FAS is highly expressed in the germinal center but is not required for regulation of the B-cell response to antigen.

In establishing the memory B-cell population and maintaining self-tolerance during an immune response, apoptosis mediates the removal of early, low-affinity antibody-forming cells, unselected germinal center (GC) cells, and, potentially, self-reactive B cells. To address the role of the apoptosis-signaling cell surface molecule FAS in the B-cell response to antigen, we have examined the T-cell-dependent B-cell response to the carrier-conjugated hapten (4-hydroxy-3-nitrophenyl)acetyl (NP) in lpr mice in which the fas gene is mutated. High levels of FAS were expressed on normal GC B cells but the absence of FAS did not perturb the progressive decline in numbers of either GC B cells or extrafollicular antibody-forming cells. Furthermore, the rate of formation and eventual size of the NP-specific memory B-cell population in lpr mice were normal. The accumulation of cells with affinity-enhancing mutations and the appearance of high-affinity anti-NP IgG1 antibody in the serum were also normal in lpr mice. Thus, although high levels of FAS are expressed on GC B cells, FAS is not required for GC selection or for regulation of the major antigen-specific B-cell compartments. The results suggest that the size and composition of B-cell compartments in the humoral immune response are regulated by mechanisms that do not require FAS.

Endogenous Presentation of CD8+ T Cell Epitopes from Epstein-Barr Virus–encoded Nuclear Antigen 1

Epstein-Barr virus (EBV)-encoded nuclear antigen (EBNA)1 is thought to escape cytotoxic T lymphocyte (CTL) recognition through either self-inhibition of synthesis or by blockade of proteasomal degradation by the glycine-alanine repeat (GAr) domain. Here we show that EBNA1 has a remarkably varied cell type-dependent stability. However, these different degradation rates do not correspond to the level of major histocompatibility complex class I-restricted presentation of EBNA1 epitopes. In spite of the highly stable expression of EBNA1 in B cells, CTL epitopes derived from this protein are efficiently processed and presented to CD8(+) T cells. Furthermore, we show that EBV-infected B cells can readily activate EBNA1-specific memory T cell responses from healthy virus carriers. Functional assays revealed that processing of these EBNA1 epitopes is proteasome and transporter associated with antigen processing dependent. We also show that the endogenous presentation of these epitopes is dependent on the newly synthesized protein rather than the long-lived stable EBNA1. Based on these observations, we propose that defective ribosomal products, not the full-length antigen, are the primary source of endogenously processed CD8(+) T cell epitopes front EBNA1.

Decrease in Mycobacterium tuberculosis specific immune responses in patients with untreated psoriasis living in a tuberculosis endemic area

Tuberculosis has emerged as a major concern in patients with immuno-mediated diseases, including psoriasis, undergoing treatment with biologicals. However, it is not known whether the chronically activated immune system of psoriasis patients interferes with their Mycobacterium tuberculosis (Mtb)-specific immunity, especially in tuberculosis-endemic areas like Brazil. We evaluated T-cell responses to a Mtb lysate and to the recombinant Mtb proteins ESAT-6 and Ag85B of tuberculin skin test (TST) positive and TST negative patients with severe or mild/moderate, untreated psoriasis in three different assays: lymphocyte proliferation, enzyme immunoassay for interferon (IFN)-gamma and interleukin (IL)-10 production by peripheral blood mononuclear cells and overnight enzyme immunospot (ELISpot) for enumerating IFN-gamma-secreting cells. In our cohort, a low proportion (29%) of the severe psoriasis patients tested were TST-positive. IFN-gamma and IL-10 secretion and T-cell proliferation to Mtb antigens were reduced in TST-negative but not in TST-positive patients with severe psoriasis when compared to healthy controls with the same TST status. Similarly, severe psoriasis patients had decreased cytokine secretion and proliferative response to phytohemagglutinin. However, most psoriasis patients and healthy controls showed detectable numbers of IFN-gamma-secreting effector-memory T-cells in response to Mtb antigens by ELISpot. TST-negative, mild/moderate psoriasis patients had responses that were mostly intermediary between TST-negative controls and severe psoriasis patients. Thus, patients with severe psoriasis possess decreased anti-Mtb central memory T-cell responses, which may lead to false-negative results in the diagnosis of TB infection, but retain T-cell memory-effector activity against Mtb antigens. We hypothesize that the latter may confer some protection against tuberculosis reactivation.

