The Independence of CXCR4’s Pathways, Gαi and β-Arrestin2, and Their Modulation by AMD3100 and TC14012

CXCR4, a chemokine receptor involved in metastasis and homing of hematopoietic stem cells, signals through two major pathways: Gαi and β-arrestin2. β-arrestin2 terminates G-protein signaling and targets the receptor to endocytosis. This project proposed to study the effect of a previously described set of CXCR4 mutants on both these signaling pathways, as well as their localization. These mutants were assayed by different Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET) systems. Using these systems, we confirmed that N119S is a constitutively active mutant (CAM), spontaneously activating Gαi. As well, we found that R134A is a constitutively inactive mutant (CIM), devoided of G-protein signaling, but spontaneously recruiting β-arrestin2. In addition, we studied the dependency of β-arrestin2 recruitment on the Gαi activity. By targeting R134A and N119S with pertussis toxin, an inhibitor of the Gαi activation, we showed efficient blocking of the Gαi pathway, while maintaining the constitutive recruitment of β-arrestin2. This demonstrated that for CXCR4, β-arrestin2 recruitment is independent of the Gαi pathway. Finally, two synthetic ligands of CXCR4, AMD3100 and TC14012 were tested for their ability to recruit β-arrestin2. AMD3100 is a clinically approved drug used for stem cell transplantation, with considerable side effects. We found it to be an antagonist on both Gαi and β-arrestin2 recruitment. On the other hand, TC14012 was found to be an inverse agonist on Gαi and an antagonist on β-arrestin2 recruitment. Based on this finding, it would be preferable to use of TC14012 as it will further reduce any basal Gαi activity, without affecting β-arrestin2 recruitment. These results support the development of TC14012 for stem cell mobilization trials.

Immunorégulation de la réaction du greffon contre l'hôte (GvHD) dans un modèle murin xénogénique : le rôle des immunoglobulines intraveineuses (IVIG)

La réaction du greffon contre l’hôte (GvHD) est une complication majeure de la transplantation de cellules souches hématopoïétiques (HSCT). Les traitements de prophylaxie contre le développement de la GvHD reposent essentiellement sur l’utilisation d’agents immunosuppresseurs, ce qui contribue à ralentir la reconstitution immunitaire post-greffe et à prolonger la durée de l’état immunosupprimé des patients. Le développement de prophylaxie pour la GvHD à base d’agents immunomodulateurs est ainsi privilégié. À l’aide d’un modèle murin xénogénique chez les souris NOD/scid-IL2rγ-/- (NSG), on a étudié le potentiel immunomodulateur des immunoglobulines intraveineuses (IVIG) dans la prévention de la GvHD, ainsi que leurs effets sur la qualité et la cinétique de la reconstitution immunitaire. On a déterminé qu’un traitement hebdomadaire d’IVIG peut effectivement réduire l’incidence de la GvHD, ainsi que la mortalité qui y est reliée, avec une efficacité similaire à celle obtenue avec la cyclosporine A, un immunosuppresseur couramment utilisé dans la prophylaxie de la GvHD. Par ailleurs, on a déterminé que le mécanisme d’action des IVIG dans la réduction de la GvHD est distinct de celui des immunosuppresseurs. De plus, on a démontré que les IVIG induisent l’expansion et l’activation des cellules NK présentes au sein du greffon, lesquelles sont nécessaires pour l’obtention de l’effet protecteur des IVIG contre le développement de la GvHD, et sont dépendantes de la présence de lymphocytes T activés. Grâce à un modèle murin humanisé, on a également démontré que le traitement hebdomadaire d’IVIG induit un délai transitoire de la reconstitution humorale, ce qui n’affecte toutefois pas la qualité globale de la reconstitution immunitaire. Ces résultats mettent cependant en doute la pertinence de l’utilisation des IVIG dans les protocoles cliniques de prophylaxie de la GvHD, puisque les immunosuppresseurs seront toujours utilisés, et qu’on a démontré que les IVIG ont besoin de lymphocytes T activés afin de prévenir efficacement le développement de la GvHD.

