la efectividad de estos tratamientos es contradictoria, por lo que se desea realizar una revisión sistemática para evaluar la efectividad de la inmunización activa con leucocitos alogénicos de la pareja o de donantes para esta condición. Se realizó un estudio tipo revisión sistemática de la literatura, usando las siguientes bases de datos: Medline, Embase, Cochrane Library y Scielo. Se realizó una búsqueda a través del registro de ensayos clínicos del Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos (www.clinicaltrials.gov) y, una búsqueda manual a través de las referencias de los estudios seleccionados siguiendo la estrategia de bola de nieve. Se seleccionaron ensayos clínicos y estudios de cohorte analítica, en idioma inglés y español. Se realizó un análisis cuantitativo de la información por medio de un metaanálisis. El tratamiento inmunomodulador con linfocitos puede considerarse como una terapia efectiva para mantener la gestación y lograr recién nacido vivo según resultados estadísticos; sin embargo la calidad de los estudios incluidos es baja, por lo que no se aconseja para la práctica rutinaria. Se sugiere la realización de estudios con metodologías robustas y que apoyen los resultados presentados en esta investigación.

Neurokinin-B transcription in erythroid cells - Direct activation by the hematopoietic transcription factor GATA-1

The GATA family of transcription factors establishes genetic networks that control developmental processes including hematopoiesis, vasculogenesis, and cardiogenesis. We found that GATA-1 strongly activates transcription of the Tac-2 gene, which encodes proneurokinin-B, a precursor of neurokinin-B (NK-B). Neurokinins function through G protein-coupled transmembrane receptors to mediate diverse physiological responses including pain perception and the control of vascular tone. Whereas an elevated level of NK-B was implicated in pregnancy-associated pre-eclampsia ( Page, N. M., Woods, R. J., Gardiner, S. M., Lomthaisong, K., Gladwell, R. T., Butlin, D. J., Manyonda, I. T., and Lowry, P. J. ( 2000) Nature 405, 797 - 800), the regulation of NK-B synthesis and function are poorly understood. Tac-2 was expressed in normal murine erythroid cells and was induced upon ex vivo erythropoiesis. An estrogen receptor fusion to GATA-1 (ER-GATA-1) and endogenous GATA-1 both occupied a region of Tac-2 intron-7, which contains two conserved GATA motifs. Genetic complementation analysis in GATA-1-null G1E cells revealed that endogenous GATA-2 occupied the same region of intron-7, and expression of ER-GATA-1 displaced GATA-2 and activated Tac-2 transcription. Erythroid cells did not express neurokinin receptors, whereas aortic and yolk sac endothelial cells differentially expressed neurokinin receptor subtypes. Since NK-B induced cAMP accumulation in yolk sac endothelial cells, these results suggest a new mode of vascular regulation in which GATA-1 controls NK-B synthesis in erythroid cells.

Dietary synbiotics reduce cancer risk factors in polypectomized and colon cancer patients

Background: Animal studies suggest that prebiotics and probiotics exert protective effects against tumor development in the colon, but human data supporting this suggestion are weak. Objective: The objective was to verify whether the prebiotic concept (selective interaction with colonic flora of nondigested carbohydrates) as induced by a synbiotic preparation-oligofructose-enriched inulin (SYN1) + Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) and Bifidobacterium lactis Bb12 (BB12)-is able to reduce the risk of colon cancer in humans. Design: The 12-wk randomized, double-blind, placebo-controlled trial of a synbiotic food composed of the prebiotic SYN1 and probiotics LGG and BB12 was conducted in 37 colon cancer patients and 43 polypectomized patients. Fecal and blood samples were obtained before, during, and after the intervention, and colorectal biopsy samples were obtained before and after the intervention. The effect of synbiotic consumption on a battery of intermediate biomarkers for colon cancer was examined. Results: Synbiotic intervention resulted in significant changes in fecal flora: Bifidobacterium and Lactobacillus increased and Clostridium perfringens decreased. The intervention significantly reduced colorectal proliferation and the capacity of fecal water to induce necrosis in colonic cells and improve epithelial barrier function in polypectomized patients. Genotoxicity assays of colonic biopsy samples indicated a decreased exposure to genotoxins in polypectomized patients at the end of the intervention period. Synbiotic consumption prevented an increased secretion of interleukin 2 by peripheral blood mononuclear cells in the polypectomized patients and increased the production of interferon gamma in the cancer patients. Conclusions: Several colorectal cancer biomarkers can be altered favorably by synbiotic intervention.

