Expression des SOCS-1 et SOCS-3 par les lymphocytes T humains en réponse à des cytokines immuno-modulatrices

Les cytokines jouent un rôle fondamental dans la régulation des processus biologiques via la cascade de signalisation JAK-STAT. Les « Suppressors of Cytokine Signalling » (SOCS), protéines intracellulaires, inhibent la voie JAK-STAT. Plusieurs études supportent leur implication dans des maladies immunitaires, mais peu d’informations sont disponibles sur leur expression par les lymphocytes T humains. Nous postulons que les cytokines Interféron-β(IFN-β) et Interleukine-27 (IL-27), dotées d’un potentiel immuno-régulateur, ont des rôles bénéfiques via l’induction des SOCS. L’impact de l’IFN-β et l’IL-27 sur l’expression des SOCS-1 et SOCS-3 par des cellules T CD8 et CD4 humaines a été étudié en utilisant des cellules sanguines de donneurs sains. L’expression de ces régulateurs a été évaluée aux niveaux de l’ARNm par qRT-PCR et protéique par immunocytochimie. Les SOCS-1 et SOCS-3 ont été rapidement induits en ARNm dans les deux types cellulaires en réponse à l’IFN-β ou l’IL-27 et une augmentation de l’expression a été confirmée au niveau protéique. Afin de mimer les thérapies à base d’IFN-β, les cellules T ont été exposées chroniquement à l’IFN-β. Après chaque ajout de cytokine les cellules T ont augmenté l’expression du SOCS-1, sans moduler le SOCS-3. L’IL-27 a induit les SOCS-1 et SOCS-3 préférentiellement dans les cellules T CD8 ; ceci corrèle avec des résultats du laboratoire démontrant une plus petite expression des récepteurs à l’IL-27 par les lymphocytes T CD4 que les CD8. Notre projet a permis d’élucider l’expression des SOCS dans deux populations de cellules T et de clarifier les mécanismes d’actions de l’IFN-β et l’IL-27.

Immuno-oncology of human prostate cancer : phenotypical characterization and study of the tumor-derived, androgen-regulated immunosuppressive microenvironment

