Estudio en aves silvestres de canto ("Passeriformes") de las moléculas MHC y reclasificación molecular de la familia "Carduelini"

The Major Histocompatibility Complex (MHC) comprises the most polymorphic loci in animals. MHC plays an important role during the first steps of the immune response in vertebrates. In humans, MHC molecules (also named human leukocyte antigens, HLA) were initially regarded as class I or class II molecules. Each of them, presents to different T cells subsets. MHC class I molecules, are heterodimers in which the heavy chain (alpha) has three extracellular domains, two of which (alpha 1 and alpha 2) are polymorphic and conform the antigen recognition sites (ARS). The ARS is thought to be subjected to balancing selection for variability, which is the cause of the very high polymorphism of the MHC molecules. Different pathogenic epitopes would be the evolutionary force causing balancing selection. MHC class I genes have been completely sequenced (α1 and α2 protein domains) and thoroughly studied in Gallus gallus (chicken) as well as in mammals. In fact, the MHC locus was first defined in chicken, specifically in the highly consanguineous variety „Leghorn‟. It has been found that, in the case of chickens the MHC genetic region is considerably smaller than it is in mammals (remarkably shorter introns were found in chickens), and is organized quite differently. The noteworthy presence of short introns in chickens; supported the hypothesis that chicken‟s MHC represented a „minimal essential MHC‟. Until now, it has been assumed that chicken (order Galliformes) MHC was similar to all species included in the whole class Aves...

Calcium/Calmodulin-Dependent Protein Kinase Kinase 2 (CaMKK2) Regulates Dendritic Cells and Myeloid Derived Suppressor Cells Development in the Lymphoma Microenvironment

Calcium (Ca2+) is a known important second messenger. Calcium/Calmodulin (CaM) dependent protein kinase kinase 2 (CaMKK2) is a crucial kinase in the calcium signaling cascade. Activated by Ca2+/CaM, CaMKK2 can phosphorylate other CaM kinases and AMP-activated protein kinase (AMPK) to regulate cell differentiation, energy balance, metabolism and inflammation. Outside of the brain, CaMKK2 can only be detected in hematopoietic stem cells and progenitors, and in the subsets of mature myeloid cells. CaMKK2 has been noted to facilitate tumor cell proliferation in prostate cancer, breast cancer, and hepatic cancer. However, whethter CaMKK2 impacts the tumor microenvironment especially in hematopoietic malignancies remains unknown. Due to the relevance of myeloid cells in tumor growth, we hypothesized that CaMKK2 has a critical role in the tumor microenvironment, and tested this hyopothesis in murine models of hematological and solid cancer malignancies.

We found that CaMKK2 ablation in the host suppressed the growth of E.G7 murine lymphoma, Vk*Myc myeloma and E0771 mammary cancer. The selective ablation of CaMKK2 in myeloid cells was sufficient to restrain tumor growth, of which could be reversed by CD8 cell depletion. In the lymphoma microenvironment, ablating CaMKK2 generated less myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) in vitro and in vivo. Mechanistically, CaMKK2 deficient dendritic cells showed higher Major Histocompatibility Class II (MHC II) and costimulatory factor expression, higher chemokine and IL-12 secretion when stimulated by LPS, and have higher potent in stimulating T-cell activation. AMPK, an anti-inflammatory kinase, was found as the relevant downstream target of CaMKK2 in dendritic cells. Treatment with CaMKK2 selective inhibitor STO-609 efficiently suppressed E.G7 and E0771 tumor growth, and reshaped the tumor microenvironment by attracting more immunogenic myeloid cells and infiltrated T cells.

In conclusion, we demonstrate that CaMKK2 expressed in myeloid cells is an important checkpoint in tumor microenvironment. Ablating CaMKK2 suppresses lymphoma growth by promoting myeloid cells development thereby decreasing MDSCs while enhancing the anti-tumor immune response. CaMKK2 inhibition is an innovative strategy for cancer therapy through reprogramming the tumor microenvironment.

