Adaptation to Abundant Low Quality Food Improves the Ability to Compete for Limited Rich Food in Drosophila melanogaster.

The rate of food consumption is a major factor affecting success in scramble competition for a limited amount of easy-to-find food. Accordingly, several studies report positive genetic correlations between larval competitive ability and feeding rate in Drosophila; both become enhanced in populations evolving under larval crowding. Here, we report the experimental evolution of enhanced competitive ability in populations of D. melanogaster previously maintained for 84 generations at low density on an extremely poor larval food. In contrast to previous studies, greater competitive ability was not associated with the evolution of higher feeding rate; if anything, the correlation between the two traits across lines tended to be negative. Thus, enhanced competitive ability may be favored by nutritional stress even when competition is not intense, and competitive ability may be decoupled from the rate of food consumption.

WNT Signaling in Drosophila Neuromuscular Junctions

The Wnt -Wingless (Wg) in Drosophila- signaling is an evolutionary conserved, fundamental signal transduction pathway in animals, having a crucial role in early developmental processes. In the adult animal the Wnt cascade is mainly shut off; aberrant activation leads to cancer. One physiological exception in the adult animal is the activation of Wnt signaling in the nervous system. In the present work, we investigated Wg signaling in the Drosophila neuromuscular junctions (NMJs). The fly NMJs closely resemble the glutamatergic synapses in the mammalian central nervous system and serves as a model system to investigate the mechanism of synapse formation and stability. We demonstrate that the trimeric G-protein Go has a fundamental role in the presynaptic cell in the NMJ. It is implicated in the presynaptic Wg pathway, acting downstream of the ligand Wg and its receptor Frizzled2 (Fz2). Furthermore, we prove that the presynaptic Wg-Fz2-Gαo pathway is essential for correct NMJ formation. The neuronal protein Ankyrin2 (Ank2) localizes to the NMJ and has so far been considered to be a static player in NMJ formation, linking the plasma membrane to the cytoskeleton. We identify Ank2 as a direct target of Gαo. The physical and genetic interaction of Gαo with Ank2 represents a novel branch of the presynaptic Wg pathway, regulating the microtubule cytoskeleton in NMJ formation, jointly with the previously established Futsch-dependent branch, which controls microtubule stability downstream of the kinase Sgg (the homolog of GSK3ß). We moreover demonstrate that the Gαo-Ankyrin interaction to regulate the cytoskeleton is conserved in mammalian neuronal cells. Our findings therefore provide a novel, universally valid regulation of the cytoskeleton in the nervous system. Aberrant inactivation of the neuronal Wnt pathway is believed to be involved in the pathogenesis of the Aß peptide in Alzheimer's disease (AD). We modeled AD in Drosophila by expressing Aß42 in the nervous system and in the eye. Neuronal expression drastically shortens the life span of the flies. We prove that this effect depends on the expression specifically in glutamatergic neurons. However, Aß42 does not induce any morphological changes in the NMJ; therefore this synapse is not suitable to study the mechanism of Aß42 induced neurotoxicity. We furthermore demonstrate that genetic activation of the Wnt pathway does not rescue the Aß42 induced phenotypes - in opposition to the dominating view in the field. These results advice caution when interpreting data on the potential interaction of Wnt signaling and AD in other models. -- La voie de signalisation Wnt (Wingless (Wg) chez la drosophile) est conservée dans l'évolution et fondamentale pour le développement des animaux. Cette signalisation est normalement inactive chez l'animal adulte; une activation anormale peut provoquer le cancer. Or, ceci n'est pas le cas dans le système nerveux des adultes. La présente thèse avait pour but d'analyser le rôle de la voie de signalisation Wingless dans la plaque motrice de Drosophila melanogaster. En effet, cette plaque ressemble fortement aux synapses glutaminergiques du système nerveux central des mammifères et procure ainsi un bon modèle pour l'étude des mécanismes impliqués dans la formation et la stabilisation des synapses. Nos résultats montrent que la protéine trimérique Go joue un rôle fondamental dans la fonction de la cellule présynaptique de la plaque motrice. Go est en effet impliqué dans la voie de signalisation Wg, opérant en aval du ligand Wg et de son récepteur Frizzled2. Nous avons pu démontrer que cette voie de signalisation Wg-Fz2-Gαo est essentielle pour le bon développement et le fonctionnement de la plaque motrice. Fait intéressant, nous avons montré que la protéine neuronale Ankyrin2 (Ank2), qui est connue pour jouer un rôle statique en liant la membrane plasmique au cytosquelette dans la plaque motrice, est une cible directe de Gαo. L'interaction physique et génétique entre Gαo et Ank2 constitue ainsi une bifurcation de la voie de signalisation présynaptique Wg. Cette voie régule le cytosquelette des microtubules en coopération avec la branche liée à la protéine Futsch. Cette protéine est l'homologue de la protéine liant les microtubules MAP1B des mammifères et contrôle la stabilité des microtubules opérant en aval de la kinase Sgg (l'homologue de GSK3ß). De plus, la régulation du cytosquelette par l'interaction entre Gαo et Ankyrin est conservée chez les mammifères. Dans leur ensemble, nos résultats ont permis d'identifier un nouveau mode de régulation du cytosquelette dans le système nerveux, probablement valable de manière universelle. La voie de signalisation Wnt est soupçonnée d'être impliquée dans la toxicité provoquée par le peptide Aß dans le cadre de la maladie d'Alzheimer. Nous avons tenté de modéliser la maladie chez la drosophile en exprimant Aß42 spécifiquement dans le cerveau. Cette expérience a montré que l'expression neuronale d'Aß42 réduit la durée de vie des mouches de manière significative par un mécanisme impliquant les cellules glutamatergiques. Par contre, aucune modification morphologique n'est provoquée par Aß42 dans les plaques motrices glutamatergiques. Ces résultats montrent que ce modèle de Drosophile n'est pas adéquat pour l'étude de la maladie d'Alzheimer. De plus, l'activation génétique de la voie de signalisation Wg n'a pas réussi à restaurer les phénotypes de survie ou ceux des yeux causés par Aß42. Ces résultats indiquent que l'implication de la voie de signalisation Wg dans la maladie d'Alzheimer doit être considérée avec prudence.

