Immunologische Effekte von nativen Allergenen im Vergleich zu modifizierten Allergenen

Die Prävalenz allergischer Erkrankungen ist in den letzten Jahrzehnten, insbesondere in den Industriestaaten, stetig angestiegen und schreitet weiterhin fort. Die einzige kausale Therapie, die eine Langzeitwirkung verspricht und der Entwicklung neuer Allergien bzw. dem Fortschreiten der Allergie vorbeugen kann, ist die spezifische Immuntherapie (SIT). Da bei der SIT mit natürlichen Allergenextrakten Nebenwirkungen auftreten können, ist es wichtig Alternativen für diese zu finden. In der vorliegenden Arbeit wurden native Allergene mit modifizierten Allergenen hinsichtlich ihrer Allergenität und Immunogenität verglichen. Hierbei konnte gezeigt werden, dass Glutaraldehyd-modifizierte Allergoide im Vergleich zu nativen Allergenextrakten und Formaldehyd-Allergoiden eine verminderte Allergenität besitzen, was sich z.B. durch den verminderten Release der Allergiemediatoren, den Leukotrienen, durch Basophile allergischer Spender zeigte. Gleichzeitig war allerdings die Fähigkeit Glutaraldehyd-Allergoid-behandelter dendritischer Zellen (DC) autologe CD4+ T-Zellen zu stimulieren stark reduziert. Verglichen mit den nativen Allergenextrakten und den Formaldehyd-Allergoiden waren die Zytokinproduktion und die T-Zellproliferation, für letztere signifikant, vermindert. Damit übereinstimmend war die Aufnahme von Fluoreszenz-markierten Glutaraldehyd-Allergoiden in unreife DC reduziert. Daraus lässt sich schießen, dass die Modifizierung mit Glutaraldehyd, jedoch nicht mit Formaldehyd, zumindest bei den hier verwendeten Allergenpräparaten, B-Zell-Epitope zerstört und somit die Allergenität herabgesetzt wurde. Allerdings war dabei gleichzeitig die Immunogenität vermindert. Das verminderte Vorkommen der B-Zell-Epitope wäre beim Einsatz der Allergoide von Vorteil, da damit eine verminderte IgE-Bindekapazität einhergeht und unerwünschte Nebenwirkungen reduziert werden können. Jedoch sollte im günstigsten Fall bei der Allergoidisierung die T-Zell-Stimulationsfähigkeit intakt bleiben, was bei den hier verwendeten Glutaraldehyd-modifizierten Allergoiden nicht der Fall war. rnMit Einzelallergenen aus Birken- und Gräserpollen konnten keine vergleichbaren T-Zellantworten erzielt werden wie mit den Gesamtallergenextrakten. Auch hier waren Proliferation und Zytokinproduktion durch CD4+ T-Zellen nach Stimulation mit Einzelallergen-gepulsten DC bei Verwendung von Glutaraldehyd-modifizierten Allergoiden vermindert. rnEine adjuvante Wirkung von Aluminiumhydroxid (Alum) in vitro konnte in dieser Arbeit nicht eindeutig gezeigt werden. Zunächst konnte beobachtet werden, dass die eingesetzten Alum-adsorbierten Allergene und Allergoide eine toxische Wirkung auf DC hatten. Die Proliferation CD4+ T-Zellen konnte durch DC, die mit Alum-adsorbierten Allergenen behandelt wurden, nicht verstärkt werden, verglichen mit DC, die mit unadsorbiertem Allergen gepulst wurden. Es konnte lediglich eine erhöhte Produktion des Th2 Zytokins IL-4 durch Alum induziert werden. Einen Adjuvanteffekt, der in Zusammenhang mit der Induktion des pro-inflammatorischen Zytokins IL-1β stehen soll, konnte mittels ELISA in den Überständen unreifer DC nicht nachgewiesen werden. Lediglich in Monozyten, die zusätzlich mit dem TLR-Ligand LPS stimuliert wurden, war IL-1β in den Überständen detektierbar. Auf mRNA-Ebene konnte man einen leichten Effekt durch Alum hinsichtlich der IL-1β Expression erkennen. Nach zusätzlicher Gabe verschiedener Alum-Präparationen zu unreifen DC, die mit Allergen oder LPS stimuliert wurden, exprimierten diese leicht verstärkt IL-1β verglichen mit DC, die kein Alum erhielten.

