Vitamin D status and latent tuberculosis infection : a preliminary study in a group of healthy Mexican agricultural workers

Vitamin D metabolites are important in the regulation of bone and calcium homeostasis, but also have a more ubiquitous role in the regulation of cell differentiation and immune function. Severely low circulating 25-dihydroxyvitamin D [25(OH)D] concentrations have been associated with the onset of active tuberculosis (TB) in immigrant populations, although the association with latent TB infection (LTBI) has not received much attention. A previous study identified the prevalence of LTBI among a sample of Mexican migrant workers enrolled in Canada's Seasonal Agricultural Workers Program (SA WP) in the Niagara Region of Ontario. The aim of the present study was to determine the vitamin D status of the same sample, and identify if a relationship existed with LTBI. Studies of vitamin D deficiency and active TB are most commonly carried out among immigrant populations to non-endemic regions, in which reactivation of LTBI has occurred. Currently, there is limited knowledge of the association between vitamin D deficiency and LTBI. Entry into Canada ensured that these individuals did not have active TB, and L TBI status was established previously by an interferon-gamma release assay (IGRA) (QuantiFERON-TB Gold In-Tube®, Cellestis Ltd., Australia). Awareness of vitamin D status may enable individuals at risk of deficiency to improve their nutritional health, and those with LTBI to be aware of this risk factor for disease. Prevalence of vitamin D insufficiency among the Mexican migrant workers was determined from serum samples collected in the summer of 2007 as part of the cross sectional LTBI study. Samples were measured for concentrations of the main circulating vitamin D metabolite, 25(OH)D, with a widely used 1251 250HD RIA (DiaSorin Inc.®, Stillwater, MN), and were categorized as deficient «37.5 nmoI/L), insufficient (>37.5 nmollL, < 80 nmol/L) or sufficient (2::80 nmoI/L). Fisher's exact tests and t tests were used to determine if vitamin D status (sufficiency or insufficiency) or 25(OH)D concentrations significantly differed by sex or age categories. Predictors of vitamin D insufficiency and 25(OH)D concentrations were taken from questionnaires carried out during the previous study, and analyzed in the present study using multiple regression prediction models. Fisher's exact test and t test was used to determine if vitamin D status or 25(OH)D concentration differed by LTBI status. Strength of the relationship between interferongamma (IFN-y) concentration (released by peripheral T cells in response to TB antigens) and 25(OH)D concentration was analyzed using a Spearman correlation. Out of 87 participants included in the study (78% male; mean age 38 years), 14 were identified as LTBI positive but none had any signs or symptoms of TB reactivation. Only 30% of the participants were vitamin D sufficient, whereas 68% were insufficient and 2% were deficient. Significant independent predictors of lower 25(OH)D concentrations were sex, number of years enrolled in the SA WP and length of stay in Canada. No significant differences were found between 25(OH)D concentrations and LTBI status. There was a significant moderate correlation between IFN-y and 25(OH)D concentrations ofLTBI-positive individuals. The majority of participants presented with Vitamin D insufficiency but none were severely deficient, indicating that 25(OH)D concentrations do not decrease dramatically in populations who temporarily reside in Canada but go back to their countries of origin during the Canadian winter. This study did not find a statistical relationship between low levels of vitamin D and LTBI which suggests that in the presence of overall good health, lower than ideal levels of 2S(OH)D, may still be exerting a protective immunological effect against LTBI reactivation. The challenge remains to determine a critical 2S(OH)D concentration at which reactivation is more likely to occur.

Regulation of the memory T cell development and islet beta-cell survival by DAPK-related apoptosis-inducing protein kinase 2 (Drak2)