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes canadiens et la troisième cause de décès relié au cancer. Lorsque diagnostiqué à un stade précoce de la maladie, le cancer de la prostate est traité de manière curative par chirurgie et radiothérapie. Par contre, les thérapies actuelles ne peuvent éradiquer la maladie lorsqu’elle progresse à des stades avancés. Ces thérapies, comme la chimiothérapie et l’hormonothérapie, demeurent donc palliatives. Il est primordial d’optimiser de nouvelles thérapies visant l’élimination des cellules cancéreuses chez les patients atteints des stades avancés de la maladie. Une de ces nouvelles options thérapeutiques est l’immunothérapie. L’immunothérapie du cancer a fait des progrès considérables durant les dernières années. Cependant, les avancements encourageants obtenus lors d’essais précliniques ne se sont pas encore traduits en des résultats cliniques significatifs. En ce qui concerne le cancer de la prostate, les résultats négligeables suivants des interventions immunothérapeutiques peuvent être causés par le fait que la plupart des études sur le microenvironnement immunologique furent effectuées chez des modèles animaux. De plus la majorité des études sur l’immunologie tumorale humaine furent effectuées chez des patients atteints d’autres cancers, tels que le mélanome, et non chez les patients atteints du cancer de la prostate. Donc, le but central de cette thèse de doctorat est d’étudier le microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate afin de mieux définir les impacts de la tumeur sur le développement de la réponse immunitaire antitumorale. Pour réaliser ce projet, nous avons établi deux principaux objectifs de travail : (i) la caractérisation précise des populations des cellules immunitaires infiltrant la tumeur primaire et les ganglions métastatiques chez les patients atteints du cancer de la prostate; (ii) l’identification et l’étude des mécanismes immunosuppressifs exprimés par les cellules cancéreuses de la prostate. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que la progression du cancer de la prostate est associée au développement d’un microenvironnement immunosuppressif qui, en partie, est régulé par la présence des androgènes. L’étude initiale avait comme but la caractérisation du microenvironnement immunologique des ganglions drainant la tumeur chez des patients du cancer de la prostate. Les résultats présentés dans le chapitre III nous a permis de démontrer que les ganglions métastatiques comportent des signes cellulaires et histopathologiques associés à une faible réactivité immunologique. Cette immunosuppression ganglionnaire semble dépendre de la présence des cellules métastatiques puisque des différences immunologiques notables existent entre les ganglions non-métastatiques et métastatiques chez un même patient. La progression du cancer de la prostate semble donc associée au développement d’une immunosuppression affectant les ganglions drainant la tumeur primaire. Par la suite, nous nous sommes intéressés à l’impact de la thérapie par déplétion des androgènes (TDA) sur le microenvironnement immunologique de la tumeur primaire. La TDA est associée à une augmentation marquée de l’inflammation prostatique. De plus, les protocoles d’immunothérapies pour le cancer de la prostate actuellement évalués en phase clinique sont dirigés aux patients hormonoréfractaires ayant subi et échoué la thérapie. Cependant, peu d’information existe sur la nature de l’infiltrat de cellules immunes chez les patients castrés. Il est donc essentiel de connaître la nature de cet infiltrat afin de savoir si celui-ci peut répondre de manière favorable à une intervention immunothérapeutique. Dans le chapitre IV, je présente les résultats sur l’abondance des cellules immunes infiltrant la tumeur primaire suivant la TDA. Chez les patients castrés, les densités de lymphocytes T CD3+ et CD8+ ainsi que des macrophages CD68+ sont plus importantes que chez les patients contrôles. Nous avons également observé une corrélation entre la densité de cellules NK et une diminution du risque de progression de la maladie (rechute biochimique). Inversement, une forte infiltration de macrophages est associée à un plus haut risque de progression. Conjointement, durant cette étude, nous avons développé une nouvelle approche informatisée permettant la standardisation de la quantification de l’infiltrat de cellules immunes dans les échantillons pathologiques. Cette approche facilitera la comparaison d’études indépendantes sur la densité de l’infiltrat immun. Ces résultats nous ont donc permis de confirmer que les effets pro-inflammatoires de la TDA chez les patients du cancer de la prostate ciblaient spécifiquement les lymphocytes T et les macrophages. L’hypothèse intéressante découlant de cette étude est que les androgènes pourraient réguler l’expression de mécanismes immunosuppressifs dans la tumeur primaire. Dans le chapitre V, nous avons donc étudié l’expression de mécanismes immunosuppressifs par les cellules cancéreuses du cancer de la prostate ainsi que leur régulation par les androgènes. Notre analyse démontre que les androgènes augmentent l’expression de molécules à propriétés immunosuppressives telles que l’arginase I et l’arginase II. Cette surexpression dépend de l’activité du récepteur aux androgènes. Chez les patients castrés, l’expression de l’arginase II était diminuée suggérant une régulation androgénique in vivo. Nous avons observé que l’arginase I et l’arginase II participent à la prolifération des cellules du cancer de la prostate ainsi qu’à leur potentiel immunosuppressif. Finalement, nous avons découvert que l’expression de l’interleukin-8 était aussi régulée par les androgènes. De plus, l’interleukin-8, indépendamment des androgènes, augmente l’expression de l’arginase II. Ces résultats confirment que les androgènes participent au développement d’une microenvironnement immunosuppressif dans le cancer de la prostate en régulant l’expression de l’arginase I, l’arginase II et l’interleukin-8. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse témoignent du caractère unique du microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate. Nos travaux ont également permis d’établir de nouvelles techniques basées sur des logiciels d’analyse d’image afin de mieux comprendre le dialogue entre la tumeur et le système immunitaire chez les patients. Approfondir les connaissances sur les mécanismes de régulation du microenvironnement immunologique chez les patients atteint du cancer de la prostate permettra d’optimiser des immunothérapies mieux adaptées à éradiquer cette maladie.