Die Isolierung und Aufreinigung der Metalloendopeptidase LysN und die Evaluierung der Spezifität der LysN E157D-Mutante und ihr Einsatz in der Proteomik und die Mechanismen der Bildung von “dendritic cell aggresome- like induced structures“ (DALIS)

Der proteolytische Verdau von Proteinen in Peptide ist ein wichtiger Schritt in der Tandem-Massenspektrometrie. Dabei werden Peptide fragmentiert und die sich ergebenden Fragmentionen geben Aufschluss über die Aminosäuresequenz des zu untersuchenden Proteins. Dabei sind für die Fragmentierung sowohl Länge und Sequenz, als auch der Ladungszustand des Peptids ungemein wichtig. Diese Parameter bedingen sich durch Endoproteasen, die für den proteolytischen Verdau eingesetzt werden. Eine Voraussetzung hierfür ist die Spezifität der Protease. Trypsin ist bei weitem die gebräuchlichste Protease zur massenspektrometrischen Probenvorbereitung. Allerdings bietet Trypsin keine Komplettlösung. Je nach Fragestellung und Applikation müssen weitere Proteasen eingesetzt werden, um eine komplette Sequenzabdeckung zu gewährleisten und möglichst alle posttranslationalen Modifikationen nachzuweisen, oder bestimmte Proteomklassen (z.B Phosphoproteom

Der Einfluss von Chemotherapeutika mit Hypoxie-induzierbarer Faktor (HIF)-modulierendem Potential sowie eines Verlustes des HIF-Regulators von Hippel-Lindau (VHL) auf den Phänotyp und die Funktion dendritischer Zellen

Der Transkriptionsfaktor Hypoxie-induzierbarer Faktor (HIF) gibt dem Organismus die Möglichkeit, sich auf zellulärer Ebene an unterschiedliche Sauerstoffverhältnisse anzupassen. Vor allem Tumorzellen weisen aufgrund ihres ungeregelten Wachstums und der daraus resultierenden unzureichenden Durchblutung (hypoxisches Milieu) eine erhöhte HIF-Expression auf. Die erhöhte HIF-Expression stellt somit ein interessantes Ziel in der Tumortherapie dar. Dendritische Zellen (DCs) besitzen eine bedeutende Rolle in der Generierung und Modulierung von Antitumor-Immunantworten. Aus diesem Grund ist es überaus wichtig zu wissen, welche Effekte Antitumor-Agenzien, im Besonderen HIF-Inhibitoren, auf DCs und somit auch auf die Generierung von adäquaten Immunantworten besitzen.rnIm ersten Teil dieser Arbeit wurde aus diesem Grund der Einfluss der Antitumor-Agenzien Geldanamycin (GA) und Topotecan (TPT) auf den Phänotyp und die Funktion von DCs untersucht. Hierfür wurden Monozyten aus humanen, mononukleären, peripheren Blutzellen isoliert und unter DC-differenzierenden Konditionen kultiviert. Diese immaturen monozytenabgeleiteten DCs (Mo-DCs) wurden mithilfe eines Reifungscocktails ausgereift. Die Applikation der Antitumor-Agenzien erfolgte während der Differenzierungs- bzw. Ausreifungsphase. Abhängig vom Reifungsgrad der Mo-DCs konnte ein differentieller Einfluss von GA bzw. TPT auf die DC-Aktivierung beobachtet werden. Eine Behandlung von unstimulierten Mo-DCs mit GA resultierte in einer partiellen DC-Aktivierung basierend auf einem noch unbekannten Mechanismus. Ebenso führte eine Behandlung von unstimulierten Mo-DCs mit TPT zu einer funktionellen Aktivierung der DCs, die mit einer vermehrten AKT-Expression korrelierte. Die jeweilige Koapplikation der Antitumor-Agenzien mit dem DC-Reifungscocktail führte zu einer reduzierten DC-Aktivierung, die sich in einer verminderten NF-κB-Aktivierung, einer verringerten Oberflächenexpression der getesteten kostimulatorischen Moleküle, einer verringerten Migrationsfähigkeit und einem reduzierten Zellstimulierungspotential widerspiegelte.rnDie autosomal dominant vererbte Tumorerkrankung von Hippel-Lindau (VHL) wird häufig durch genetische Mutationen des als HIF-Negativregulator fungierenden VHL-Gens hervorgerufen. Patienten, die an dem VHL-Syndrom erkrankt sind, weisen oft benigne oder maligne Tumore und Zysten in den verschiedensten Organsystemen auf. Wie schon zuvor erwähnt, besitzen DCs eine essentielle Rolle in der Initiierung und Aufrechterhaltung von Antitumor-Immunantworten. Deshalb wurde im zweiten Abschnitt der vorliegenden Arbeit untersucht, inwieweit ein partieller Verlust von VHL Auswirkungen auf die Ausprägung desrnPhänotyps und der Funktion von DCs hat. Mittels Cre/lox-Technologie wurden transgene Mäuse mit einem heterozygoten Verlust von Exon 1 bzw. Exon 2 des VHL-Gens generiert. Aus diesen Mäusen wurden Knochenmarkszellen isoliert und unter DC-differenzierenden Konditionen kultiviert. Die immaturen knochenmarkabgeleiteten DCs (BM-DCs) wurden mit LPS ausgereift. Weder der heterozygote Verlust von Exon 1 noch von Exon 2 des VHL-Gens bewirkte eine Veränderung der Oberflächenmarkerexpression, der in vitro-Migrations- undrnEndozytosekapazität, sowie der allogenen T-Zellstimulierungskapazität. Allerdings zeigten Mäuse mit einem partiellen Verlust von Exon 2 im Vergleich zu Kontrollmäusen nach Immunisierung und Provokation mit dem Modellallergen OVA eine verminderte Atemwegshyperreaktion, die möglicherweise auf die beobachtete Abnahme der Migrationsfähigkeit in vivo und die verminderte OVA-spezifische T-Zellstimulierungskapazität der DCs zurückzuführen ist.