Effect of polydextrose on intestinal microbes and immune functions in pigs

Dietary fibre has been proposed to decrease risk for colon cancer by altering the composition of intestinal microbes or their activity. In the present study, the changes in intestinal microbiota and its activity, and immunological characteristics, such as cyclo-oxygenase (COX)-2 gene expression in mucosa, in pigs fed with a high-energy-density diet, with and without supplementation of a soluble fibre (polydextrose; PDX) (30 g/d) were assessed in different intestinal compartments. PDX was gradually fermented throughout the intestine, and was still present in the distal colon. Irrespective of the diet throughout the intestine, of the four microbial groups determined by fluorescent in situ hybridisation, lactobacilli were found to be dominating, followed by clostridia and Bacteroides. Bifidobacteria represented a minority of the total intestinal microbiota. The numbers of bacteria increased approximately ten-fold from the distal small intestine to the distal colon. Concomitantly, also concentrations of SCFA and biogenic amines increased in the large intestine. In contrast, concentrations of luminal IgA decreased distally but the expression of mucosal COX-2 had a tendency to increase in the mucosa towards the distal colon. Addition of PDX to the diet significantly changed the fermentation endproducts, especially in the distal colon, whereas effects on bacteria] composition were rather minor. There was a reduction in concentrations of SCFA and tryptamine, and an increase in concentrations of spermidine in the colon upon PDX supplementation. Furthermore, PDX tended to decrease the expression of mucosal COX-2, therefore possibly reducing the risk of developing colon cancer-promoting conditions in the distal intestine.

Interaction of PPARG Pro12Ala with dietary fat influences plasma lipids in subjects at cardiometabolic risk

The PPARγ2 gene SNP Pro12Ala has shown variable association with metabolic syndrome traits in healthy subjects. We investigated the effect of interaction between genotype and the ratio of polyunsaturated:saturated (P:S) fatty acid intake on plasma lipids in 367 White subjects aged 30-70 y at increased cardiometabolic risk, in the RISCK study. Interaction was determined after habitual diet at recruitment, at baseline after a 4-week high-SFA (HS) diet and after 24-week reference (HS), high-MUFA (HM) and low-fat (LF) diets. At recruitment, there were no significant associations between genotype and plasma lipids, however, P:S x genotype interaction influenced plasma total cholesterol (TC) (P=0.02), LDL-cholesterol (LDL-C) (P=0.002) and triglyceride (TG) (P=0.02) concentrations. At P:S ratio ≤0.33, mean TC and LDL-C concentrations in Ala12 allele carriers were significantly higher than in non-carriers (respectively P=0.003; P=0.0001). Significant trends in reduction of plasma TC (P=0.02) and TG (P=0.002) concentrations occurred with increasing P:S (respectively ≤0.33 to >0.65 and 0.34 to >0.65) in Ala12 allele carriers. There were no significant differences between carriers and non-carriers after the 4-week HS diet or 24-week interventions. Plasma TC and TG concentrations in PPARG Ala12 allele carriers decrease as P:S increases, but are not dependent on a reduction in SFA intake.

Endurance training modulates lymphocyte function in rats with post-MI CHF

Purpose: Exercise training restores innate immune system cell function in post-myocardial infarction (post-MI) rats. However, studies of the involvement of lymphocyte (Ly) in the setting of the congestive heart failure (CHF) are few. To address this issue, we investigated the function of Ly obtained from cervical lymph nodes from post-MI CHF rats submitted to treadmill running training. Methods: Twenty-five male Wistar rats were randomly assigned to the following groups: rats submitted to ligation of the left coronary artery, which were sedentary (MI-S, N= 7, only limited activity) or trained (MI-T, N= 6, on a treadmill (0% grade at 13-20 m.m(-1)) for 60 min.d(-1), 5 d.wk(-1), for 8-10 wk); or sham-operated rats, which were sedentary (sham-S, N = 6) or trained (sham-T, N = 6). The incorporation of [2-C-14]-thymidine by Ly cultivated in the presence of concanavalin A (Con A) and lipopolysaccharide (LPS), cytokine production by Ly cultivated in the presence of phytohemagglutinin (PHA), and plasma concentration of glutamine were assessed in all groups, 48 h after the last exercise session. Results: Proliferative capacity was increased, following incubation with Con-A in the MI groups, when compared with the sham counterparts. When incubated in the presence of PHA, MI-S produced more IL-4 (96%) than sham-S (P < 0.001). The training protocol induced a 2.2-fold increase in the production of interleukin-2 (P < 0.001) of the cells obtained from the cervical lymph nodes of MI-T, compared with MI-S. Conclusion: The moderate endurance training protocol caused an increase in IL-2 production, and a trend toward the reversion of the Th-1/Th-2 imbalance associated with IL-4 production increased in the post-MI CHF animal model.