THE IMPORTANCE OF MHC-INDEPENDENT NATURAL KILLER CELL RECEPTORS IN THE IMMUNOREGULATION OF MURINE PREGNANCY

Numerous leukocyte populations are essential for pregnancy success. Uterine natural killer (uNK) cells are chief amongst these leukocytes and represent a unique lineage with limited cytotoxicity but abundant angiokine production. They possess a distinct phenotype of activating and inhibitory receptors that recognize major histocompatibility complex (MHC) molecules, such as the killer immunoglobulin like receptors (KIRs; mouse Ly49), and MHC-independent activating receptors, including the aryl hydrocarbon receptor (AHR) and natural cytotoxicity receptor 1 (NCR1). While the roles of MHC-dependent receptors are widely addressed in pregnancy, MHC-independent receptors are relatively unstudied. This thesis investigated the roles of MHC-independent receptors in promotion of mouse pregnancy and characterized early leukocyte interactions in the presence and absence of NCR1. It was hypothesized that loss of MHC-independent receptors impairs uNK cell development resulting in aberrations in leukocyte function and decidual vasculature. Implantation sites from Ahr-/- and Ncr1Gfp/Gfp mice were assessed using whole mount in situ immunohistochemistry (WM-IHC) and histochemical techniques. Leukocyte interactions identified during preliminary WM-IHC studies were confirmed as immune synapses. The novel identification of immune synapses in early mouse pregnancy compelled further examination of leukocyte conjugates in wildtype C57BL/6 and Ncr1Gfp/Gfp mice. In Ahr-/- and Ncr1Gfp/Gfp mice, receptor loss resulted in reduced uNK cell diameters, impaired decidual vasculature, and failures in spiral artery remodeling. Ahr-/- mice had severe fertility deficits whereas Ncr1Gfp/Gfp mice had increased fetal resorption indicating differing receptor requirements in pregnancy success. NCR1 loss primarily affected uNK cell maturation and function as identified by alterations in granule ultrastructure, lytic protein expression, and angiokine production. Leukocyte conjugates were frequent in early C57BL/6 decidua basalis and included uNK cells conjugating first with antigen presenting cells and then with T cells. Overall conjugate formation was reduced in the absence of NCR1, but specific uNK cell conjugations were unaffected by receptor loss. While KIR-MHC interactions are associated with numerous pregnancy complications in humans, the role of other uNK cell receptors are not well characterized. These results illustrate the importance of MHC-independent receptors in uNK cell activation during early pregnancy in mice and encourage further studies of pregnancy complications that may occur independently of maternal KIR-MHC contributions.

What Is Direct Allorecognition?

Direct allorecognition is the process by which donor-derived major histocompatibility complex (MHC)-peptide complexes, typically presented by donor-derived ‘passenger’ dendritic cells, are recognised directly by recipient T cells. In this review, we discuss the two principle theories which have been proposed to explain why individuals possess a high-precursor frequency of T cells with direct allospecificity and how self-restricted T cells recognise allogeneic MHCpeptide complexes. These theories, both of which are supported by functional and structural data, suggest that T cells recognising allogeneic MHC-peptide complexes focus either on the allopeptides bound to the allo-MHC molecules or the allo-MHC molecules themselves. We discuss how direct alloimmune responses may be sustained long term, the consequences of this for graft outcome and highlight novel strategies which are currently being investigated as a potential means of reducing rejection mediated through this pathway.

Structural characterization of interaction of K11 and K63 mixed-linkage polyubiquitin chains with the tUIMs of epsin1