Immunization with HIV Gag targeted to dendritic cells followed by recombinant New York vaccinia virus induces robust T-cell immunity in nonhuman primates.

Protein vaccines, if rendered immunogenic, would facilitate vaccine development against HIV and other pathogens. We compared in nonhuman primates (NHPs) immune responses to HIV Gag p24 within 3G9 antibody to DEC205 ("DEC-HIV Gag p24"), an uptake receptor on dendritic cells, to nontargeted protein, with or without poly ICLC, a synthetic double stranded RNA, as adjuvant. Priming s.c. with 60 μg of both HIV Gag p24 vaccines elicited potent CD4(+) T cells secreting IL-2, IFN-γ, and TNF-α, which also proliferated. The responses increased with each of three immunizations and recognized multiple Gag peptides. DEC-HIV Gag p24 showed better cross-priming for CD8(+) T cells, whereas the avidity of anti-Gag antibodies was ∼10-fold higher with nontargeted Gag 24 protein. For both protein vaccines, poly ICLC was essential for T- and B-cell immunity. To determine whether adaptive responses could be further enhanced, animals were boosted with New York vaccinia virus (NYVAC)-HIV Gag/Pol/Nef. Gag-specific CD4(+) and CD8(+) T-cell responses increased markedly after priming with both protein vaccines and poly ICLC. These data reveal qualitative differences in antibody and T-cell responses to DEC-HIV Gag p24 and Gag p24 protein and show that prime boost with protein and adjuvant followed by NYVAC elicits potent cellular immunity.

Crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of Drosophila melanogaster Gαo-subunit of heterotrimeric G protein in complex with the RGS domain of CG5036.