Les immunoglobulines intraveineuses et la réponse spécifique des cellules T dans la prévention de la maladie lymphoproliférative post-greffe associée au virus Epstein-Barr chez les enfants greffés de cellules souches hématopoïétiques.

La maladie lymphoproliférative post-greffe (MLP) est une complication grave chez les greffés (d’organes solides ou de cellules souches hématopoïétiques) immunosupprimés suite à l'infection par le virus Epstein-Barr (VEB). En l’absence d'une réponse efficace des lymphocytes T cytotoxiques, les cellules B infectées par le VEB peuvent proliférer et donner lieu à la MLP. Dans le cas des receveurs de greffe immunosupprimés, les cellules B infectées par le VEB de façon lytique, produisent activement de nouveaux virions. Ces derniers infectent les cellules B voisines, entraînant leur expansion polyclonale. La gp350, une protéine du cycle lytique située dans l'enveloppe virale, joue un rôle important dans l'infection par le VEB. Elle interagit avec le récepteur CD21 exprimée à la surface des cellules B pour permettre l’entrée du virus. Ainsi, des anticorps neutralisants anti-gp350 sont considérés être des acteurs clés dans le blocage de l'infection, empêchant ainsi le développement de la MLP. L'effet protecteur des immunoglobulines intraveineuses (IgIV) à titre prophylactique contre le VEB et la MLP chez les greffés de cellules souches hématopoïétiques n’est pas clairement démontré. Par conséquent, le premier objectif de cette thèse a proposé d'évaluer l'efficacité des IgIV contre l'infection par le VEB et la MLP chez les receveurs de cellules souches hématopoïétiques. Le deuxième objectif a proposé de déterminer, en utilisant la technique ELISpot, si la présence d'une réponse forte des lymphocytes T contre l'antigène précoce BMLF1 du cycle lytique du VEB pourrait constituer un marqueur de protection contre la MLP chez les greffés de cellules souches hématopoïétiques. Les résultats ont montré d'une part que, si les IgIV peuvent neutraliser efficacement l'infection par le VEB in vitro, ils ne protègent pas efficacement les patients greffés contre l'infection par le VEB in vivo. D'autre part, l'étude de la réponse des lymphocytes T contre des antigènes du VEB a démontré que les cellules T de certains patients sont capables de reconnaître l'antigène lytique BMLF1. Cette réponse spécifique des lymphocytes T peut s’avérer un bon marqueur de la protection contre la MLP. Les résultats de cette thèse démontrent que l’infection lytique au VEB joue un rôle fondamental dans le développement de la MLP. Les données indiquent également que la présence d'une réponse spécifique des lymphocytes T contre un antigène du cycle lytique du VEB peut constituer un bon marqueur de la protection contre la MLP. Cependant, le traitement des patients recevant des greffes de cellules souches hématopoïétiques avec les IgIV n’apparaît pas efficace dans la prévention de la MLP.

Mécanismes d'action des cellules stromales mésenchymateuses dans le traitement de la réaction du greffon contre l'hôte

La maladie du greffon contre l’hôte (GvHD) est un effet secondaire sérieux de la transplantation de cellules souches hématopoïétiques (HSCT). Cette maladie entraine une haute mortalité et ses symptômes sont dévastateurs. Les traitements actuels de la GvHD comportent plusieurs produits, tels les corticostéroïdes, mais ces derniers sont immunosuppresseurs et leurs effets secondaires sont aussi très dommageables pour les patients et leur guérison. Les cellules stromales mésenchymateuses (MSC) représentent une alternative ou une addition potentielle de traitement pour la GvHD et ces cellules ne semblent pas posséder les effets secondaires des traitements classiques. Un nombre important d’études cliniques faisant l’objet des MSC ont été enregistrées. Malgré cet engouement, le mécanisme de leur immunomodulation reste encore à élucider. Notre objectif est donc de mieux définir ce mécanisme. Nous avons utilisé un modèle simplifié pour simuler la GvHD in vitro. Ce modèle se base sur la stimulation de lymphocytes CD4+ par des cellules dendritiques allogéniques. La mesure de la prolifération de ces cellules stimulées sert d’indicateur de leur réactivité. Selon les résultats obtenus par la technologie CRISPR de génie génétique, les MSC exerceraient leur immunosuppression sur les cellules T CD4+ principalement par la sécrétion de l’enzyme IDO1. Les MSC seraient également capables d’induire certaines cellules CD4+ en cellules régulatrices, un processus indépendant de la sécrétion d’IDO1. Toutefois, ces cellules ne semblent pas correspondre aux cellules Treg conventionnelles.