Immunization of neonatal mice with LAMP/p55 HIV gag DNA elicits robust immune responses that last to adulthood

Successful T cell priming in early postnatal life that can generate effective long-lasting responses until adulthood is critical in HIV vaccination strategies because it prevents early sexual initiation and breastfeeding transmission of HIV. A chimeric DNA vaccine encoding p55 HIV gag associated with lysosome-associated membrane protein 1 (LAMP-1; which drives the antigen to the MIIC compartment), has been used to enhance cellular and humoral antigen-specific responses in adult mice and macaques. Herein, we investigated LAMP-1/gag vaccine immunogenicity in the neonatal period in mice and its ability to generate long-lasting effects. Neonatal vaccination with chimeric LAMP/gag generated stronger Gag-specific immune responses, as measured by the breadth of the Gag peptide-specific IFN-gamma, proliferative responsiveness, cytokine production and antibody production, all of which revealed activation of CD4+ T cells as well as the generation of a more robust CTL response compared to gag vaccine alone. To induce long-lived T and B cell memory responses, it was necessary to immunize neonates with the chimeric IAMP/gag DNA vaccine. The LAMP/gag DNA vaccine strategy could be particularly useful for generating an anti-HIV immune response in the early postnatal period capable of inducing long-term immunological memory. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Early loss of splenic Tfh cells in SIV-infected rhesus macaques

Early loss of splenic Tfh cells in SIV-infected rhesus macaques

Assessing ageing of individual T lymphocytes: mission impossible?

Effector T lymphocytes are the progeny of a limited number of antigen-specific precursor cells and it has been estimated that clonotypic human T cells may expand million fold on their way reaching high cell numbers that are sufficient for immune protection. Moreover, memory T cell responses are characterized by repetitive expansion of antigen-specific T cell clonotypes, and limitations in the proliferative capacity could lead to immune senescence. Because telomeres progressively shorten as a function of cell division, telomere length is a powerful indicator of the replicative in vivo history of human T lymphocytes. In this review, we summarize observations made over the last decade on telomere length dynamics of well-defined T cell populations derived from healthy donors and patients with infectious disease or cancer. We focus on T cell differentiation, T cell ageing, and natural and vaccine induced immune responses. We also discuss the scientific evidence for in vivo replicative senescence of antigen-specific T cells, and evaluate the available methods for measuring telomere lengths and telomerase activity, and their potential and limitations to increase our understanding of T cell physiology.

The changing preference of T and B cells for partners as T-dependent antibody responses develop.

Recirculating virgin CD4+ T cells spend their life migrating between the T zones of secondary lymphoid tissues where they screen the surface of interdigitating dendritic cells. T-cell priming starts when processed peptides or superantigen associated with class II MHC molecules are recognised. Those primed T cells that remain within the lymphoid tissue move to the outer T zone, where they interact with B cells that have taken up and processed antigen. Cognate interaction between these cells initiates immunoglobulin (Ig) class switch-recombination and proliferation of both B and T cells; much of this growth occurs outside the T zones B cells migrate to follicles, where they form germinal centres, and to extrafollicular sites of B-cell growth, where they differentiate into mainly short-lived plasma cells. T cells do not move to the extrafollicular foci, but to the follicles; there they proliferate and are subsequently involved in the selection of B cells that have mutated their Ig variable-region genes. During primary antibody responses T-cell proliferation in follicles produces many times the peak number of T cells found in that site: a substantial proportion of the CD4+ memory T-cell pool may originate from growth in follicles.

Methods for the ex vivo characterization of human CD8+ T subsets based on gene expression and replicative history analysis.