The interaction of Leishmania major parasites with human myeloid cells and its consequence for adaptive immunity

In der vorliegenden Arbeit fokussierten wir uns auf drei verschiedene Aspekte der Leishmanien-Infektion. Wir charakterisierten den Prozess des Zelltods „Apoptose“ bei Parasiten (1), untersuchten die Eignung von Makrophagen und dendritischen Zellen als Wirtszelle für die Entwicklung der Parasiten (2) und analysierten die Konsequenzen der Infektion für die Entstehung einer adaptiven Immunantwort im humanen System. Von zentraler Bedeutung für dieses Projekt war die Hypothese, dass apoptotische Leishmanien den Autophagie-Mechanismus ihrer Wirtszellen ausnutzen, um eine T-Zell-vermittelte Abtötung der Parasiten zu vermindern.rnWir definierten eine apoptotische Leishmanien-Population, welche durch eine rundliche Morphologie und die Expression von Phosphatidylserin auf der Parasitenoberfläche charakterisiert war. Die apoptotischen Parasiten befanden sich zudem in der SubG1-Phase und wiesen weniger und fragmentierte DNA auf, welche durch TUNEL-Assay nachgewiesen werden konnte. Bei der Interaktion der Parasiten mit humanen Makrophagen und dendritischen Zellen zeigte sich, dass die anti-inflammatorischen Makrophagen anfälliger für Infektionen waren als die pro-inflammatorischen Makrophagen oder die dendritischen Zellen. Interessanterweise wurde in den dendritischen Zellen jedoch die effektivste Umwandlung zur krankheitsauslösenden, amastigoten Lebensform beobachtet. Da sowohl Makrophagen als auch dendritische Zellen zu den antigenpräsentierenden Zellen gehören, könnte dies zur Aktivierung der T-Zellen des adaptiven Immunsystems führen. Tatsächlich konnte während der Leishmanien-Infektion die Proliferation von T-Zellen beobachtet werden. Dabei stellten wir fest, dass es sich bei den proliferierenden T-Zellen um CD3+CD4+ T-Zellen handelte, welche sich überraschenderweise als Leishmanien-spezifische CD45RO+ T-Gedächtniszellen herausstellten. Dies war unerwartet, da ein vorheriger Kontakt der Spender mit Leishmanien als unwahrscheinlich gilt. In Gegenwart von apoptotischen Parasiten konnte eine signifikant schwächere T-Zell-Proliferation in Makrophagen, jedoch nicht in dendritischen Zellen beobachtet werden. Da sich die T-Zell-Proliferation negativ auf das Überleben der Parasiten auswirkt, konnten die niedrigsten Überlebensraten in dendritischen Zellen vorgefunden werden. Innerhalb der Zellen befanden sich die Parasiten in beiden Zelltypen im Phagosom, welches allerdings nur in Makrophagen den Autophagie-Marker LC3 aufwies. Chemische Induktion von Autophagie führte, ebenso wie die Anwesenheit von apoptotischen Parasiten, zu einer stark reduzierten T-Zell-Proliferation und dementsprechend zu einem höheren Überleben der Parasiten.rnZusammenfassend lässt sich aus unseren Daten schließen, dass Apoptose in Einzellern vorkommt. Während der Infektion können sowohl Makrophagen, als auch dendritische Zellen mit Leishmanien infiziert und das adaptive Immunsystem aktivert werden. Die eingeleitete T-Zell-Proliferation nach Infektion von Makrophagen ist in Gegenwart von apoptotischen Parasiten reduziert, weshalb sie im Vergleich zu dendritischen Zellen die geeigneteren Wirtszellen für Leishmanien darstellen. Dafür missbrauchen die Parasiten den Autophagie-Mechanismus der Makrophagen als Fluchtstrategie um das adaptive Immunsystem zu umgehen und somit das Überleben der Gesamtpopulation zu sichern. Diese Ergebnisse erklären den Vorteil von Apoptose in Einzellern und verdeutlichen, dass der Autophagie-Mechanismus als potentielles therapeutisches Ziel für die Behandlung von Leishmaniose dienen kann.rn