La experiencia de los receptores en el trasplante de órganos y tejidos

El trasplante de órganos y/o tejidos es considerado como una opción terapéutica viable para el tratamiento tanto de enfermedades crónicas o en estadios terminales, como de afectaciones no vitales, pero que generen una disminución en la calidad de vida percibida por el paciente. Este procedimiento, de carácter multidimensional, está compuesto por 3 actores principales: el donante, el órgano/tejido, y el receptor. Si bien un porcentaje significativo de investigaciones y planes de intervención han girado en torno a la dimensión biológica del trasplante, y a la promoción de la donación; el interés por la experiencia psicosocial y la calidad de vida de los receptores en este proceso ha aumentado durante la última década. En relación con esto, la presente monografía se plantea como objetivo general la exploración de la experiencia y los significados construidos por los pacientes trasplantados, a través de una revisión sistemática de la literatura sobre esta temática. Para ello, se plantearon unos objetivos específicos derivados del general, se seleccionaron términos o palabras claves por cada uno de estos, y se realizó una búsqueda en 5 bases de datos para revistas indexadas: Ebsco Host (Academic Search; y Psychology and Behavioral Sciences Collection); Proquest; Pubmed; y Science Direct. A partir de los resultados, se establece que si bien la vivencia de los receptores ha comenzado a ser investigada, aún es necesaria una mayor exploración sobre la experiencia de estos pacientes; exploración que carecería de objetivo si no se hiciera a través de las narrativas o testimonios de los mismos receptores

Differentiation status of limbal epithelial cells cultured on intact and denuded amniotic membrane before and after air-lifting

We have investigated differences in bovine limbal epithelial cell differentiation when expanded upon intact (amniotic epithelial cells and basement membrane remaining) and denuded human amniotic membrane, a commonly used substrate in ophthalmic surgery for corneal stem cell transplantation. Ex vivo expansion of the epithelial cells, in supplemented media, continued for 2 weeks followed by 1 week under ‘air-lifting’ conditions. Before and after air-lifting the differentiated (K3/K12 positive) and undifferentiated (K14 positive) cells were quantified by immunohistochemistry, Western blotting and quantitative PCR. Limbal epithelial cells expanded upon amniotic membrane formed 4-6 stratified layers, both on intact and denuded amniotic membrane. On denuded amniotic membrane the proportion of differentiated cells remained unaltered following airlifting. Within cells grown on intact amniotic membrane, however, the number of differentiated cells increased significantly following air-lifting. These results have important implications for both basic and clinical research. Firstly, they show that bovine limbal epithelia can be used as an alternative source of cells for basic research investigating ex vivo limbal stem cells expansion. Secondly, these findings serve as a warning to clinicians that the affect of amniotic membrane on transplantable cells is not fully understood; the use of intact or denuded amniotic membrane can produce different results in terms of the amount of differentiation, once cells are exposed to the air.

The mechanical properties of amniotic membrane influence its effect as a biomaterial for ocular surface repair

The human amniotic membrane (AM) is a tissue of fetal origin and has proven to be clinically useful as a biomaterial in the management of various ocular surface disorders including corneal stem cell transplantation. However, its success rate displays a degree of clinical unpredictability. We suggest that the measured variability inAMstiffness offers an explanation for the poor clinical reproducibility when it is used as a substrate for stem cell expansion and transplantation. Corneal epithelial stem cells were expanded upon AM samples possessing different mechanical stiffness. To investigate further the importance of biological substrate stiffness on cell phenotype we replaced AM with type I collagen gels of known stiffness. Substrate stiffness was measured using shear rheometry and surface topography was characterized using scanning electron microscopy and atomic force microscopy. The differentiation status of epithelial cells was examined using RT-PCR, immunohistochemistry and Western blotting. The level of corneal stem cell differentiation was increased in cells expanded upon AM with a high dynamic elastic shear modulus and cell expansion on type I collagen gels confirmed that the level of corneal epithelial stem cell differentiation was related to the substrate’s mechanical properties. In this paper we provide evidence to show that the preparatory method of AM for clinical use can affect its mechanical properties and that these measured differences can influence the level of differentiation within expanded corneal epithelial stem cells.