The generation of an antigen-specific T-lymphocyte response is a complex multi-step process. Upon T-cell receptor-mediated recognition of antigen presented by activated dendritic cells, naive T-lymphocytes enter a program of proliferation and differentiation, during the course of which they acquire effector functions and may ultimately become memory T-cells. A major goal of modern immunology is to precisely identify and characterize effector and memory T-cell subpopulations that may be most efficient in disease protection. Sensitive methods are required to address these questions in exceedingly low numbers of antigen-specific lymphocytes recovered from clinical samples, and not manipulated in vitro. We have developed new techniques to dissect immune responses against viral or tumor antigens. These allow the isolation of various subsets of antigen-specific T-cells (with major histocompatibility complex [MHC]-peptide multimers and five-color FACS sorting) and the monitoring of gene expression in individual cells (by five-cell reverse transcription-polymerase chain reaction [RT-PCR]). We can also follow their proliferative life history by flow-fluorescence in situ hybridization (FISH) analysis of average telomere length. Recently, using these tools, we have identified subpopulations of CD8+ T-lymphocytes with distinct proliferative history and partial effector-like properties. Our data suggest that these subsets descend from recently activated T-cells and are committed to become differentiated effector T-lymphocytes.

Assessing ageing of individual T lymphocytes: Mission impossible?

Effector T lymphocytes are the progeny of a limited number of antigen- specific precursor cells and it has been estimated that clonotypic human T cells may expand million fold on their way reaching high cell numbers that are sufficient for immune protection. Moreover, memory T cell responses are characterized by repetitive expansion of antigen-specific T cell clonotypes, and limitations in the proliferative capacity could lead to immune senescence. Because telomeres progressively shorten as a function of cell division, telomere length is a powerful indicator of the replicative in vivo history of human T lymphocytes. In this review, we summarize observations made over the last decade on telomere length dynamics of well-defined T cell populations derived from healthy donors and patients with infectious disease or cancer. We focus on T cell differentiation, T cell ageing, and natural and vaccine induced immune responses. We also discuss the scientific evidence for in vivo replicative senescence of antigen-specific T cells, and evaluate the available methods for measuring telomere lengths and telomerase activity, and their potential and limitations to increase our understanding of T cell physiology. (C) 2007 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Expression and function of interleukin-7 in secondary and tertiary lymphoid organs.

Interleukin-7 (IL-7) is known since many years as stromal-cell derived cytokine that plays a key role for the adaptive immune system. It promotes lymphocyte development in the bone marrow and thymus as well as naive and memory T cell homeostasis in the periphery. More recently, IL-7 reporter mice and other approaches have led to the further characterization of the various stromal cell sources of IL-7 in secondary lymphoid organs (SLO) and other tissues. We will review these advances along with a discussion of the regulation of IL-7 and its receptor, and compare the biological effects IL-7 has on adaptive as well as innate immune cells in SLO. Finally, we will review the role of IL-7 in development of SLO and tertiary lymphoid tissues that frequently are associated with sites of chronic inflammation.

Functional glycosylation of dystroglycan is crucial for thymocyte development in the mouse.

BACKGROUND: Alpha-dystroglycan (alpha-DG) is a cell surface receptor providing a molecular link between the extracellular matrix (ECM) and the actin-based cytoskeleton. During its biosynthesis, alpha-DG undergoes specific and unusual O-glycosylation crucial for its function as a high-affinity cellular receptor for ECM proteins. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: We report that expression of functionally glycosylated alpha-DG during thymic development is tightly regulated in developing T cells and largely confined to CD4(-)CD8(-) double negative (DN) thymocytes. Ablation of DG in T cells had no effect on proliferation, migration or effector function but did reduce the size of the thymus due to a significant loss in absolute numbers of thymocytes. While numbers of DN thymocytes appeared normal, a marked reduction in CD4(+)CD8(+) double positive (DP) thymocytes occurred. In the periphery mature naïve T cells deficient in DG showed both normal proliferation in response to allogeneic cells and normal migration, effector and memory T cell function when tested in acute infection of mice with either lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) or influenza virus. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: Our study demonstrates that DG function is modulated by glycosylation during T cell development in vivo and that DG is essential for normal development and differentiation of T cells.

Ex vivo characterization of human CD8+ T subsets with distinct replicative history and partial effector functions.