Drak2 est un membre de la famille des protéines associées à la mort et c’est une sérine/thréonine kinase. Chez les souris mutantes nulles Drak2, les cellules T ne présentent aucune défectuosité apparente en apoptose induite par activation, après stimulation avec anti-CD3 et anti-CD28, mais ont un seuil de stimulation réduit, comparées aux cellules T de type sauvage (TS). Dans notre étude, l’analyse d’hybridation in situ a révélé que l’expression de Drak2 est ubiquiste au stade de la mi-gestation chez les embryons, suivie d’une expression plus focale dans les divers organes pendant la période périnatale et l’âge adulte, notamment dans le thymus, la rate, les ganglions lymphatiques, le cervelet, les noyaux suprachiasmatiques, la glande pituitaire, les lobes olfactifs, la médullaire surrénale, l’estomac, la peau et les testicules. Nous avons créé des souris transgéniques (Tg) Drak2 en utilisant le promoteur humain beta-actine. Ces souris Tg montraient des ratios normaux entre cellules T versus B et entre cellules CD4 versus CD8, mais leur cellularité et leur poids spléniques étaient inférieurs comparé aux souris de type sauvage. Après activation TCR, la réponse proliférative des cellules T Tg Drak2 était normale, même si leur production d’interleukine (IL)-2 et IL-4 mais non d’interféron-r était augmentée. Les cellules T Tg Drak2 activées ont démontré une apoptose significativement accrue en présence d’IL-2 exogène. Au niveau moléculaire, les cellules T Tg Drak2 ont manifesté une augmentation moins élevée des facteurs anti-apoptotiques durant l’activation; un tel changement a probablement rendu les cellules vulnérables aux attaques subséquentes d’IL-2. L’apoptose compromise dans les cellulesT Tg Drak2 a été associée à un nombre réduit de cellules T ayant le phénotype des cellules mémoires (CD62Llo) et avec des réactions secondaires réprimées des cellules T dans l’hypersensibilité de type différé. Ces résultats démontrent que Drak2 s’exprime dans le compartiment des cellules T mais n’est pas spécifique aux cellules T; et aussi qu’il joue des rôles déterminants dans l’apoptose des cellules T et dans le développement des cellules mémoires T. En outre, nous avons recherché le rôle de Drak2 dans la survie des cellules beta et le diabète. L’ARNm et la protéine Drak2 ont été rapidement induits dans les cellules beta de l’îlot après stimulation exogène par les cytokines inflammatoires ou les acides gras libres et qui est présente de façon endogène dans le diabète, qu’il soit de type 1 ou de type 2. La régulation positive de Drak2 a été accompagnée d’une apoptose accrue des cellules beta. L’apoptose des cellules beta provoquée par les stimuli en question a été inhibée par la chute de Drak2 en utilisant petit ARNi. Inversement, la surexpression de Drak2 Tg a mené à l’apoptose aggravée des cellules beta déclenchée par les stimuli. La surexpression de Drak2 dans les îlots a compromis l’augmentation des facteurs anti-apoptotiques, tels que Bcl-2, Bcl-xL et Flip, sur stimulation par la cytokine et les acides gras libres. De plus, les expériences in vivo ont démontré que les souris Tg Drak2 étaient sujettes au diabète de type 1 dans un modèle de diabète provoqué par de petites doses multiples de streptozotocine et qu’elles étaient aussi sujettes au diabète de type 2 dans un modèle d’obésité induite par la diète. Nos données montrent que Drak2 est défavorable à la survie des cellules beta. Nous avons aussi étudié la voie de transmission de Drak2. Nous avons trouvé que Drak2 purifiée pouvait phosphoryler p70S6 kinase dans une analyse kinase in vitro. Lasurexpression de Drak2 dans les cellules NIT-1 a entraîné l’augmentation de la phosphorylasation p70S6 kinase tandis que l’abaissement de Drak2 dans ces cellules a réduit la phosphorylation. Ces recherches mécanistes ont prouvé que p70S6 kinase était véritablement un substrat de Drak2 in vitro et in vivo. Cette étude a découvert les fonctions importantes de Drak2 dans l’homéostasie des cellules T et le diabète. Nous avons prouvé que p70S6 kinase était un substrat de Drak2. Nos résultats ont approfondi nos connaissances de Drak2 à l’intérieur des systèmes immunitaire et endocrinien. Certaines de nos conclusions, comme les rôles de Drak2 dans le développement des cellules mémoires T et la survie des cellules beta pourraient être explorées pour des applications cliniques dans les domaines de la transplantation et du diabète.

Caractérisation de DKK1 comme antigène tumoral et manipulation des lymphocytes T CD8 : utilisation de la voie de Wnt en immunothérapie du cancer