Cutpoint selection for discretizing a continuous covariate for generalized estimating equations

We consider consider the problem of dichotomizing a continuous covariate when performing a regression analysis based on a generalized estimation approach. The problem involves estimation of the cutpoint for the covariate and testing the hypothesis that the binary covariate constructed from the continuous covariate has a significant impact on the outcome. Due to the multiple testing used to find the optimal cutpoint, we need to make an adjustment to the usual significance test to preserve the type-I error rates. We illustrate the techniques on one data set of patients given unrelated hematopoietic stem cell transplantation. Here the question is whether the CD34 cell dose given to patient affects the outcome of the transplant and what is the smallest cell dose which is needed for good outcomes. (C) 2010 Elsevier BM. All rights reserved.

Avaliação do valor prognóstico da detecção do status quimérico de pacientes após o transplante alogênico de células progenitoras hematopoéticas

Este trabalho teve por objetivo correlacionar o status quimérico de pacientes pós -TCPH alogênico com parâmetros clínicos, para avaliar o valor preditivo dos achados laboratorias de quimerismo. Amostras de sangue de 98 pacientes (67 em seguimento e 31 novos casos) foram submetidas à análise do status quimérico pós-TCPH. Os locianalisados por biologia molecular foram CS1PO, TPOX, F13A1, FESFPS, HUMTH01, VWA, SE33, HUMARA, HUMD21S11 e Amelogenina. Precocidade da evidência laboratorial de quimerismo misto (QM), em relação ao aparecimento dos sintomas clínicos de recaída, foi observada em 9 dos 12 pacientes nas LA, ou seja, nesses casos, a primeira manifestação de QM foi detectada pelo exame laboratorial antes de qualquer evidência citológica ou clínica de recaída. em todos eles, houve uma mudança terapêutica relacionada com esse momento do aparecimento do QM. em 100% dos pacientes com QM na LMC, a detecção do quimerismo pelo exame laboratorial foi anterior a qualquer evidência citológica ou clínica de recaída. de uma maneira geral, o exame laboratorial da avaliação do status quimérico pós-TCPH alogênico pela análise dos locihipervariáveis do genoma, mostrou ser um exame sensível, com detecção de até 1% de QM e precoce, visto que, muitas vezes, foi a primeira manifestação de doença residual antes de qualquer evidência citológica ou clínica da mesma. A associação da existência de QM e a recaída clínica e/ou óbito fica mais evidente nos casos de LA do que nos casos de LMC e AAS.

Methylation status of the SOCS 1 and JUNB genes in chronic myeloid leukemia patients

Alteração no padrão de metilação gênica pode contribuir para a progressão da leucemia mielóide crônica (LMC). Neste estudo, o padrão de metilação no exon 2 do gene SOCS- 1 e região promotora de ambos SOCS- 1 e JUNB foram avaliadas em pacientes com LMC. O padrão de metilação desses genes foi analisado usando a técnicamethylation- specific polymerase chain reaction (MSP) em 30 amostras de pacientes com LMC, 30 amostras desses mesmos pacientes após transplante de medula óssea (TMO) e 30 amostras controle de indivíduos saudáveis. As amostras de pacientes com LMC apresentaram o seguinte padrão de metilação: gene JUNB (3.3%), região promotora do gene SOCS- 1 (6.6%) e exon2 do gene SOCS- 1 (46.6%). Amostras dos indivíduos saudáveis apresentaram metilação somente no exon 2 do gene SOCS- 1 (10%, P = 0.002). Após o transplante, os pacientes apresentaram alterações no padrão de metilação da região promotora do gene SOCS- 1 (6.6%), no exon2 do gene SOCS- 1 (46.6%) e na região promotora do gene JUNB (16.6%). Metilação das regiões promotoras dos genes SOCS- 1 e JUNB não é um evento frequente em LMC. em contraste, metilação no exon 2 do gene SOCS- 1 apresenta- se como um evento frequente, suscetível a alterações no padrão de metilação após TMO.