Ubiquitylation or covalent attachment of ubiquitin (Ub) to a variety of substrate proteins in cells is a versatile post-translational modification involved in the regulation of numerous cellular processes. The distinct messages that polyubiquitylation encodes are attributed to the multitude of conformations possible through attachment of ubiquitin monomers within a polyubiquitin chain via a specific lysine residue. Thus the hypothesis is that linkage defines polyubiquitin conformation which in turn determines specific recognition by cellular receptors. Ubiquitylation of membrane surface receptor proteins plays a very important role in regulating receptor-mediated endocytosis as well as endosomal sorting for lysosomal degradation. Epsin1 is an endocytic adaptor protein with three tandem UIMs (Ubiquitin Interacting Motifs) which are responsible for the highly specific interaction between epsin and ubiquitylated receptors. Epsin1 is also an oncogenic protein and its expression is upregulated in some types of cancer. Recently it has been shown that novel K11 and K63 mixed-linkage polyubiquitin chains serve as internalization signal for MHC I (Major Histocompatibility Complex I) molecule through their association with the tUIMs of epsin1. However the molecular mode of action and structural details of the interaction between polyubiquitin chains on receptors and tUIMs of epsin1 is yet to be determined. This information is crucial for the development of anticancer therapeutics targeting epsin1. The molecular basis for the linkage-specific recognition of K11 and K63 mixed-linkage polyubiquitin chains by the tandem UIMs of the endocytic adaptor protein epsin1 is investigated using a combination of NMR methods.

Avaliação demográfica, clinico-laboratorial e genética de indivíduos com lupus eritematoso sistêmico e artrite reumatóide residentes em região tropical

The aetiology of autoimmunes disease is multifactorial and involves interactions among environmental, hormonal and genetic factors. Many different genes may contribute to autoimmunes disease susceptibility. The major histocompatibility complex (MHC) genes have been extensively studied, however many non-polymorphic MHC genes have also been reported to contribute to autoimmune diseases susceptibility. The aim of the present study was to evaluate the influence of SLC11A1 gene in systemic lupus erythematosus (SLE) and rheumatoid arthritis (RA). Ninety-six patients with SLE, 37 with RA and 202 controls enrolled in this case-control study, were evaluated with regard to demographic, genetic, laboratorial and clinical data. SLE mainly affects females in the ratio of 18 women for each man, 88,3% of the patients aged from 15 to 45 years old and it occurs with similar frequency in whites and mulattos. The rate of RA between women and men was 11:1, with 77,1% of the cases occurring from 31 to 60 years. The genetic analysis of the point mutation -236 of the SLC11A1 gene by SSCP did not show significant differences between alleles/genotypes in patients with SLE or RA when compared to controls. The most frequent clinical manifestations in patients with SLE were cutaneous (87%) and joint (84.9%). In patients with RA, the most frequent out-joint clinical manifestation were rheumatoid nodules (13,5%). Antinuclear antibodies were present in 100% of the patients with SLE. There was no significant relation between activity of disease and presence of rheumatoid factor in patients with RA, however 55,6% of patients with active disease presented positive rheumatoid factor. Significant association between alleles/genotypes of point mutation -236 and clinical manifestations was not found

Estudo das propriedades biocompatíveis de arcabouços poliméricos derivados de óleos vegetais para aplicação na engenharia de tecidos

Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear)

Protein expression of Myt272-3 recombinant clone and in silico prediction of a possible vaccine candidate against Mycobacterium tuberculosis

Purpose: To investigate the expression of Myt272-3 recombinant protein and also to predict a possible protein vaccine candidate against Mycobacterium tuberculosis . Methods: Myt272-3 protein was expressed in pET30a+-Myt272-3 clone. The purity of the protein was determined using Dynabeads® His-Tag Isolation & Pulldown. Protein sequence was analysed in silico using bioinformatics software for the prediction of allergenicity, antigenicity, MHC-I and MHC-II binding, and B-cell epitope binding. Results: The candidate protein was a non-allergen with 15.19 % positive predictive value. It was also predicted to be antigenic, with binding affinity to MHC-I and MHC-II, as well as B-cell epitope binding. Conclusion: The predicted results obtained in this study provide a guide for practical design of a new tuberculosis vaccine.

Análise proteômica de células não fagocíticas na fase inicial da infecção por trypanosoma cruzi

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, 2015.