L’immunothérapie tumorale à médiation cellulaire est un traitement qui utilise le système immunitaire des patients afin d’induire une réponse des lymphocytes T CD8+ (T CD8+) contre la tumeur. Cette réponse est produite suite à la reconnaissance des antigènes par les T CD8+. Ces cibles sont appelées antigènes tumoraux (TAA) et définies comme des protéines exprimées par les cellules cancéreuses mais absentes des tissus normaux. Par une approche bio-informatique, notre laboratoire a identifié Dickkopf-1 (DKK1), une protéine inhibitrice de la voie de Wnt, comme un TAA potentiel. Une immunothérapie à médiation cellulaire efficace requiert l’identification de TAA candidats pertinents. Le traitement de patients par immunothérapie pourrait également être améliorées par l’augmentation de la puissance d’action anti-tumorale ainsi que la persistante des T CD8+ spécifiques aux TAA. Ce projet de doctorat se divise en deux parties : 1- La caractérisation de l’expression de DKK1 dans les cancers communs et la détermination de son immunogénicité afin de valider sa candidature comme TAA. 2- La reprogrammation des T CD8+, de patients atteints d’un cancer commun, vers un phénotype moins différentié afin d’augmenter leur potentiel anti-tumoral et leur persistance. Dans le premier objectif, nous avons caractérisé l’expression de DKK1 dans le cancer du sein et dans d’autres cancers communs. Le profil d’expression de DKK1 a été étudié par RT-PCR et par ELISA dans plusieurs lignées cellulaires de cancer et dans les tissus normaux. L’expression de DKK1 a aussi été étudiée dans des échantillons cliniques provenant de cancers du sein, du poumon et du rein. Trente pourcents (30%) des tumeurs provenant d’un cancer du sein exprimaient DKK1. La moitié des tumeurs DKK1(+) était triple négative, donc pas de récepteurs d’œstrogène et de progestérone et était Her-2/neu(-) (ces patientes ont des possibilités de traitements très restreintes). De plus, 50% des échantillons cliniques de tumeurs du poumon et 30% des tumeurs de rein exprimaient DKK1. Les observations effectuées dans le cancer du poumon ont été, par la suite, corroborées par d'autres groupes qui ont montré une corrélation entre l'expression de DKK1 et un mauvais pronostic. Après avoir confirmée l’expression de DKK1 dans les cancers communs, justifiant ainsi sa candidature comme TAA, nous avons évalué l’immunogénicité de DKK1. Pour ce faire, nous avons effectué des stimulations in vitro de cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) de patient(e)s atteint(e)s d’un cancer du sein ou du poumon avec des peptides dérivés de DKK1 pouvant être présentés par les complexes majeurs d’histocompatibilité (CMH) HLA-A*0201. Des clones de T CD8+ reconnaissant un peptide de DKK1 ont été identifiés et isolés. Par essai multiplex et cytométrie de flux intracellulaire, la polyfonctionnalité d’un ces clones T CD8+ spécifiques à DKK1 a été étudiée et a révélée un profil effecteur, renforçant ainsi la candidature de DKK1 comme TAA. Dans l’ensemble, les résultats obtenus dans cette première partie de thèse suggèrent une possible utilisation de DKK1 en immunothérapie contre les cancers communs, attribuable à son expression dans ces cancers et la possibilité de faire proliférer des T CD8+ effecteurs spécifiques à DKK1 à partir de sang de patients. Dans la seconde partie de cette thèse, je décrirai la manipulation in vitro des T CD8+ de patients atteints d’un cancer commun, afin d’augmenter la force et la durée de leurs fonctions anti-tumorales. Il a été démontré que des lymphocytes moins différentiés sont capables d’une réponse immunologique plus efficace et durable. Nous avons basé ce projet sur l’utilisation d’un inhibiteur pharmacologique de la GSK-3, pour activer de la voie de Wnt chez les T CD8+ et ainsi leur conférer un phénotype moins différentié, partageant des caractéristiques de la cellule naïve et de la cellule mémoire. Des cultures de T CD8+, spécifiques à des antigènes viraux, en présence de l’inhibiteur ont permis d’augmenter la sécrétion d’interféron (IFN)- et leur activité cytotoxique. Ces résultats indiquent un effet de l’activation de la voie de Wnt sur la fonction des T CD8+. Ces observations sont rapportées pour la première fois chez les T CD8+ humains et suggèrent une nouvelle stratégie, applicables à l’immunothérapie du cancer, afin de prolonger la persistance des cellules ainsi que leur activité anti-tumorale. En conclusion, ces travaux de recherche ont mené à la réalisation d’une étape très importante dans la validation de la candidature de DKK1 comme TAA pour les cancers communs, soit la démonstration de son expression dans ces cancers et son absence dans les tissus normaux dérivés d’organes importants. Ces travaux ont également mené à la démonstration de l’immunogénicité de DKK1, par l’identification d’un peptide de DKK1 reconnu par les T CD8+. De plus, l’étude de la polyfonctionnalité des T CD8+ spécifiques à DKK1 a révélée un profil effecteur favorable pour l’obtention d’une réponse anti-tumorale efficace. Ces découvertes pourraient servir à l’élaboration d’une stratégie d’immunothérapie à médiation cellulaire pour les cancers communs. Pour sa part, l’étude phénotypique et fonctionnelle de la modulation de la voie de Wnt dans les T CD8+ a donné lieu à l’observation d’un phénotype encore jamais rapporté chez l’humain, conférant aux T CD8+ un aspect moins différentié avec des caractéristiques propre à un phénotype mémoire. Ces résultats sont pertinents dans l’amélioration de l’immunothérapie du cancer, passant par l’augmentation de la persistance des lymphocytes. En résumé, les résultats présentés dans cette thèse de doctorat fournissent des évidences indéniables quant à la validation de DKK1 comme TAA pour une immunothérapie à médiation cellulaire des cancers communs. Ces résultats fournissent également des preuves quant à la pertinence de la reprogrammation des T CD8+ par l’activation de la voie de la voie de Wnt, afin de générer des lymphocytes médiateurs plus efficaces pour ce type de thérapie.