Contrôle de la réponse immunitaire par l’indoleamine 2,3-dioxygénase : étude de la régulation d’une molécule immuno-suppressive dans les cellules cancéreuses et les lymphocytes B chez l’humain

Le système immunitaire se doit d’être étroitement régulé afin d’éviter que des réponses immunologiques inappropriées ou de trop forte intensité ne surviennent. Ainsi, différents mécanismes permettent de maintenir une tolérance périphérique, mais aussi d’atténuer la réponse lorsque celle-ci n’est plus nécessaire. De tels mécanismes sont cependant aussi exploités par les tumeurs, qui peuvent ainsi échapper à une attaque par le système immunitaire et donc poursuivre leur progression. Ces mécanismes immunosuppresseurs nuisent non seulement à la réponse naturelle contre les cellules tumorales, mais font aussi obstacle aux tentatives de manipulation clinique de l’immunité visant à générer une réponse anti-tumorale par l’immunothérapie. L’un des mécanismes par lesquels les tumeurs s’évadent du système immunitaire est l’expression d’enzymes responsables du métabolisme des acides aminés dont l’une des principales est l’indoleamine 2,3-dioxygénase (IDO). Cette dernière dégrade le tryptophane et diminue ainsi sa disponibilité dans le microenvironnement tumoral, ce qui engendre des effets négatifs sur la prolifération, les fonctions et la survie des lymphocytes T qui y sont présents. Bien que la régulation de l’expression de cette enzyme ait été largement étudiée chez certaines cellules présentatrices d’antigènes, dont les macrophages et les cellules dendritiques, peu est encore connu sur sa régulation dans les cellules tumorales humaines. Nous avons posé l’hypothèse que différents facteurs produits par les cellules immunitaires infiltrant les tumeurs (TIIC) régulent l’expression de l’IDO dans les cellules tumorales. Nous avons effectivement démontré qu’une expression de l’IDO est induite chez les cellules tumorales humaines, suite à une interaction avec des TIIC. Cette induction indépendante du contact cellulaire résulte principalement de l’interféron-gamma (IFN-g) produit par les lymphocytes T activés, mais est régulée à la baisse par l’interleukine (IL)-13. De plus, la fludarabine utilisée comme agent chimiothérapeutique inhibe l’induction de l’IDO chez les cellules tumorales en réponse aux lymphocytes T activés. Cette observation pourrait avoir des conséquences importantes en clinique sachant qu’une forte proportion d’échantillons cliniques provenant de tumeurs humaines exprime l’IDO. Enfin, les lymphocytes B, qui sont retrouvés également dans certaines tumeurs et qui interagissent étroitement avec les lymphocytes T, sont aussi susceptibles à une induction transcriptionnelle et traductionnelle de l’IDO. Cette enzyme est cependant produite sous une forme inactive dans les lymphocytes B, ce qui rend peu probable l’utilisation de l’IDO par les lymphocytes B comme mécanisme pour freiner la réponse immunitaire. Nos travaux apportent des informations importantes quant à la régulation de l’expression de la molécule immunosuppressive IDO dans les cellules cancéreuses. Ils démontrent que l’expression de l’IDO est influencée par la nature des cytokines présentes dans le microenvironnement tumoral. De plus son expression est inhibée par la fludarabine, un agent utilisé pour le traitement de certains cancers. Ces données devraient être prises en considération dans la planification de futurs essais immunothérapeutiques, et pourraient avoir un impact sur les réponses cliniques anti-tumorales.

Influence des facteurs immuno-modulateurs d'origine placentaire sur la différenciation et la maturation des cellules dendritiques plasmacytoïdes

Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) sont des cellules dendritiques spécialisées, aussi connues sous le nom de cellules productrices d’interféron-α (IFN-α). Les pDC jouent un rôle essentiel dans l’induction de la réponse immunitaire antivirale, en reconnaissant les antigènes viraux via les Toll-like receptors (TLR) 7 et 9. Toutefois, les pDC du sang de cordon sont incapables de produire de l’IFN-α en réponse à une stimulation du TLR9, mais leur maturation en cellules présentatrices d’antigènes est normale. Dans le cadre de ce travail, nous nous sommes intéressés aux effets des facteurs immuno-régulateurs sécrétés par le placenta sur la différenciation et la fonction des pDC. Nous avons analysé l’effet, seules ou en combinaison, de la progestérone (PG), de l'interleukine (IL)-10 et du tumor growth factor (TGF)-β sur la différenciation et la fonction des pDC. Nous démontrons qu’à des niveaux supra-physiologiques ces trois facteurs modulent la différenciation et la production d’IFN-α des pDC. À des niveaux observés dans le sang de cordon, ces facteurs ont peu d’impact sur les pDC lorsque utilisés individuellement. Toutefois lorsque utilisés en combinaison, ils diminuent la production d’IFN-α. Nous avons aussi démontré que la PG, l’IL-10 et le TGF-β n’induisent pas l’expression des micro-ARN 146a et 155 par les pDC. Finalement nous démontrons que les niveaux de ces molécules sont plus élevés dans le sang de cordon que dans le sang d’adulte. Nos résultats révèlent le rôle important des facteurs immuno-régulateurs sécrétés par le placenta sur la fonction des pDC et en conséquence, sur la réponse immunitaire fœtale et néonatale.

Apolipoprotein E enrichment of immuno-separated chylomicron and chylomicron remnants following saturated fatty acids

Aim: We examined the effect of meat fatty acids on lipid and apolipoprotein concentrations of very low density lipoprotein (VLDL) and chylomicron/chylomicron remnants in lipid fractions with a Svedberg flotation rate (S-f) 60-400 and S-f 20-60. Methods and results: Six healthy middle-aged men received in random order mixed meals enriched with saturated (SFA), polyunsaturated (PUFA) or monounsaturated (MUFA) fatty acids on 3 occasions. VLDL and chylomicron/chylomicron remnants in the lipid fractions were separated by immunoaffinity chromatography against apo B-100. In the S-f 60-400 chylomicron/chylomicron remnants, triacylglycerol and cholesterol concentrations were significantly tower following PUFA compared with SFA and MUFA (P <= 0.05). Apolipoprotein (apo) E responses were significantly higher after SFA in chylomicron/chylomicron remnants and VLDL compared with PUFA and MUFA (P < 0.007). However, apo B responses (particle number) were higher following MUFA than SFA (P = 0.039 for chylomicron/chylomicron remnants). Composition of the chylomicron/chylomicron remnants (expressed per particle) revealed differences in their triacylglycerol and apo E contents; in the Sf 60-400 fraction, SFA-rich chylomicron/chylomicron remnants contained significantly more triacylglycerol than MUFA (P = 0.028), more apo E than PUFA- and MUFA-rich particles (P < 0.05) and in the S-f 20-60 fraction, more apo E than MUFA (P = 0.009). Conclusion: There are specific differences in the composition of chylomicron/ chylomicron remnants formed after saturated compared with unsaturated fatty acid-rich meals which could determine their metabolic fate in the circulation and subsequent atherogenicity. (C) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

In situ localization associates biologically active plant natriuretic peptide immuno-analogues with conductive tissue and stomata

Plant natriuretic peptide immuno-analogues (irPNP) have previously been shown to affect a number of biological processes including stomatal guard cell movements, ion fluxes and osmoticum-dependent water transport. Tissue printing and immunofluorescent labelling techniques have been used here to study the tissue and cellular localization of irPNP in ivy (Hedera helix L.) and potato (Solanum tuberosum L.). Polyclonal antibodies active against human atrial natriuretic peptide (anti-hANP) and antibodies against irPNP from potato (anti-StPNP) were used for immunolabelling. Tissue prints revealed that immunoreactants are concentrated in vascular tissues of leaves, petioles and stems. Phloem-associated cells, xylem cells and parenchymatic xylem cells showed the strongest immunoreaction. Immunofluorescent microscopy with fluorescein isothiocyanate (FITC)-conjugated goat anti-rabbit IgG supported this finding and, furthermore, revealed strong labelling to stomatal guard cells and the adjacent apoplastic space as well. Biologically active immunoreactants were also detected in xylem exudates of a soft South African perennial forest sage (Plectranthus ciliatus E. Mey ex Benth.) thus strengthening the evidence for a systemic role of the protein. In summary, in situ cellular localization is consistent with physiological responses elicited by irPNPs reported previously and is indicative of a systemic role in plant homeostasis.