Studies of MHC class I antigen presentation & the origins of the immunopeptidome

La présentation d'antigène par les molécules d'histocompatibilité majeure de classe I (CMHI) permet au système immunitaire adaptatif de détecter et éliminer les agents pathogènes intracellulaires et des cellules anormales. La surveillance immunitaire est effectuée par les lymphocytes T CD8 qui interagissent avec le répertoire de peptides associés au CMHI présentés à la surface de toutes cellules nucléées. Les principaux gènes humains de CMHI, HLA-A et HLA-B, sont très polymorphes et par conséquent montrent des différences dans la présentation des antigènes. Nous avons étudié les différences qualitatives et quantitatives dans l'expression et la liaison peptidique de plusieurs allotypes HLA. Utilisant la technique de cytométrie de flux quantitative nous avons établi une hiérarchie d'expression pour les quatre HLA-A, B allotypes enquête. Nos résultats sont compatibles avec une corrélation inverse entre l'expression allotypique et la diversité des peptides bien que d'autres études soient nécessaires pour consolider cette hypothèse. Les origines mondiales du répertoire de peptides associés au CMHI restent une question centrale à la fois fondamentalement et dans la recherche de cibles immunothérapeutiques. Utilisant des techniques protéogénomiques, nous avons identifié et analysé 25,172 peptides CMHI isolées à partir des lymphocytes B de 18 personnes qui exprime collectivement 27 allotypes HLA-A,B. Alors que 58% des gènes ont été la source de 1-64 peptides CMHI par gène, 42% des gènes ne sont pas représentés dans l'immunopeptidome. Dans l'ensemble, l’immunopeptidome présenté par 27 allotypes HLA-A,B ne couvrent que 17% des séquences exomiques exprimées dans les cellules des sujets. Nous avons identifié plusieurs caractéristiques des transcrits et des protéines qui améliorent la production des peptides CMHI. Avec ces données, nous avons construit un modèle de régression logistique qui prédit avec une grande précision si un gène de notre ensemble de données ou à partir d'ensembles de données indépendants génèrerait des peptides CMHI. Nos résultats montrent la sélection préférentielle des peptides CMHI à partir d'un répertoire limité de produits de gènes avec des caractéristiques distinctes. L'idée que le système immunitaire peut surveiller des peptides CMHI couvrant seulement une fraction du génome codant des protéines a des implications profondes dans l'auto-immunité et l'immunologie du cancer.

Effet de Streptococcus Suis sur la capacité de présentation antigénique de cellules dendritiques

Streptococcus suis est un important pathogène porcin et humain, causant méningites et septicémies. Des études suggèrent que S. suis dispose de facteurs de virulence, notamment sa capsule polysaccharidique (CPS), qui lui permettent de moduler les fonctions des cellules dendritiques (DCs), situées à l’interface entre l’immunité innée et adaptative. Les difficultés à développer un vaccin efficace suggèrent aussi une altération de la voie T dépendante. L’objectif général du projet était d’évaluer l’effet de S. suis sur l’activation des cellules T CD4+ ainsi que sur la capacité de présentation antigénique des DCs. Nous avons étudié dans un modèle murin in vivo la réponse T CD4+ mémoire lors d’infections primaire et secondaire. Une faible réponse mémoire centrale a été obtenue, suggérant que la réponse adaptative générée contre S. suis est limitée. Étant donné l’importance du complexe majeur d’histocompatibilité (MHC) de classe II dans la présentation antigénique, nous avons évalué in vitro et in vivo l’expression de ces molécules chez les DCs. Une modulation de l’expression du MHC-II par S. suis a été observée. L’analyse de la transcription de gènes impliqués dans la régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle du MHC-II nous permet de suggérer que S. suis régule à la baisse la synthèse de nouvelles molécules et favorise leur dégradation lysosomale. Cette stratégie, dans laquelle la CPS ne jouerait qu’un rôle partiel, permettrait à S. suis d’échapper à la réponse adaptative T dépendante. Les résultats de cette étude fourniront de nouvelles perspectives dans la compréhension de la réponse adaptative lors de l’infection par S. suis.