Effects of TLR agonists on the hypoxia-regulated transcription factor HIF-1alpha and dendritic cell maturation under normoxic conditions

Dendritic cells (DC) are professional antigen presenting cells that represent an important link between innate and adaptive immunity. Danger signals such as toll-like receptor (TLR) agonists induce maturation of DC leading to a T-cell mediated adaptive immune response. In this study, we show that exogenous as well as endogenous inflammatory stimuli for TLR4 and TLR2 induce the expression of HIF-1alpha in human monocyte-derived DC under normoxic conditions. On the functional level, inhibition of HIF-1alpha using chetomin (CTM), YC-1 and digoxin lead to no consistent effect on MoDC maturation, or cytokine secretion despite having the common effect of blocking HIF-1alpha stabilization or activity through different mechanisms. Stabilization of HIF-1alpha protein by hypoxia or CoCl(2) did not result in maturation of human DC. In addition, we could show that TLR stimulation resulted in an increase of HIF-1alpha controlled VEGF secretion. These results show that stimulation of human MoDC with exogenous as well as endogenous TLR agonists induces the expression of HIF-1alpha in a time-dependent manner. Hypoxia alone does not induce maturation of DC, but is able to augment maturation after TLR ligation. Current evidence suggests that different target genes may be affected by HIF-1alpha under normoxic conditions with physiological roles that differ from those induced by hypoxia.

An in vitro triple cell co-culture model with primary cells mimicking the human alveolar epithelial barrier

A triple cell co-culture model was recently established by the authors, consisting of either A549 or 16HBE14o- epithelial cells, human blood monocyte-derived macrophages and dendritic cells, which offers the possibility to study the interaction of xenobiotics with those cells. The 16HBE14o- containing co-culture model mimics the airway epithelial barrier, whereas the A549 co-cultures mimic the alveolar type II-like epithelial barrier. The goal of the present work was to establish a new triple cell co-culture model composed of primary alveolar type I-like cells isolated from human lung biopsies (hAEpC) representing a more realistic alveolar epithelial barrier wall, since type I epithelial cells cover >93% of the alveolar surface. Monocultures of A549 and 16HBE14o- were morphologically and functionally compared with the hAEpC using laser scanning microscopy, as well as transmission electron microscopy, and by determining the epithelial integrity. The triple cell co-cultures were characterized using the same methods. It could be shown that the epithelial integrity of hAEpC (mean ± SD, 1180 ± 188 Ω cm(2)) was higher than in A549 (172 ± 59 Ω cm(2)) but similar to 16HBE14o- cells (1469 ± 156 Ω cm(2)). The triple cell co-culture model with hAEpC (1113 ± 30 Ω cm(2)) showed the highest integrity compared to the ones with A549 (93 ± 14 Ω cm(2)) and 16HBE14o- (558 ± 267 Ω cm(2)). The tight junction protein zonula occludens-1 in hAEpC and 16HBE14o- were more regularly expressed but not in A549. The epithelial alveolar model with hAEpC combined with two immune cells (i.e. macrophages and dendritic cells) will offer a novel and more realistic cell co-culture system to study possible cell interactions of inhaled xenobiotics and their toxic potential on the human alveolar type I epithelial wall.