After antigenic challenge, naive T lymphocytes enter a program of proliferation and differentiation during the course of which they acquire effector functions and may ultimately become memory cells. In humans, the pathways of effector and memory T-cell differentiation remain poorly defined. Here we describe the properties of 2 CD8+ T-lymphocyte subsets, RA+CCR7-27+28+ and RA+CCR7-27+28-, in human peripheral blood. These cells display phenotypic and functional features that are intermediate between naive and effector T cells. Like naive T lymphocytes, both subsets show relatively long telomeres. However, unlike the naive population, these T cells exhibit reduced levels of T-cell receptor excision circles (TRECs), indicating they have undergone additional rounds of in vivo cell division. Furthermore, we show that they also share effector-type properties. At equivalent in vivo replicative history, the 2 subsets express high levels of Fas/CD95 and CD11a, as well as increasing levels of effector mediators such as granzyme B, perforin, interferon gamma, and tumor necrosis factor alpha. Both display partial ex vivo cytolytic activity and can be found among cytomegalovirus-specific cytolytic T cells. Taken together, our data point to the presence of T cells with intermediate effector-like functions and suggest that these subsets consist of T lymphocytes that are evolving toward a more differentiated effector or effector-memory stage.

Étude de l’activité de Staufen1 dans la régulation traductionnelle de certains ARNm

Le transport et la traduction localisée des ARN messagers sont observés chez plusieurs organismes et sont requis pour de multiples phénomènes tels la mémoire, la division cellulaire asymétrique et l’établissement des axes durant le développement. Staufen, une protéine liant l’ARN double-brin, a été identifié dans un premier temps chez la mouche à fruits Drosophila melanogaster. Il a été montré, chez cet organisme, que Staufen est requis pour la localisation des messagers bicoid et oskar aux pôles antérieur et postérieur de l’ovocyte, respectivement. Également, Staufen est requis afin que la répression traductionnelle du messager oskar soit levée une fois qu’il est bien localisé. Chez les mammifères, Stau1 est une protéine ubiquiste qui est présente dans des complexes prenant la forme de granules dans les dendrites des neurones. Également, Stau1 peut interagir de façon indépendante de l’ARN avec le ribosome et cofractionner tant avec la sous-unité 40S qu’avec la sous-unité 60S du ribosome dans un gradient de saccharose. L’implication de Stau1 dans un mécanisme permettant la dérépression traductionnelle de certains ARNm chez les mammifères était donc une voie d’investigation intéressante. Nous avons donc décidé de vérifier si Stau1 mammifère avait la capacité de stimuler la traduction d’un ARNm cellulaire via un mécanisme régulé. Au moment où cette thèse a été entreprise, aucun ARNm cellulaire lié par Stau1 n’avait été identifié chez les mammifères. Des structures d’ARN double-brin ont donc été employées afin de réprimer la traduction d’un ARNm rapporteur. C’est ainsi que nous avons montré que Stau1 peut stimuler la traduction d’un ARNm lorsqu’il lie celui-ci dans sa région 5’ non-traduite. Par la suite, en employant des micropuces d’ADN, nous avons identifié des messagers cellulaires dont la distribution dans les polysomes lourds est modifiée par Stau1. En effet, un groupe de messagers est enrichi dans les polysomes lourds suite à une surexpression de Stau1, ce qui suggère que Stau1 stimule la traduction de cette population d’ARNm. Afin d’identifier un mécanisme potentiel de régulation de l’activité traductionnelle de Stau1, nous nous sommes intéressés à la capacité d’auto-association de cette protéine. Nous avons montré que Stau1, tout comme plusieurs protéines liant l’ARN double-brin, est en mesure de s’associer à lui-même, et ce, d’une façon indépendante de l’ARN. Nous avons identifié les déterminants impliqués mettant ainsi au jour un nouveau mécanisme pouvant influencer les activités cellulaires de Stau1. Les résultats présentés dans cette thèse suggèrent donc que Stau1 est en mesure de stimuler la traduction d’une sous-population précise d’ARN messagers au sein de la cellule permettant ainsi de jeter un regard nouveau sur l’implication de cette protéine dans divers phénomènes au sein de l’organisme.