Studies of MHC class I antigen presentation & the origins of the immunopeptidome

La présentation d'antigène par les molécules d'histocompatibilité majeure de classe I (CMHI) permet au système immunitaire adaptatif de détecter et éliminer les agents pathogènes intracellulaires et des cellules anormales. La surveillance immunitaire est effectuée par les lymphocytes T CD8 qui interagissent avec le répertoire de peptides associés au CMHI présentés à la surface de toutes cellules nucléées. Les principaux gènes humains de CMHI, HLA-A et HLA-B, sont très polymorphes et par conséquent montrent des différences dans la présentation des antigènes. Nous avons étudié les différences qualitatives et quantitatives dans l'expression et la liaison peptidique de plusieurs allotypes HLA. Utilisant la technique de cytométrie de flux quantitative nous avons établi une hiérarchie d'expression pour les quatre HLA-A, B allotypes enquête. Nos résultats sont compatibles avec une corrélation inverse entre l'expression allotypique et la diversité des peptides bien que d'autres études soient nécessaires pour consolider cette hypothèse. Les origines mondiales du répertoire de peptides associés au CMHI restent une question centrale à la fois fondamentalement et dans la recherche de cibles immunothérapeutiques. Utilisant des techniques protéogénomiques, nous avons identifié et analysé 25,172 peptides CMHI isolées à partir des lymphocytes B de 18 personnes qui exprime collectivement 27 allotypes HLA-A,B. Alors que 58% des gènes ont été la source de 1-64 peptides CMHI par gène, 42% des gènes ne sont pas représentés dans l'immunopeptidome. Dans l'ensemble, l’immunopeptidome présenté par 27 allotypes HLA-A,B ne couvrent que 17% des séquences exomiques exprimées dans les cellules des sujets. Nous avons identifié plusieurs caractéristiques des transcrits et des protéines qui améliorent la production des peptides CMHI. Avec ces données, nous avons construit un modèle de régression logistique qui prédit avec une grande précision si un gène de notre ensemble de données ou à partir d'ensembles de données indépendants génèrerait des peptides CMHI. Nos résultats montrent la sélection préférentielle des peptides CMHI à partir d'un répertoire limité de produits de gènes avec des caractéristiques distinctes. L'idée que le système immunitaire peut surveiller des peptides CMHI couvrant seulement une fraction du génome codant des protéines a des implications profondes dans l'auto-immunité et l'immunologie du cancer.

Effet de Streptococcus Suis sur la capacité de présentation antigénique de cellules dendritiques

Streptococcus suis est un important pathogène porcin et humain, causant méningites et septicémies. Des études suggèrent que S. suis dispose de facteurs de virulence, notamment sa capsule polysaccharidique (CPS), qui lui permettent de moduler les fonctions des cellules dendritiques (DCs), situées à l’interface entre l’immunité innée et adaptative. Les difficultés à développer un vaccin efficace suggèrent aussi une altération de la voie T dépendante. L’objectif général du projet était d’évaluer l’effet de S. suis sur l’activation des cellules T CD4+ ainsi que sur la capacité de présentation antigénique des DCs. Nous avons étudié dans un modèle murin in vivo la réponse T CD4+ mémoire lors d’infections primaire et secondaire. Une faible réponse mémoire centrale a été obtenue, suggérant que la réponse adaptative générée contre S. suis est limitée. Étant donné l’importance du complexe majeur d’histocompatibilité (MHC) de classe II dans la présentation antigénique, nous avons évalué in vitro et in vivo l’expression de ces molécules chez les DCs. Une modulation de l’expression du MHC-II par S. suis a été observée. L’analyse de la transcription de gènes impliqués dans la régulation transcriptionnelle et post-transcriptionnelle du MHC-II nous permet de suggérer que S. suis régule à la baisse la synthèse de nouvelles molécules et favorise leur dégradation lysosomale. Cette stratégie, dans laquelle la CPS ne jouerait qu’un rôle partiel, permettrait à S. suis d’échapper à la réponse adaptative T dépendante. Les résultats de cette étude fourniront de nouvelles perspectives dans la compréhension de la réponse adaptative lors de l’infection par S. suis.