Fluorescent-magnetic hybrid nanoparticles induce a dose-dependent increase in proinflammatory response in lung cells in vitro correlated with intracellular localization

Iron-platinum nanoparticles embedded in a poly(methacrylic acid) (PMA) polymer shell and fluorescently labeled with the dye ATTO 590 (FePt-PMA-ATTO-2%) are investigated in terms of their intracellular localization in lung cells and potential to induce a proinflammatory response dependent on concentration and incubation time. A gold core coated with the same polymer shell (Au-PMA-ATTO-2%) is also included. Using laser scanning and electron microscopy techniques, it is shown that the FePt-PMA-ATTO-2% particles penetrate all three types of cell investigated but to a higher extent in macrophages and dendritic cells than epithelial cells. In both cell types of the defense system but not in epithelial cells, a particle-dose-dependent increase of the cytokine tumor necrosis factor alpha (TNFalpha) is found. By comparing the different nanoparticles and the mere polymer shell, it is shown that the cores combined with the shells are responsible for the induction of proinflammatory effects and not the shells alone. It is concluded that the uptake behavior and the proinflammatory response upon particle exposure are dependent on the time, cell type, and cell culture.

Inhibition of direct and indirect TLR-mediated activation of human NK cells by low molecular weight dextran sulfate

NK cells express toll-like receptors (TLR) that recognize conserved pathogen or damage associated molecular patterns and play a fundamental role in innate immunity. Low molecular weight dextran sulfate (DXS), known to inhibit the complement system, has recently been reported by us to inhibit TLR4-induced maturation of human monocyte-derived dendritic cells (MoDC). In this study, we investigated the capability of DXS to interfere with human NK cell activation triggered directly by TLR2 agonists or indirectly by supernatants of TLR4-activated MoDC. Both TLR2 agonists and supernatants of TLR4-activated MoDC activated NK cells phenotypically, as demonstrated by the analysis of NK cell activation markers (CD56, CD25, CD69, NKp30, NKp44, NKp46, DNAM-1 and NKG2D), and functionally as shown by increased NK cell degranulation (CD107a surface expression) and IFN-gamma secretion. DXS prevented the up-regulation of NK cell activation markers triggered by TLR2 ligands or supernatants of TLR4-activated MoDC and dose-dependently abrogated NK cell degranulation and IFN-gamma secretion. In summary our results suggest that DXS may be a useful reagent to inhibit the direct and indirect TLR-mediated activation of NK cells.

The sphingosine kinase 1 and S1P1 axis specifically counteracts LPS-induced IL-12p70 production in immune cells of the spleen

Sphingosine-1-phosphate (S1P) has been implicated in angiogenesis, inflammation, cancerogenesis, neurological excitability and immune regulation and is synthesized by two different sphingosine kinases (SphK). It was suggested that mice lacking the gene for SphK1 exhibit no obvious phenotype, because SphK2 compensates for its absence. However, recent investigations revealed that under challenge SphK1 contributed to pro-inflammatory processes favoring Th2 and Th17 rather than Th1-type reactions. To investigate the immune modulatory role of SphK1 as opposed to SphK2 specifically for the Th1 propagating IL-12p70 we compared WT and SphK1(-/-) splenocytes and Flt3-ligand differentiated BMCs of WT and SphK1(-/-), representing dendritic cells as major producers of IL-12p70, incubated with LPS. We determined the impact on IL-12p70 in comparison to other inflammatory cytokines, and on DC and macrophage surface marker expression, SphK mRNA, protein expression and enzymatic activity in splenocytes. Our data demonstrated that SphK1 deficiency enhanced LPS-induced IL-12p70 production although SphK2 was present. To further characterize SphK1-dependent IL-12p70 regulation we exogenously applied S1P, SEW2871 and the new potent S1P1 agonist CYM5442. Both S1P and S1P1-specific analogs fully compensated the increase of IL-12p70 production in SphK1-deficient splenocytes. The use of pertussis toxin, to block G(i)-coupled signaling downstream of S1P1, again increased IL-12p70 and neglected the compensation achieved by addition of S1P and S1P1 agonists pointing on the importance of this specific S1P-receptor. Given that, in parallel to a prominent IL-12p35 increase following LPS stimulation, LPS also enhanced SphK expression and total SphK activity, we concluded that SphK1-derived S1P acting via S1P1 is a major mechanism of this negative IL-12p70 feedback loop, which did not affect other cytokines. Moreover, our data showed that SphK2 activity failed to compensate for SphK1 deficiency. These findings clearly point to a divergent and cytokine-specific impact of immune cell SphK1 and SphK2 in chronic inflammation and cancer.