Étude de l’implication de la force du signal transmis par le récepteur des cellules T dans le développement et la survie des lymphocytes T mémoires

Suite à la rencontre d’un antigène (Ag) présenté à la surface des cellules présentatrice de l’Ag (CPA), les lymphocytes T naïfs, ayant un récepteur des cellules T (RCT) spécifique de l’Ag, vont proliférer et se différencier en LT effecteurs (1). Suite à l’élimination de l’Ag la majorité des LTe vont mourir par apoptose alors que les restants vont se différencier en LT mémoire (LTm) protégeant l’organisme à long terme. Les mécanismes qui permettent la différenciation des LTe en LTm sont encore inconnus. Pour comprendre comment les LTm CD8+ sont générés à partir des LTe, nous avons émis l’hypothèse que la densité de l’Ag présenté par les CPA peut avoir un impact sur la sélection des LT CD8+ répondant l’Ag à se différencier en LTm. De manière intéressante, nos résultats montrent qu’une immunisation avec des cellules dendritiques (DCs) exprimant un haut niveau de complexe CMH/peptide à sa surface permet le développement de LTm. À l’inverse, le développement des LTm est fortement réduit (10-20X) lorsque les souris sont immunisées avec des DCs exprimant un niveau faible de complexes CMH/peptide à leur surface. De plus, la quantité d’Ag n’a aucune influence ni sur l’expansion des LT CD8+ ni sur l’acquisition de leurs fonctions effectrices, mais affecte de manière critique la génération des LTm. Nos résultats suggèrent que le nombre de RCT engagé lors de la reconnaissance de l’Ag est important pour la formation des LTm. Pour cela nous avons observé par vidéo-microscopie le temps d’interaction entre des LTn et des DCs. Nos résultats montrent que le temps et la qualité de l’interaction sont dépendants de la densité d’Ag présenté par les DCs. Effectivement, nous observons une diminution dans le pourcentage de LT faisant une interaction prolongée avec les DCs quand le niveau d’Ag est faible. De plus, nous observons des variations de l’expression des facteurs de transcription clefs impliqués dans la différenciation des LTm tels qu’Eomes, Bcl-6 et Blimp-1. Par ailleurs, la densité d’Ag fait varier l’expression du Neuron-derived orphan nuclear receptor 1 (Nor-1). Nor-1 est impliqué dans la conversion de Bcl-2 en molécule pro-apoptotique et contribue à la mort par apoptose des LTe pendant la phase de contraction. Notre modèle propose que la densité de l’épitope contrôle la génération des CD8+ LTm. Une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la génération des LTm permettra le développement de meilleures stratégies pour la génération de vaccin. Dans un second temps, nous avons évalué le rôle du signal RCT dans l’homéostasie des LTm. Pour ce faire, nous avons utilisé un modèle de souris transgénique pour le RCT dont son expression peut être modulée par un traitement à la tétracycline. Ce système nous a permis d’abolir l’expression du RCT à la surface des LTm. De manière intéressante, en absence de RCT exprimé, les LTm CD8+ peuvent survivre à long terme dans l’organisme et rester fonctionnels. De plus, une sous population des LTm CD4+ a la capacité de survivre sans RCT exprimé dans un hôte lymphopénique alors que l’autre sous population nécessite l’expression du RCT.

Association entre les dérégulations des cellules dendritiques et les altérations des lymphocytes B présentes chez les patients infectés par le VIH