Regulator of G-protein signalling (RGS) proteins negatively regulate heterotrimeric G-protein signalling through their conserved RGS domains. RGS domains act as GTPase-activating proteins, accelerating the GTP hydrolysis rate of the activated form of Gα-subunits. Although omnipresent in eukaryotes, RGS proteins have not been adequately analysed in non-mammalian organisms. The Drosophila melanogaster Gαo-subunit and the RGS domain of its interacting partner CG5036 have been overproduced and purified; the crystallization of the complex of the two proteins using PEG 4000 as a crystallizing agent and preliminary X-ray crystallographic analysis are reported. Diffraction data were collected to 2.0 Å resolution using a synchrotron-radiation source.

Adjuvants that improve the ratio of antigen-specific effector to regulatory T cells enhance tumor immunity.

Antitumor immunity is strongly influenced by the balance of tumor antigen-specific effector and regulatory T cells. However, the impact that vaccine adjuvants have in regulating the balance of antigen-specific T cell populations is not well understood. We found that antigen-specific T regulatory cells (Treg) were induced following subcutaneous vaccination with either OVA or melanoma-derived peptides, with a restricted expansion of effector T cells. Addition of the adjuvants CpG-ODN or Poly(I:C) preferentially amplified effector T cells over Tregs, dramatically increasing the antigen-specific T effector:Treg ratios and inducing polyfunctional effector cells. In contrast, two other adjuvants, imiquimod and Quil A saponin, favored an expansion of antigen-specific Tregs and failed to increase effector T cell:Treg ratios. Following therapeutic vaccination of tumor-bearing mice, high ratios of tumor-specific effector T cells:Tregs in draining lymph nodes were associated with enhanced CD8+ T cell infiltration at the tumor site and a durable rejection of tumors. Vaccine formulations of peptide+CpG-ODN or Poly(I:C) induced selective production of pro-inflammatory Type I cytokines early after vaccination. This environment promoted CD8+ and CD4+ effector T cell expansion over that of antigen-specific Tregs, tipping the effector T cell to Treg balance to favor effector cells. Our findings advance understanding of the influence of different adjuvants on T cell populations, facilitating the rational design of more effective cancer vaccines.

Role of hepatitis C virus genotype 3 in liver fibrosis progression : a systematic review and meta-analysis ; et, Impact of nurse vaccination program on hepatitis B immunity in a Swiss HIV clinic