CD27 signaling on chronic myelogenous leukemia stem cells activates Wnt target genes and promotes disease progression

Chronic myelogenous leukemia (CML) results from a chromosomal translocation in hematopoietic stem or early progenitor cells that gives rise to the oncogenic BCR/ABL fusion protein. Clinically, CML has a chronic phase that eventually evolves into an accelerated stage and blast crisis. A CML-specific immune response is thought to contribute to the control of disease. Whether the immune system can also promote disease progression is not known. In the present study, we investigated the possibility that the TNF receptor family member CD27 is present on leukemia stem cells (LSCs) and mediates effects of the immune system on CML. In a mouse model of CML, BCR/ABL+ LSCs and leukemia progenitor cells were found to express CD27. Binding of CD27 by its ligand, CD70, increased expression of Wnt target genes in LSCs by enhancing nuclear localization of active β-catenin and TRAF2- and NCK-interacting kinase (TNIK). This resulted in increased proliferation and differentiation of LSCs. Blocking CD27 signaling in LSCs delayed disease progression and prolonged survival. Furthermore, CD27 was expressed on CML stem/progenitor cells in the bone marrow of CML patients, and CD27 signaling promoted growth of BCR/ABL+ human leukemia cells by activating the Wnt pathway. Since expression of CD70 is limited to activated lymphocytes and dendritic cells, our results reveal a mechanism by which adaptive immunity contributes to leukemia progression. In addition, targeting CD27 on LSCs may represent an attractive therapeutic approach to blocking the Wnt/β-catenin pathway in CML.

CD27 signaling increases the frequency of regulatory T cells and promotes tumor growth

Signaling of the TNF receptor superfamily member CD27 activates costimulatory pathways to elicit T- and B-cell responses. CD27 signaling is regulated by the expression of its ligand CD70 on subsets of dendritic cells and lymphocytes. Here, we analyzed the role of the CD27-CD70 interaction in the immunologic control of solid tumors in Cd27-deficient mice. In tumor-bearing wild-type mice, the CD27-CD70 interaction increased the frequency of regulatory T cells (Tregs), reduced tumor-specific T-cell responses, increased angiogenesis, and promoted tumor growth. CD27 signaling reduced apoptosis of Tregs in vivo and induced CD4(+) effector T cells (Teffs) to produce interleukin-2, a key survival factor for Tregs. Consequently, the frequency of Tregs and growth of solid tumors were reduced in Cd27-deficient mice or in wild-type mice treated with monoclonal antibody to block CD27 signaling. Our findings, therefore, provide a novel mechanism by which the adaptive immune system enhances tumor growth and may offer an attractive strategy to treat solid tumors.

DOCK8 is a Cdc42 activator critical for interstitial dendritic cell migration during immune responses

To migrate efficiently through the interstitium, dendritic cells (DCs) constantly adapt their shape to the given structure of the extracellular matrix and follow the path of least resistance. It is known that this amoeboid migration of DCs requires Cdc42, yet the upstream regulators critical for localization and activation of Cdc42 remain to be determined. Mutations of DOCK8, a member of the atypical guanine nucleotide exchange factor family, causes combined immunodeficiency in humans. In the present study, we show that DOCK8 is a Cdc42-specific guanine nucleotide exchange factor that is critical for interstitial DC migration. By generating the knockout mice, we found that in the absence of DOCK8, DCs failed to accumulate in the lymph node parenchyma for T-cell priming. Although DOCK8-deficient DCs migrated normally on 2-dimensional surfaces, DOCK8 was required for DCs to crawl within 3-dimensional fibrillar networks and to transmigrate through the subcapsular sinus floor. This function of DOCK8 depended on the DHR-2 domain mediating Cdc42 activation. DOCK8 deficiency did not affect global Cdc42 activity. However, Cdc42 activation at the leading edge membrane was impaired in DOCK8-deficient DCs, resulting in a severe defect in amoeboid polarization and migration. Therefore, DOCK8 regulates interstitial DC migration by controlling Cdc42 activity spatially.