Monitoring of immune responses to a herbal immuno-modulator in patients with advanced colorectal cancer.

Many herbal medicines are widely used as immuno-modulators in Asian countries. Ganoderma lucidum (Lingzhi) is one of the most commonly used herbs in Asia and preclinical studies have established that the polysaccharide fractions of G. lucidum have potent immuno-modulating effects. However, clinical evidence for this is scanty. The present open-labeled study aimed to evaluate the effects of G. lucidum polysaccharides on selected immune functions in patients with advanced colorectal cancer. Forty-seven patients were enrolled and treated with oral G. lucidum at 5.4 g/day for 12 weeks. Selected immune parameters were monitored using various immunological methods throughout the study. In 41 assessable cancer patients, treatment with G. lucidum tended to increase mitogenic reactivity to phytohemagglutinin, counts of CD3, CD4, CD8 and CD56 lymphocytes, plasma concentrations of interleukin (IL)-2, IL-6 and interferon (IFN)-γ, and NK activity, whereas plasma concentrations of IL-1 and tumor necrosis factor (TNF)-α were decreased. For all of these parameters, no statistical significance was observed when a comparison was conducted between baseline and those values after a 12-week treatment with G. lucidum. The changes of IL-1 were correlated with those for IL-6, IFN-γ, CD3, CD4, CD8 and NK activity (p < 0.05) and IL-2 changes were correlated with those for IL-6, CD8 and NK activity. The results indicate that G. lucidum may have potential immuno-modulating effect in patients with advanced colorectal cancer. Further studies are needed to explore the benefits and safety of G. lucidum in cancer patients.

Vitamin D: status, supplementation and immuno-modulation

Numerous studies have shown suboptimal vitamin D status in populations at high geographical latitudes, owing to a reduced capacity to synthesise vitamin D, especially during wintertime. Vitamin D supplementation has been shown to be effective at maintaining adequate vitamin D status throughout the year in these countries. Classically reported to play a central role in bone health, vitamin D has more recently been shown to modulate immune function by promoting an anti-inflammatory response, which may be related to onset or progression of autoimmune inflammatory disorders. One such condition is multiple sclerosis (MS). There is an increasing incidence of MS with increasing latitude, with higher prevalence reported in countries further away from the equator, where vitamin D synthesis is inadequate. Vitamin D has been shown to have positive effects on the animal model of MS, experimental autoimmune encephalomyelitis. However, there have been few human intervention studies to investigate the effect of vitamin D supplementation on symptoms of MS or indeed of other autoimmune disorders. Further research is required to examine the potential beneficial role of vitamin D in MS to ultimately determine the optimal vitamin D status required to alleviate symptoms and possibly prevent this and other chronic diseases.

Ultramorphology and histochemistry of fat body cells from last Instar larval of the Pachycondyla (=Neoponera) villosa (Fabricius) (Formicidae: Ponerinae)

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

Phenotypic alterations of neuropeptide Y and calcitonin gene-related peptide-containing neurons innervating the rat temporomandibular joint during carrageenan-induced arthritis

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

Histology and histochemistry of the ventriculus of Dolichoderus (=Monacis) bispinosus (OLIVIER, 1792) (Hymenoptera : Formicidae)

In this study we histologically and histochemically describe the ventriculus of Dolichoderus bispinosus. The epithelium consists of two basic cell types, highly basophilic generative cells, and digestive cells. The latter present several cytoplasmic vesicles. rich in acidic and neutral polysaccharides, and basic proteins. Also, these. cells exhibit an apocrine secretion pattern. A mass of fibrous material is observed on the surface of the epithelium. Finally, we discuss the results obtained. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Ultra-structure and histochemistry of digestive cells of Podisus nigrispinus (Hemiptera: Pentatomidae) fed with prey reared on bt-cotton

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Histology and Histochemistry of the Stomach Epithelium of Pachycondyla (= Neoponera) villosa (Formicidae: Ponerinae)

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