The use of polymerase chain reaction for early diagnosis of tuberculosis in Mycobacterium tuberculosis culture

Early diagnosis plays a vital role in controlling tuberculosis. The conventional methodology is slow, with results taking several weeks, in addition to having low sensitivity, especially in clinical paucibacillary samples. The objective of this study was to evaluate the use of polymerase chain reaction (PCR) on solid medium culture for a rapid diagnosis of tuberculosis, mainly in cases of negative sputum smears. Forty sputum samples were collected from inpatients with tuberculosis treated for less than 2 days. Bacilloscopy, PCR for sputum, culture on Löwestein-Jensen (LJ) solid medium, and daily PCR from culture were performed on each sample. DNA extracted from the BCG vaccine, which contains attenuated bacillus Calmette-Guérin, was used as the positive control. Smear microscopy showed 68.6% sensitivity, 80% specificity, 96% positive predictive value, and 26.7% negative predictive value, with culture on LJ medium as the gold standard. Culture at day 28 showed 74.3% sensitivity and 100% specificity. PCR of DNA extracted from sputum amplified a 1027-bp fragment of the 16s RNA gene, showing 22.9% sensitivity and 60% specificity. PCR performed with DNA extracted from daily culture showed that, from the 17th to the 40th day, the sensitivity (85.7%) and specificity (60%) were constant. We conclude that a 17-day culture is a good choice for rapid diagnosis and to interfere with the transmission chain of tuberculosis.

Leukotrienes are not essential for the efficacy of a heterologous vaccine against Mycobacterium tuberculosis infection

Leukotrienes are reported to be potent proinflammatory mediators that play a role in the development of several inflammatory diseases such as asthma, rheumatoid arthritis and periodontal disease. Leukotrienes have also been associated with protection against infectious diseases. However, the role of leukotrienes in Mycobacterium tuberculosis infection is not understood. To answer this question, we studied the role of leukotrienes in the protective immune response conferred by prime-boost heterologous immunization against tuberculosis. We immunized BALB/c mice (4-11/group) with subcutaneous BCG vaccine (1 x 10(5) M. bovis BCG) (prime) followed by intramuscular DNA-HSP65 vaccine (100 µg) (boost). During the 30 days following the challenge, the animals were treated by gavage daily with MK-886 (5 mg·kg-1·day-1) to inhibit leukotriene synthesis. We showed that MK-886-treated mice were more susceptible to M. tuberculosis infection by counting the number of M. tuberculosis colony-forming units in lungs. The histopathological analysis showed an impaired influx of leukocytes to the lungs of MK-886-treated mice after infection, confirming the involvement of leukotrienes in the protective immune response against experimental tuberculosis. However, prime-boost-immunized mice treated with MK-886 remained protected after challenge with M. tuberculosis, suggesting that leukotrienes are not required for the protective effect elicited by immunization. Protection against M. tuberculosis challenge achieved by prime-boost immunization in the absence of leukotrienes was accompanied by an increase in IL-17 production in the lungs of these animals, as measured by ELISA. Therefore, these data suggest that the production of IL-17 in MK-886-treated, immunized mice could contribute to the generation of a protective immune response after infection with M. tuberculosis.

Co-culture of apoptotic breast cancer cells with immature dendritic cells: a novel approach for DC-based vaccination in breast cancer