Rôle du génotype 3 du virus de l'hépatite C dans la progression de la fibrose hépatique, une revue systématique avec méta-analyse. On estime à 170 millions le nombre de personnes atteintes d'hépatite C chronique dans le monde. La principale conséquence de cette maladie est la fibrose du foie, qui évolue plus ou moins rapidement, pour aboutir au développement d'une cirrhose et/ou d'un hépatocarcinome. Certains des facteurs accélérateurs de la fibrose, comme l'âge avancé au moment de l'infection, le sexe masculin, la consommation d'alcool, sont bien connus. On a longtemps considéré que les six différents génotypes viraux n'influençaient pas la progression de la fibrose. Des études récentes ont cependant suggéré que certains génotypes, en particulier ie génotype 3, pouvaient entraîner une fibrose plus rapide. Le but de ce travail de thèse était de déterminer à l'aide d'une méta-analyse le rôle du génotype viral dans la progression de la fibrose dans l'infection chronique au virus de l'hépatite C. Les études ont été sélectionnées dans la littérature médicale à partir d'une série de mots-clés. Le degré de fibrose a été estimé par biopsie, en utilisant le score Metavir. Deux types d'études ont décrits de manière différente la durée d'infection. Les premières ont calculé la progression de la fibrose depuis le moment estimée de l'infection (« études avec une biopsie »), les secondes ont exprimés cette durée comme étant l'intervalle entre deux biopsies (« études avec deux biopsies »). L'analyse a permis d'identifier 8 études avec une biopsie pour un collectif total de 3182 patients ainsi que 8 études avec deux biopsies pour un collectif de 896 patients. Dans une méta-analyse de type « random effect », le rapport de cote pour l'association du génotype 3 avec une fibrose accélérée est de 1.52 (95% IC 1.12-2.07, p=0.007) pour les études à une biopsie. Pour les études à deux biopsies, le rapport de cote pour cette association est de 1.37 (95% IC 0.87-2.17, P=0.17). Cette étude montre que les patients avec une hépatite C chronique due au génotype 3 ont une progression de fibrose plus rapide que ceux qui sont infectés par les autres génotypes. Alors que la méta-analyse des études avec une biopsie est clairement significative, celle des études avec deux biopsies est au-dessous du seuil de significativité. Les études à deux biopsies peuvent être limitées par plusieurs facteurs, comprenant un « biais d'indication » (seuls les patients évoluant rapidement vers la cirrhose ont plus de risque d'avoir une deuxième biopsie), une durée d'observation très courte (5 années comparée à 13 années pour les études à 2 biopsies), et un nombre de patient limité (896 pour le études à 2 biopsies comparé à 3182 pour les études à 1 biopsie). Impact d'un programme de vaccination sur l'immunité contre l'hépatite Β dans une clinique suisse du VIH Le virus de l'hépatite Β cause une infection aigûe dont la symptomatologie varie d'une présentation subclinique à une progression fulminante. Dans une minorité de cas, l'infection aigiie est suivie d'une infection chronique pouvant évoluer vers une cirrhose hépatique et/ou un hépatocarcinome. La prévalence de l'hépatite Β aiguë et chronique chez les personnes vivant avec le virus d'immunodéficience humaine (VIH) est supérieure à celle de la population générale. Par ailleurs la co-infection avec le virus du VIH entraine une progression plus rapide de l'hépatite B. Dès lors, l'immunité pour le virus de l'hépatite Β représente un facteur primordial de prévention dans la population infectée par le virus de l'HIV. Bien que l'administration d'un vaccin contre l'hépatite Β soit particulièrement recommandée chez tous les individus infectés par le VIH, la couverture vaccinale dans cette population est souvent insuffisante. Le but de cette étude était de déterminer l'état d'immunisation contre le virus de l'hépatite Β dans la population infectée par le VIH de la cohorte Suisse HIV et d'analyser l'efficacité d'un programme de vaccination administré par le personnel soignant. L'immunité avant et après intervention dans notre centre a été comparée aux autres centres de la cohorte HIV en Suisse. L'immunité pour le centre d'intervention a passé de 32% avant intervention à 76% après intervention alors que pour les autres centres, l'immunité n'a progressé que de 33% à 39% dans le même laps de temps (n=2712, P=0.001). Cette étude montre qu'un contrôle systématique de l'immunité par du personnel soignant augmente de manière significative l'immunité pour le vaccin de l'hépatite Β dans la population HIV.

The role of the NKG2D receptor for tumor immunity.

Natural killer (NK) cells have originally been identified based on their capacity to kill transformed cells in a seemingly non-specific fashion. Over the last 15 years, knowledge on receptor ligand systems used by NK cells to specifically detect transformed cells has been accumulating rapidly. One of these receptor ligand systems, the NKG2D pathway, has received particular attention, and now serves as a paradigm for how the immune system is able to gather information about the health status of autologous host cells. In addition to its significance on NK cells, NKG2D, as well as other NK cell receptors, play significant roles on T cells. This review aims at summarizing recent insights into the regulation of NKG2D function, the control over NKG2D ligand expression and the role of NKG2D in tumor immunity. Finally, we will discuss first attempts to exploit NKG2D function to improve immunity to tumors.

Regulation of protective immunity against Leishmania major in mice.

Resolution of lesions induced by Leishmania major in mice results from the development of Th1 responses. Cytokines produced by Th1 cells activate macrophages to a parasiticidal state. The development of Th2 responses in mice from a few strains underlies susceptibility to infection. Cytokines produced by Th2 cells exacerbate the development of lesions because of their deactivating properties for macrophages. This murine model of infection has provided significant insight into the mechanisms intrinsic to the differentiation of disparate CD4+ T cell subsets in vivo in animals from different genetic backgrounds.

Combination of lentivector immunization and low-dose chemotherapy or PD-1/PD-L1 blocking primes self-reactive T cells and induces anti-tumor immunity.