Recognition of hepatitis C virus RNA by toll like receptors 7 and 8 : implications for the initiation of innate immune response

Le virus de l’hépatite C (VHC) est un virus à ARN simple brin positif (ssARN) qui se replique dans le foie. Deux cents millions de personnes sont infectées par le virus dans le monde et environ 80% d’entre elles progresseront vers un stade chronique de l’infection. Les thérapies anti-virales actuelles comme l’interféron (IFN) ou la ribavirin sont de plus en plus utilisées mais ne sont efficaces que dans la moitié des individus traités et sont souvent accompagnées d’une toxicité ou d’effets secondaires indésirables. Le système immunitaire inné est essentiel au contrôle des infections virales. Les réponses immunitaires innées sont activées suite à la reconnaissance par les Pathogen Recognition Receptors (PRRs), de motifs macromoléculaires dérivés du virus appelés Pathogen-Associated Molecular Patterns (PAMPs). Bien que l'activation du système immunitaire par l'ARN ou les protéines du VHC ait été largement étudiée, très peu de choses sont actuellement connues concernant la détection du virus par le système immunitaire inné. Et même si l’on peut très rapidement déceler des réponses immunes in vivo après infection par le VHC, l’augmentation progressive et continue de la charge virale met en évidence une incapacité du système immunitaire à contrôler l’infection virale. Une meilleure compréhension des mécanismes d’activation du système immunitaire par le VHC semble, par conséquent, essentielle au développement de stratégies antivirales plus efficaces. Dans le présent travail nous montrons, dans un modèle de cellule primaire, que le génome ARN du VHC contient des séquences riches en GU capables de stimuler spécifiquement les récepteurs de type Toll (TLR) 7 et 8. Cette stimulation a pour conséquence la maturation des cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs), le production d’interféron de type I (IFN) ainsi que l’induction de chémokines et cytokines inflammatoires par les différentes types de cellules présentatrices d’antigènes (APCs). Les cytokines produites après stimulation de monocytes ou de pDCs par ces séquences ssARN virales, inhibent la production du virus de façon dépendante de l’IFN. En revanche, les cytokines produites après stimulation de cellules dendritiques myéloïdes (mDCs) ou de macrophages par ces mêmes séquences n’ont pas d’effet inhibiteur sur la production virale car les séquences ssARN virales n’induisent pas la production d’IFN par ces cellules. Les cytokines produites après stimulation des TLR 7/8 ont également pour effet de diminuer, de façon indépendante de l’IFN, l’expression du récepteur au VHC (CD81) sur la lignée cellulaire Huh7.5, ce qui pourrait avoir pour conséquence de restreindre l’infection par le VHC. Quoiqu’il en soit, même si les récepteurs au VHC comme le CD81 sont largement exprimés à la surface de différentes sous populations lymphocytaires, les DCs et les monocytes ne répondent pas aux VHC, Nos résultats indiquent que seuls les macrophages sont capables de reconnaître le VHC et de produire des cytokines inflammatoires en réponse à ce dernier. La reconnaissance du VHC par les macrophages est liée à l’expression membranaire de DC-SIGN et l’engagement des TLR 7/8 qui en résulte. Comme d’autres agonistes du TLR 7/8, le VHC stimule la production de cytokines inflammatoires (TNF-α, IL-8, IL-6 et IL-1b) mais n’induit pas la production d’interféron-beta par les macrophages. De manière attendue, la production de cytokines par des macrophages stimulés par les ligands du TLR 7/8 ou les séquences ssARN virales n’inhibent pas la réplication virale. Nos résultats mettent en évidence la capacité des séquences ssARN dérivées du VHC à stimuler les TLR 7/8 dans différentes populations de DC et à initier une réponse immunitaire innée qui aboutit à la suppression de la réplication virale de façon dépendante de l’IFN. Quoiqu’il en soit, le VHC est capable d’échapper à sa reconnaissance par les monocytes et les DCs qui ont le potentiel pour produire de l’IFN et inhiber la réplication virale après engagement des TLR 7/8. Les macrophages possèdent quant à eux la capacité de reconnaître le VHC grâce en partie à l’expression de DC-SIGN à leur surface, mais n’inhibent pas la réplication du virus car ils ne produisent pas d’IFN. L’échappement du VHC aux défenses antivirales pourrait ainsi expliquer l’échec du système immunitaire inné à contrôler l’infection par le VHC. De plus, la production de cytokines inflammatoires observée après stimulation in vitro des macrophages par le VHC suggère leur potentielle contribution dans l’inflammation que l’on retrouve chez les individus infectés par le VHC.