Anti-HIV state but not apoptosis depends on IFN signature in CD4+ T cells

To gain insights into the molecular mechanisms underlying early host responses to HIV in the CD4(+) T cell target population, we examined gene expression in CD4(+) T cells isolated 24 h after ex vivo HIV infection of lymphocyte aggregate cultures derived from human tonsils. Gene profiling showed a distinct up-regulation of genes related to immune response and response to virus, notably of IFN-stimulated genes (ISGs), irrespective of the coreceptor tropism of the virus. This mostly IFN-alpha-dependent gene signature suggested the involvement of plasmacytoid dendritic cells, a principal component of the antiviral immune response. Indeed, depletion of plasmacytoid dendritic cells before HIV inoculation abrogated transcriptional up-regulation of several ISGs and resulted in increased levels of HIV replication. Treatment with a blocking anti-IFN-alphaR Ab yielded increased HIV replication; conversely, HIV replication was decreased in pDC-depleted cultures treated with IFN-alpha. Among up-regulated ISGs was also TRAIL, indicating a potential role of the IFN signature in apoptosis. However, a blocking anti-TRAIL Ab did not abrogate apoptosis of CD4(+) T cells in CXCR4-tropic HIV-infected cultures, suggesting the involvement of pathways other than TRAIL mediated. We conclude that acute HIV infection of lymphoid tissue results in up-regulation of ISGs in CD4(+) T cells, which induces an anti-HIV state but not apoptosis.

Imatinib mesylate selectively impairs expansion of memory cytotoxic T cells without affecting the control of primary viral infections

Imatinib mesylate (imatinib) is a potent inhibitor of defined tyrosine kinases (TKs) and is effective in the treatment of malignancies characterized by constitutive activation of these TKs such as chronic myeloid leukemia and gastrointestinal stromal tumors. TKs also play an important role in T-cell receptor (TCR) signal transduction. Inhibitory as well as stimulating effects of imatinib on T cells and dendritic cells have been described. Here, we analyzed the effects of imatinib treatment on antiviral immune responses in vivo. Primary cytotoxic T-cell (CTL) responses were not impaired in imatinib-treated mice after infection with lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) or after immunization with a tumor cell line expressing LCMV glycoprotein (LCMV-GP). Similarly, neutralizing antibody responses to vesicular stomatitis virus (VSV) were not affected. In contrast, secondary expansion of LCMV-specific memory CTLs was reduced in vitro and in vivo, resulting in impaired protection against reinfection. In addition, imatinib treatment delayed the onset of diabetes in a CTL-induced diabetes model. In summary, imatinib treatment in vivo selectively inhibits the expansion of antigen-experienced memory CTLs without affecting primary T- or B-cell responses. Therefore, imatinib may be efficacious in the suppression of CTL-mediated immunopathology in autoimmune diseases without the risk of acquiring viral infections.

Pneumococcal meningitis induces apoptosis in recently postmitotic immature neurons in the dentate gyrus of neonatal rats

Bacterial meningitis is associated with high rates of morbidity and mortality, despite advances in antibiotic therapy. Meningitis caused by Streptococcus pneumoniae is associated with a particularly high incidence of neurological sequelae including deficits resulting from damage to the hippocampus. Previous studies have documented that in neonatal rats with experimental pneumococcal meningitis, cells in the subgranular layer of the dentate gyrus undergo apoptosis. The aim of the present study was to define in more detail the nature of the dying cells in the dentate gyrus. Using bromodeoxyuridine labeling at different times before infection combined with immunocytochemistry, we identified the vulnerable cells as those which underwent mitosis 6-10 days before infection. A majority of these cells are of neuronal lineage. Thus, immature neuronal cells several days after the last cell division are preferentially triggered into apoptosis during pneumococcal meningitis. The loss of these cells may contribute to the long-lasting impairment of hippocampal function identified in animal models and in humans after bacterial meningitis.