In the last two decades, anti-cancer vaccines have yielded disappointing clinical results despite the fact that high numbers of self/tumor-specific T cells can be elicited in immunized patients. Understanding the reasons behind this lack of efficacy is critical in order to design better treatment regimes. Recombinant lentivectors (rLVs) have been successfully used to induce antigen-specific T cells to foreign or mutated tumor antigens. Here, we show that rLV expressing a murine nonmutated self/tumor antigen efficiently primes large numbers of self/tumor-specific CD8(+) T cells. In spite of the large number of tumor-specific T cells, however, no anti-tumor activity could be measured in a therapeutic setting, in mice vaccinated with rLV. Accumulating evidence shows that, in the presence of malignancies, inhibition of T-cell activity may predominate overstimulation. Analysis of tumor-infiltrating lymphocytes revealed that specific anti-tumor CD8(+) T cells fail to produce cytokines and express high levels of inhibitory receptors such as programmed death (PD)-1. Association of active immunization with chemotherapy or antibodies that block inhibitory pathways often leads to better anti-tumor effects. We show here that combining rLV vaccination with either cyclophosphamide or PD-1 and PD-L1 blocking antibodies enhances rLV vaccination efficacy and improves anti-tumor immunity.

Effects of gastric bypass and gastric banding on glucose kinetics and gut hormone release

Rapport de Synthèse : Introduction : outre son effet bénéfique sur le poids, la chirurgie bariatrique améliore de façon considérable l'homéostasie glucide chez les patients diabétiques. Cette amélioration survient très tôt dans la période post-opératoire, avant que le poids ne soit réduit de manière importante. De plus, les interventions chirurgicales qui "court-circuitent" une partie de l'intestin grêle, telle que le by-pass gastrique, apparaissent être plus efficaces que les interventions purement restrictives, telles que le cerclage gastrique. Objectifs : cette étude a pour but d'étudier la cinétique du glucose et la sécrétion d'hormones gastro-intestinales, consécutive à l'ingestion d'une dose charge de glucose, chez des patients opérés d'un by-pass ou d'un cerclage gastrique. Méthodes : nous avons comparé des groupes de femmes non diabétiques ayant bénéficié d'un by-pass gastrique (BPG, n=8) ou d'un cerclage gastrique (CG, n=6) à un groupe de femmes contrôles d'âge et de poids appariées n'ayant subi aucune intervention bariatrique (C, n=8). L'étude a été réalisée alors que le poids des volontaires était stable, soit entre 9 et 48 mois après le BPG, et 25 à 85 mois après le CG. Nous avons étudié, pendant les 4 heures qui ont suivies l'ingestion d'une dose charge de glucose; la cinétique du glucose ingéré et du glucose total à l'aide d'un glucose radio-activement marqué, ainsi que la cinétique de l'insuline et de différentes hormones gastro-intestinales. Résultats : l'apparition du glucose exogène dans la circulation systémique est plus rapide chez les patients opérés d'un BPG et s'accompagne d'une hyperglycémie postprandiale plus brève. La réponse insulinique est également plus précoce et plus importante que dans les deux autres groupes. S'agissant des hormones gastro-intestinales, on observe dans la période postprandiale une augmentation de PYY et de GLP-1 et une suppression de la grehline significativement plus importante après BPG. Discussion : ces différentes observations suggèrent que le BPG est associé à de profonds changements de la cinétique du glucose et des altérations de la régulation d'hormones gastro-intestinales. Les modifications susmentionnées apparaissant être secondaires aux modifications anatomiques consécutives au BPG, i.e. la mise "hors-circuit" de l'estomac distal et de l'intestin grêle proximal, compte tenu du fait qu'elles ne sont pas observées après CG. Finalement, la stimulation de PYY et de GLP-1 ainsi que la suppression postprandiale plus importante de ghréline est compatible avec la diminution spontanée de la prise alimentaire observée chez les patients opérés d'un BPG.

Genital Chlamydia trachomatis: understanding the roles of innate and adaptive immunity in vaccine research.