Caractérisation des lymphocytes T CD4+CD8+ dans le contexte de la sclérose en plaques

Une petite population de lymphocytes T exprimant les deux corécepteurs CD4 et CD8 et appelée double positive (DP), a été détectée dans le sang périphérique de donneurs sains et de patients atteints de diverses pathologies dont la sclérose en plaques (SEP). Nous avons émis l’hypothèse qu’il s’agissait de lymphocytes T hautement activés pouvant contribuer à l’inflammation chronique présente dans la SEP. Nous avons comparé les cellules T DP obtenues du sang de donneurs sains et de patients atteints de la SEP et non traités. La fréquence des cellules DP était similaire chez les patients et les donneurs sains. La proportion de lymphocytes T DP qui exprimaient les chaines du récepteur de l’interleukine-15 (IL-15) était plus élevée que pour les autres populations lymphocytaires. Des mesures d’induction de la phosphorylation du STAT5 (signal transducer and activator of transcription) ont démontré que les cellules DP ont répondu à des doses plus faibles et pour de plus longues périodes à l’IL-15 comparativement aux autres lymphocytes T. Le pourcentage de lymphocytes T DP ayant la capacité de produire l’interféron-gamma et des enzymes lytiques était élevé chez les témoins sains mais ces niveaux étaient significativement réduits chez les patients atteints de la SEP. La caractérisation phénotypique de cellules DP a suggéré que ces cellules ont des propriétés similaires aux lymphocytes T activés. Bien qu’il ne s’agisse que d’une caractérisation partielle, il semble que les lymphocytes T DP perdent une partie de leurs propriétés chez les patients atteints de la SEP.

Targeting αvβ3 and α5β1 for gene delivery to proliferating VSMCs: synergistic effect of TGF-β1

TGF-beta1 levels increase after vascular injury and promote vascular smooth muscle cell (VSMC) proliferation. We define a nonviral gene delivery system that targets alphavbeta3 and alpha5beta1 integrins that are expressed on proliferating VSMCs and strongly induced by TGF-beta1. A 15-amino acid RGDNP-containing peptide from American Pit Viper venom was linked to a Lys(16) peptide as vector (molossin vector) and complexed with Lipofectamine or fusogenic peptide for delivery of luciferase or beta-galactosidase reporter genes to primary cultures of human, rabbit, and rat VSMCs. Preincubation of VSMCs with TGF-beta1 for 24 h, but not with PDGF-BB, interferon-gamma, TNF-alpha, nor PMA, increased alphavbeta3 and alpha5beta1 expressions on VSMCs and enhanced gene delivery of molossin vector. Thus beta-galactosidase activity increased from 35 +/- 5% (controls) to 75 +/- 5% after TGF-beta1 treatment, and luciferase activity increased fourfold over control values. Potential use of this system in vessel bypass surgery was examined in an ex vivo rat aortic organ culture model after endothelial damage. Molossin vector system delivered beta-galactosidase to VSMCs in the vessel wall that remained for up to 12 days posttransfection. The molossin vector system, when combined with TGF-beta1, enhances gene delivery to proliferating VSMCs and might have clinical applications for certain vasculoproliferative diseases.