Crucial cytokine interactions in nitric oxide production induced by Mycoplasma arthritidis superantigen

Mycoplasma arthritidis causes autoimmune arthritis in rodents. It produces a superantigen (MAM) that simultaneously activates antigen presenting cells and T cells inducing nitric oxide and cytokine release. Nitric oxide is a key inducer and regulator of the immune system activation. Here, we investigated nitric oxide and cytokine production and interactions of these molecules in MAM-stimulated co-cultures of macrophages (J774A.1 cell line) with spleen lymphocytes. We found that: a) MAM-induced nitric oxide, interferon-gamma, membrane-associated tumor necrosis factor and interleukin-2 production in co-cultures of macrophages with lymphocytes from BALB/c and C3H/HePas but not from C57B1/6 mice; b) production of nitric oxide was dependent on interferon-gamma whereas that of interferon-gamma was dependent on interleukin-2 and membrane-associated tumor necrosis factor; c) these cytokines up regulated MAM-induced nitric oxide production. Unraveling the mechanisms of cell activation induced by MAM might be helpful to design strategies to prevent immune system activation by superantigens and therefore in seeking amelioration of associated immunopathologies. (C) 2008 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Expansion of CD4(+) CD25(+) Foxp3(+) T cells by bone marrow-derived dendritic cells

Dendritic cells (DCs) are the most important antigen-presenting cells of the immune system and have a crucial role in T-lymphocyte activation and adaptive immunity initiation. However, DCs have also been implicated in maintaining immunological tolerance. In this study, we evaluated changes in the CD4(+) CD25(+) Foxp3(+) T-cell population after co-culture of lymph node cells from BALB/c mice with syngeneic bone marrow-derived DCs. Our results showed an increase in CD4(+) CD25(+) Foxp3(+) T cells after co-culture which occurred regardless of the activation state of DCs and the presence of allogeneic apoptotic cells; however, it was greater when DCs were immature and were pulsed with the alloantigen. Interestingly, syngeneic apoptotic thymocytes were not as efficient as allogeneic apoptotic cells in expanding the CD4(+) CD25(+) Foxp3(+) T-cell population. In all experimental settings, DCs produced high amounts of transforming growth factor (TGF)-beta. The presence of allogeneic apoptotic cells induced interleukin (IL)-2 production in immature and mature DC cultures. This cytokine was also detected in the supernatants under all experimental conditions and enhanced when immature DCs were pulsed with the alloantigen. CD4(+) CD25(+) Foxp3(+) T-cell expansion during co-culture of lymph node cells with DCs strongly suggested that the presence of alloantigen enhanced the number of regulatory T cells (Tregs) in vitro. Our data also suggest a role for both TGF-beta and IL-2 in the augmentation of the CD4(+) CD25(+) Foxp3(+) population.

Mitochondrial ion transport pathways: Role in metabolic diseases

Mitochondria are the central coordinators of energy metabolism and alterations in their function and number have long been associated with metabolic disorders such as obesity, diabetes and hyperlipidemias. Since oxidative phosphorylation requires an electrochemical gradient across the inner mitochondrial membrane, ion channels in this membrane certainly must play an important role in the regulation of energy metabolism. However, in many experimental settings, the relationship between the activity of mitochondrial ion transport and metabolic disorders is still poorly understood. This review briefly summarizes some aspects of mitochondrial H(+) transport (promoted by uncoupling proteins, UCPs). Ca(2+) and K(+) uniporters which may be determinant in metabolic disorders. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Genotyping of Toxoplasma gondii strains isolated from dogs with neurological signs

From 111 dogs with neurological signs admitted in this research in a 22-month period, brain samples of 34 animals were inoculated in mice in order to isolate Toxoplasma gondii. From these 34 dogs, 9 strains of T. gondii were isolated and the genetic characterization performed by restriction analysis (RFLP) of the SAG-2 gene. RFLP analysis showed that four of them were classified as Type I, and five as Type Ill. The present report is the first description of genotyping of T. gondii isolated from brain samples of naturally infected dogs, in Brazil. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Isolation of Shiga toxigenic Escherichia coli from butcheries in Taquaritinga city, State of São Paulo, Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)