La dérégulation du compartiment B est une conséquence importante de l’infection par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), qui peut mener à des manifestations autoimmunes et ultimement à des lymphomes B. Parmi les premières anomalies détectées, on dénote l’activation polyclonale, reflétée par la présence d’hyperglobulinémie (hyper-Ig) et des titres élevés d’autoanticorps chez les patients. On observe également une altération des dynamiques des populations, notamment une expansion de la population des cellules matures activées. De plus, les patients évoluent vers l’incapacité de générer une réponse humorale efficace, et sont sujets à une perte de la mémoire immunologique en phase chronique, caractérisée par une diminution de la population des cellules mémoires et par l’épuisement cellulaire. Toutefois, on connaît très peu les mécanismes impliqués dans de telles altérations. Les cellules dendritiques (DC) sont parmi les premières populations cellulaires à rencontrer et à propager le VIH lors d’une infection, et s’en trouvent affectées directement et indirectement, par le virus et ses composantes. On retrouve en effet une diminution des fréquences de DC dans le sang, les muqueuses et les organes lymphoïdes de patients infectés par le VIH, ainsi qu’un blocage au niveau de la maturation cellulaire. Toutefois, un débat perdure quant à l’apparition de ces altérations durant la phase aigüe de l’infection, et à la restauration des fréquences et des fonctions des DC chez les patients sous traitement. Cette controverse est due à la rareté des études longitudinales incluant des suivis qui s’échelonnent de la phase aigüe à la phase chronique de l’infection. Les DC jouent un rôle important dans le développement, la survie et l’activation des lymphocytes B, de façon T-dépendante et T-indépendante, notamment via des facteurs de croissance tel que BLyS (B lymphocyte stimulator). Par conséquent, nous formulons l’hypothèse que dans le cadre d’une infection VIH, les altérations observées au niveau des cellules B sont modulées par les DC. L’objectif majeur de cette étude est donc d’évaluer l’implication potentielle des DC dans les altérations des cellules B au cours de l’infection par le VIH. Pour ce faire, nous avons d’abord caractérisé de façon longitudinale le statut des populations de DC du sang périphérique de patients infectés au VIH et présentant différents types de progression de la maladie. Cela nous a permis d’évaluer la présence d’une corrélation entre les dynamiques de DC et le type de progression. Par la suite, nous avons évalué la capacité des DC à exprimer BLyS, puis mesuré sa concentration ainsi que celles d’autres facteurs de croissance des cellules B dans le plasma des patients. Enfin, nous avons caractérisé le statut des lymphocytes B, en fonction du stade de l’infection et du taux de progression clinique des patients. Cette étude démontre une diminution de la fréquence des populations de DC myéloïdes (mDC) dans le sang de patients infectés par le VIH sujets à une progression clinique. Cette diminution est observée dès le stade aigu de l’infection et au-delà du traitement antirétroviral (ART). Des concentrations élevées de MCP-1 (monocyte chemotactic protein), MIP (macrophage inflammatory protein) -3α et MIP-3β suggèrent la possibilité d’un drainage vers des sites périphériques. Nous observons également des niveaux supérieurs à la normale de précurseurs CD11c+CD14+CD16- en phase chronique, possiblement liés à une tendence de régénération des DC. Les patients en phase chronique présentent de hautes concentrations plasmatiques de BLyS, reflétée par un haut taux d’expression de cette cytokine par les mDC et leurs précurseurs. Parallèlement, nous observons une expansion des cellules B matures activées ainsi que des taux élevés d’IgG et IgA dans le sang de ces patients. De plus, nous constatons l’expansion d’une population de cellules B qui présente à la fois des caractéristiques de cellules B immatures transitionnelles (TI, transitional immature), et de cellules B recirculantes activées de la zone marginale (MZ, marginal zone), considérées ici comme des «précurseurs/activées de la MZ». Cette étude démontre aussi, chez les progresseurs lents, une meilleure préservation du compartiment des DC du sang périphérique, accompagnée d’une augmentation de précurseurs des DC de phénotype CD11c+CD14+CD16+, ainsi que des concentrations plasmatiques et niveaux d’expression normaux de BLyS. Conséquemment, nous n’avons pas observé d’augmentation des cellules B matures activées et des cellules B précurseurs/activées de la MZ. Toutefois, la fréquence des cellules B matures de la MZ est diminuée, reflétant possiblement leur recrutement vers des sites périphériques et leur contribution à un mécanisme actif de contrôle de la progression de la maladie. L’ensemble de ce travail suggère que dans le cadre d’une infection au VIH, les altérations observées au niveau des DC modulent les anomalies des cellules B. Par conséquent, le maintien de l’équilibre des fonctions DC, notamment les fonctions noninflammatoires, pourrait avoir un impact important dans la prévention de la progression de maladies associées aux altérations du compartiment des cellules B.