Immunomodulatory effects of Pteridium aquilinum on natural killer cell activity and select aspects of the cellular immune response of mice

Pteridium aquilinum (bracken fern) is one of the most common plants. Epidemiological studies have revealed a higher risk of certain types of cancers (i.e., esophageal, gastric) in people who consume bracken fern directly ( as crosiers or rhizomes) or indirectly through the consumption of milk from livestock that fed on the plant. In animals, evidence exists regarding the associations between chronic bracken fern intoxication, papilloma virus infection, and the development of carcinomas. While it is possible that some carcinogens in bracken fern could be responsible for these cancers in both humans and animals, it is equally plausible that the observed increases in cancers could be related to induction of an overall immunosuppression by the plant/its various constituents. Under the latter scenario, normal tumor surveillance responses against nascent (non-bracken-induced) cancers or responses against viral infections ( specifically those linked to induction of cancers) might be adversely impacted by continuous dietary exposure to this plant. Therefore, the overall objective of this study was to evaluate the immunomodulatory effects of bracken fern following daily ingestion of its extract by a murine host over a period of 14 ( or up to 30) days. In C57BL/6 mice administered ( by gavage) the extract, histological analyses revealed a significant reduction in splenic white pulp area. Among a variety of immune response parameters/functions assessed in these hosts and isolated cells, both delayed-type hypersensitivity (DTH) analysis and evaluation of IFN gamma. production by NK cells during T(H)1 priming were also reduced. Lastly, the innate response in these hosts-assessed by analysis of NK cell cytotoxic functionality-was also diminished. The results here clearly showed the immunosuppressive effects of P. aquilinum and that many of the functions that were modulated could contribute to the increased risk of cancer formation in exposed hosts.

Trophoblast phagocytic program: roles in different placental systems

Although not belonging to the class of professional phagocytes, in many species trophoblast cells exhibit intense phagocytic activity. The complete range of physiological functions of trophoblast phagocytosis has not yet been fully characterized. Close association between the trophoblast and nutrition was determined many years ago. Hubrecht (1889) when proposing for the first time the name trophoblast to the external layer of the blastocyst, directly established the nutritive significance of this embryonic layer. Indeed, histotrophic phagocytosis, i.e. the internalization of maternal cells and secreted materials, is considered an important function of the trophoblast before the completion of the placenta. Recently, however, unexpected characteristics of the trophoblast have significantly enhanced our understanding of this process. Roles in acquisition of space for embryo development, in tissue remodeling during implantation and placentation and in defense mechanisms are highlighting how this cellular activity may be relevant for the maternal-fetal relationship beyond its nutritional function.

Germline CYBB mutations that selectively affect macrophages in kindreds with X-linked predisposition to tuberculous mycobacterial disease

Germline mutations in CYBB, the human gene encoding the gp91(phox) subunit of the phagocyte NADPH oxidase, impair the respiratory burst of all types of phagocytes and result in X-linked chronic granulomatous disease (CGD). We report here two kindreds in which otherwise healthy male adults developed X-linked recessive Mendelian susceptibility to mycobacterial disease (MSMD) syndromes. These patients had previously unknown mutations in CYBB that resulted in an impaired respiratory burst in monocyte-derived macrophages but not in monocytes or granulocytes. The macrophage-specific functional consequences of the germline mutation resulted from cell-specific impairment in the assembly of the NADPH oxidase. This `experiment of nature` indicates that CYBB is associated with MSMD and demonstrates that the respiratory burst in human macrophages is a crucial mechanism for protective immunity to tuberculous mycobacteria.

Bone marrow mononuclear cells attenuate fibrosis development after severe acute kidney injury