O transplante de células-tronco hematopoéticas como opção no tratamento de doenças não hematológicas

Nesta revisão são abordadas as doenças em que existem dados e perspectivas do uso de transplante de células-tronco hematopoéticas em suas diversas modalidades. São apresentados também os aspectos referentes aos regimes de condicionamento empregados, e sua relação com toxicidade e taxa de mortalidade ligadas ao transplante. São apresentadas as doenças autoimunes e particularizados dados específicos do lúpus eritematoso sistêmico, esclerose sistêmica e esclerose múltipla e diabetes mellitus tipo 1. A base do procedimento nas doenças autoimunes é a reprogramação imunológica. Aparentemente o procedimento tem sua indicação nas doenças em que os tratamentos convencionais de imunossupressão tenham falhado, e o dano orgânico não tenha sido definitivo, mas tenha chance de ocorrer caso não seja realizado o transplante. A modalidade aparentemente indicada no momento deve ser o transplante de células-tronco autogênico com regimes de condicionamento não mieloablativo para se obter sobrevivência estimada em mais de 50% em todas as doenças, com baixa toxicidade e com mortalidade nula ligada ao transplante. São apresentados também os resultados nos tumores sólidos, que são discutíveis, e particularidades no câncer de mama. A aparente indicação para os tumores sólidos é transplante de células-tronco alogênico e se baseia no tratamento intensivo com doses mieloablativas com a finalidade de se induzir o efeito enxerto contra o tumor. Os regimes não mieloablativos são preconizados com a finalidade de redução da toxicidade e indução de imunossupressão, sendo os dados insuficientes e discutíveis, o que obriga a introdução de novas estratégias terapêuticas baseadas na terapia imune e celular.

Treatment of pediatric myelodysplastic syndromes and juvenile myelomonocytic leukemia: the Brazilian experience in the past decade

Background: Therapy strategies for myelodysplastic syndromes (MDS) and juvenile myelomonocytic leukemia (JMML) vary considerably. Objective: To review the treatment of Brazilian children who were diagnosed with MDS or JMML in the past decade and reported to the Brazilian Cooperative Group on Pediatric Myelodysplastic syndromes (BCG-MDS-PED). Results: of 173 children reported to the BCG-MDS-PED from January 1997 to January 2003 with a suspected diagnosis of MDS or JMML, 91 had the diagnosis confirmed after central review of the bone marrow aspirate and biopsy. Information on previous treatments was available for 78 MDS/JMML patients. Treatment varied from different schedules of low-dose (14%) and standard-dose chemotherapy (50%), granulocyte-colony-stimulating factor (G-CSF 7%), interferon (5%), steroids (2%) and erythropoietin (2%) to allogeneic stem-cell transplantation (SCT) (14%). No survival advantage could be demonstrated based on Hasle's classification or based on treatment. Conclusion: This report reflects the current practice in treating Brazilian children with MDS/JMML without specific Cooperative Group guidelines. Treatment modalities were very heterogeneous. The strategies for implementing a national protocol should consider international guidelines and focus on local experience and available resources. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Avaliação das alterações orais em candidatos ao transplante de células-tronco hematopoéticas: identificação de fatores de risco para complicações clínicas

Pós-graduação em Bases Gerais da Cirurgia - FMB

Análise das subpopulações de células dendríticas no infiltrado subepitelial da doença enxerto contra hospedeiro crônica de mucosa bucal

Pós-graduação em Pesquisa e Desenvolvimento (Biotecnologia Médica) - FMB

Função cardíaca de cães submetidos ao transplante autólogo de células-tronco hematopoiéticas em dois modelos experimentais de cardiomiopatia

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)