Chlamydia trachomatis is the leading cause of bacterial sexually transmitted disease worldwide, and despite significant advances in chlamydial research, a prophylactic vaccine has yet to be developed. This Gram-negative obligate intracellular bacterium, which often causes asymptomatic infection, may cause pelvic inflammatory disease (PID), ectopic pregnancies, scarring of the fallopian tubes, miscarriage, and infertility when left untreated. In the genital tract, Chlamydia trachomatis infects primarily epithelial cells and requires Th1 immunity for optimal clearance. This review first focuses on the immune cells important in a chlamydial infection. Second, we summarize the research and challenges associated with developing a chlamydial vaccine that elicits a protective Th1-mediated immune response without inducing adverse immunopathologies.

Short- and long-term changes in chromosomal inversion polymorphism and global warming: Drosophila subobscura from the Balkans

The chromosomal inversion polymorphism of Drosophila subobscura is adaptive to environmental changes. The population of Petnica, Serbia, was chosen to analyze short- and long-term changes in this polymorphism. Short-term changes were studied in the samples collected in May, June, and August of 1995. The inversion polymorphism varied over these months, although various interpretations are possible. To analyze long-term changes, samples obtained in May 1995 and May 2010 were compared. The frequency of the 'cold' adapted inversions (Ast, Jst, Ust, Est, and Ost) decreased and that of the 'warm' adapted inversions (A2, J1, U1+2, and O3+4) increased, from 1995 to 2010. These changes are consistent with the general increase in temperature recorded in Petnica for the same period. Finally, the possible response of chromosomal polymorphism to global warming was analyzed at the regional level (Balkan peninsula). This polymorphism depends on the ecological conditions of the populations, and the changes observed appear to be consistent with global warming expectations. Natural selection seems to be the main mechanism responsible for the evolution of this chromosomal polymorphism.

Short- and long-term changes in chromosomal inversion polymorphism and global warming: Drosophila subobscura from the Balkans

The chromosomal inversion polymorphism of Drosophila subobscura is adaptive to environmental changes. The population of Petnica, Serbia, was chosen to analyze short- and long-term changes in this polymorphism. Short-term changes were studied in the samples collected in May, June, and August of 1995. The inversion polymorphism varied over these months, although various interpretations are possible. To analyze long-term changes, samples obtained in May 1995 and May 2010 were compared. The frequency of the 'cold' adapted inversions (Ast, Jst, Ust, Est, and Ost) decreased and that of the 'warm' adapted inversions (A2, J1, U1+2, and O3+4) increased, from 1995 to 2010. These changes are consistent with the general increase in temperature recorded in Petnica for the same period. Finally, the possible response of chromosomal polymorphism to global warming was analyzed at the regional level (Balkan peninsula). This polymorphism depends on the ecological conditions of the populations, and the changes observed appear to be consistent with global warming expectations. Natural selection seems to be the main mechanism responsible for the evolution of this chromosomal polymorphism.

Activation of the NLRP3 inflammasome in dendritic cells induces IL-1beta-dependent adaptive immunity against tumors.

The therapeutic efficacy of anticancer chemotherapies may depend on dendritic cells (DCs), which present antigens from dying cancer cells to prime tumor-specific interferon-gamma (IFN-gamma)-producing T lymphocytes. Here we show that dying tumor cells release ATP, which then acts on P2X(7) purinergic receptors from DCs and triggers the NOD-like receptor family, pyrin domain containing-3 protein (NLRP3)-dependent caspase-1 activation complex ('inflammasome'), allowing for the secretion of interleukin-1beta (IL-1beta). The priming of IFN-gamma-producing CD8+ T cells by dying tumor cells fails in the absence of a functional IL-1 receptor 1 and in Nlpr3-deficient (Nlrp3(-/-)) or caspase-1-deficient (Casp-1(-/-)) mice unless exogenous IL-1beta is provided. Accordingly, anticancer chemotherapy turned out to be inefficient against tumors established in purinergic receptor P2rx7(-/-) or Nlrp3(-/-) or Casp1(-/-) hosts. Anthracycline-treated individuals with breast cancer carrying a loss-of-function allele of P2RX7 developed metastatic disease more rapidly than individuals bearing the normal allele. These results indicate that the NLRP3 inflammasome links the innate and adaptive immune responses against dying tumor cells.