One of the early phases that lead to fibrosis progression is inflammation. Once this stage is resolved, fibrosis might be prevented. Bone marrow mononuclear cells (BMMCs) are emerging as a new therapy for several pathologies, including autoimmune diseases, because they enact immunosuppression. In this study we aimed to evaluate the role of BMMC administration in a model of kidney fibrosis induced by an acute injury. C57Bl6 mice were subjected to unilateral severe ischemia by clamping the left renal pedicle for 1 h. BMMCs were isolated from femurs and tibia, and after 6 h of reperfusion, 1 x 10(6) cells were administrated intraperitoneally. At 24 h after surgery, treated animals showed a significant decrease in creatinine and urea levels when compared with untreated animals. Different administration routes were tested. Moreover, interferon (IFN) receptor knockout BMMCs were used, as this receptor is necessary for BMMC activation. Labeled BMMCs were found in ischemic kidney on FACS analysis. This improved outcome was associated with modulation of inflammation in the kidney and systemic modulation, as determined by cytokine expression profiling. Despite non-amelioration of functional parameters, kidney mRNA expression of interleukin (IL)-6 at 6 weeks was lower in BMMC-treated animals, as were levels of collagen 1, connective tissue growth factor (CTGF), transforming growth factor-beta (TGF-beta) and vimentin. Protective molecules, such as IL-10, heme oxygenase 1 (HO-1) and bone morphogenetic 7 (BMP-7), were increased in treated animals after 6 weeks. Moreover, Masson and Picrosirius red staining analyses showed less fibrotic areas in the kidneys of treated animals. Thus, early modulation of inflammation by BMMCs after an ischemic injury leads to reduced fibrosis through modulation of early inflammation.

Detection of the Tim-3 ligand, galectin-9, inside the allograft during a rejection episode

Introduction: Tim-3 is a Th1 lymphocytes membrane protein with inhibitory function. Its ligand, galectin-9, was recently identified and it is expressed in some lymphocyte subpopulation. In addition, endothelial cells and fibroblasts can also express galectin-9 according to the local cytokine milieu. Both molecules can act as important regulatory tools in the immune system. Aim: Evaluate the expression of these immunoregulatory molecules inside kidney allografts during acute rejection episodes. Methods: By using a quantitative polymerase chain reaction assay, we measured the levels of messenger RNA (mRNA) for galectin-9 and Tim-3 in 21 samples obtained at allograft nephrectomy. Five samples received the histological diagnosis of acute non-vascular rejection (ANVR), twelve of acute vascular rejection (AVR), and five of loss of non-immune cause (LNIC; as control). As cytolytic response markers we measured mRNA levels of granzyme B, interferon-gamma and perforin. The statistic analysis was performed using one way analysis of variance (ANOVA) and Pearson correlation. Results: The mean levels of Tim-3 mRNA expression were 13.99 +/- 6.99 for LNIC, 48.13 +/- 54.47 for RACNV and 238.63 +/- 333.14 for RAV (p = 0.004). For galectin-9, the mean values were 0.57 +/- 0.49 for LNIC, 0.66 +/- 0.36 for RACNV and 2.34 +/- 1.62 for RAV (p = 0.006). Furthermore, there was a positive correlation between both molecules (r = 0.526, p = 0.016). Also. granzyme B, perforin and interferon-gamma mRNA expression were different among the three groups. Conclusion: Messenger RNA level expressions of all the studied molecules were higher inside allografts with more severe rejection. Moreover, there was a positive correlation between galectin-9 and Tim-3 mRNA levels. The simultaneous expression of galectin-9 and Tim-3 may indicate an immunoregulatory function, during the ongoing cytotoxic response. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Critical involvement of Th1-related cytokines in renal injuries induced by ischemia and reperfusion

Renal ischemia and reperfusion injury (IRI) is considered an inflammatory syndrome. To move forward in its pathogenesis, we exploited the role of several cytokines on renal damages triggered by IRI. Specifically to evaluate the role of Th1 immune profile in this system, IL-12, IFN-gamma, and IFN-gamma/IL-12 deficient (KO) mice on C57BL/6 background and their controls were subjected to IRI. In each group, blood and kidney samples were harvested. Renal function was evaluated by serum creatinine and renal morphometric analyses. Gene expression of IL-6 and HO-1 were also investigated by Q-PCR. IFN-gamma KO animals presented the highest impairment in renal function compared to controls. Conversely, IL-12 KO animals were absolutely protected and, in a lesser extent, IFN-gamma/IL-12 KO double knockout was also protected from IRI. Gene expression analyses showed higher expression of HO-1, a cytoprotective gene, and IL-6, a pro-inflammatory cytokine, in IFN-gamma deficient animals subjected to IRI. Our results confirm that Th1 related cytokines such as IL-12 and IFN-gamma are critically involved in renal ischemia and reperfusion injury. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Deficiency of thrombospondin-1 reduces Th17 differentiation and attenuates experimental autoimmune encephalomyelitis

Transforming growth factor beta (TGF-beta) plays a role both in the induction of Treg and in the differentiation of the IL-17-secreting T cells (Th17) which drive inflammation in experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). We investigated the role that thrombospondin-1 (TSP-1) dependent activation of TGF-beta played in the generation of an encephalitic Th17 response in EAE. Upon immunization with myelin oligodendrocyte glycoprotein peptide (MOG(35-55)), TSP-1 deficient (TSP-1(null)) mice and MOG(35-55) TCR transgenic mice that lack of TSP-1 (2D2.TSP-1(null)) exhibited an attenuated form of EAE, and secreted lower levels of IL-17. Adoptive transfer of in vitro-activated 2D2.TSP-1(null) T cells induced a milder form of EAE, independent of TSP-1 expression in the recipient mice. Furthermore, in vitro studies demonstrated that anti-CD3/anti-CD28 pre-activated CD4+ T cells transiently upregulated latent TGF-beta in a TSP-1 dependent way, and such activation of latent TGF-beta was required for the differentiation of Th17 cells. These results demonstrate that TSP-1 participates in the differentiation of Th17 cells through its ability to activate latent TGF-beta, and enhances the inflammatory response in EAE. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

New malaria vaccine candidates based on the Plasmodium vivax Merozoite Surface Protein-1 and the TLR-5 agonist Salmonella Typhimurium FliC flagellin

The present study evaluated the immunogenicity of new malaria vaccine formulations based on the 19 kDa C-terminal fragment of Plasmodium vivax Merozoite Surface Protein-1 (MSP1(19)) and the Salmonella enterica serovar Typhimurium flagellin (FIiC), a Toll-like receptor 5 (TLR5) agonist. FHC was used as an adjuvant either admixed or genetically linked to the P. vivax MSP1(19) and administered to C57BL/6 mice via parenteral (s.c.) or mucosal (i.n.) routes. The recombinant fusion protein preserved MSP1(19) epitopes recognized by Sera collected from P. vivax infected humans and TLR5 agonist activity. Mice parenterally immunized with recombinant P vivax MSPI 19 in the presence of FliC, either admixed or genetically linked, elicited strong and long-lasting MSP1 (19)-specific systemic antibody responses with a prevailing IgG1 subclass response. Incorporation of another TLR agonist, CpG ODN 1826, resulted in a more balanced response, as evaluated by the IgG1/IgG2c ratio, and higher cell-mediated immune response measured by interferon-gamma secretion. Finally, we show that MSPI 19-specific antibodies recognized the native protein expressed on the surface of P. vivax parasites harvested from infected humans. The present report proposes a new class of malaria vaccine formulation based on the use of malaria antigens and the innate immunity agonist FliC. it contains intrinsic adjuvant properties and enhanced ability to induce specific humoral and cellular immune responses when administered alone or in combination with other adjuvants. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Immunogenic properties of a recombinant fusion protein containing the C-terminal 19 kDa of Plasmodium falciparum merozoite surface protein-1 and the innate immunity agonist FliC flagellin of Salmonella Typhimurium

In a recent study, we demonstrated the immunogenic properties of a new malaria vaccine polypeptide based on a 19 kDa C-terminal fragment of the merozoite surface protein-1 (MSP1(19)) from Plasmodium vivax and an innate immunity agonist, the Salmonella enterica serovar Typhimurium flagellin (FliC). Herein, we tested whether the same strategy, based on the MSP1(19) component of the deadly malaria parasite Plasmodium falciparum, could also generate a fusion polypeptide with enhanced immunogenicity. The His(6)FliC-MSP1(19) fusion protein was expressed from a recombinant Escherichia coil and showed preserved in vitro TLR5-binding activity. In contrast to animals injected with His(6)MSP1(19), mice subcutaneously immunised with the recombinant His6FliC-MSP1(19) developed strong MSP1(19)-specific systemic antibody responses with a prevailing IgG1 subclass. Incorporation of other adjuvants, such as CpG ODN 1826, complete and incomplete Freund`s adjuvants or Quil-A, improved the IgG responses after the second, but not the third, immunising dose. It also resulted in a more balanced IgG subclass response, as evaluated by the IgG1/IgG2c ratio, and higher cell-mediated immune response, as determined by the detection of antigen-specific interferon-gamma secretion by immune spleen cells. MSP(19)-specific antibodies recognised not only the recombinant protein, but also the native protein expressed on the surface of P. falciparum parasites. Finally, sera from rabbits immunised with the fusion protein alone inhibited the in vitro growth of three different P. falciparum strains. In summary, these results extend our previous observations and further demonstrate that fusion of the innate immunity agonist FliC to Plasmodium antigens is a promising alternative to improve their immunogenicity. (c) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.