A dendritic cell (DC)-based vaccine strategy could reduce the risk of recurrence and improve the survival of breast cancer patients. However, while therapy-induced apoptosis of hepatocellular and colorectal carcinoma cells can enhance maturation and antigen presentation of DCs, whether this effect occurs in breast cancer is currently unknown. In the present study, we investigated the effect of doxorubicin (ADM)-induced apoptotic MCF-7 breast cancer cells on the activation of DCs. ADM-induced apoptotic MCF-7 cells could effectively induce immature DC (iDC) maturation. The mean fluorescence intensity (MFI) of DC maturity marker CD83 was 23.3 in the ADM-induced apoptotic MCF-7 cell group compared with 8.5 in the MCF-7 cell group. The MFI of DC co-stimulatory marker CD86 and HLA-DR were also increased after iDCs were treated with ADM-induced apoptotic MCF-7 cells. Furthermore, the proliferating autologous T-lymphocytes increased from 14.2 to 40.3% after incubated with DCs induced by apoptotic MCF-7 cells. The secretion of interferon-γ by these T-lymphocytes was also increased. In addition, cell-cell interaction between apoptotic MCF-7 cells and iDCs, but not soluble factors released by apoptotic MCF-7 cells, was crucial for the maturation of iDCs. These findings constitute a novel in vitro DC-based vaccine strategy for the treatment of breast cancer by ADM-induced apoptotic MCF-7 cells.

Cloning, bioinformatics analysis, and expression of the dust mite allergen Der f 5 of Dermatophagoides farinae

Crude extracts of house dust mites are used clinically for diagnosis and immunotherapy of allergic diseases, including bronchial asthma, perennial rhinitis, and atopic dermatitis. However, crude extracts are complexes with non-allergenic antigens and lack effective concentrations of important allergens, resulting in several side effects. Dermatophagoides farinae (Hughes; Acari: Pyroglyphidae) is one of the predominant sources of dust mite allergens, which has more than 30 groups of allergen. The cDNA coding for the group 5 allergen of D. farinae from China was cloned, sequenced and expressed. According to alignment using the VECTOR NTI 9.0 software, there were eight mismatched nucleotides in five cDNA clones resulting in seven incompatible amino acid residues, suggesting that the Der f 5 allergen might have sequence polymorphism. Bioinformatics analysis revealed that the matured Der f 5 allergen has a molecular mass of 13604.03 Da, a theoretical pI of 5.43 and is probably hydrophobic and cytoplasmic. Similarities in amino acid sequences between Der f 5 and allergens of other domestic mite species, viz. Der p 5, Blo t 5, Sui m 5, and Lep d 5, were 79, 48, 53, and 37%, respectively. Phylogenetic analysis indicated that Der f 5 and Der p 5 clustered together. Blo t 5 and Ale o 5 also clustered together, although Blomia tropicalis and Aleuroglyphus ovatus belong to different mite families, viz. Echimyopodidae and Acaridae, respectively.

Cytogenetic studies of Brazilian pediatric myelodysplastic syndrome cases: challenges and difficulties in a large and emerging country

Myelodysplastic syndromes (MDS) and juvenile myelomonocytic leukemia (JMML) are rare hematopoietic stem cell diseases affecting children. Cytogenetics plays an important role in the diagnosis of these diseases. We report here the experience of the Cytogenetic Subcommittee of the Brazilian Cooperative Group on Pediatric Myelodysplastic Syndromes (BCG-MDS-PED). We analyzed 168 cytogenetic studies performed in 23 different cytogenetic centers; 84 of these studies were performed in patients with confirmed MDS (primary MDS, secondary MDS, JMML, and acute myeloid leukemia/MDS+Down syndrome). Clonal abnormalities were found in 36.9% of the MDS cases and cytogenetic studies were important for the detection of constitutional diseases and for differential diagnosis with other myeloid neoplasms. These data show the importance of the Cooperative Group for continuing education in order to avoid a late or wrong diagnosis.

Alzheimer's disease: is a vaccine possible?

The cause of Alzheimer's disease is still unknown, but the disease is distinctively characterized by the accumulation of β-amyloid plaques and neurofibrillary tangles in the brain. These features have become the primary focus of much of the research looking for new treatments for the disease, including immunotherapy and vaccines targeting β-amyloid in the brain. Adverse effects observed in a clinical trial based on the β-amyloid protein were attributed to the presence of the target antigen and emphasized the relevance of finding safer antigen candidates for active immunization. For this kind of approach, different vaccine formulations using DNA, peptide, and heterologous prime-boost immunization regimens have been proposed. Promising results are expected from different vaccine candidates encompassing B-cell epitopes of the β-amyloid protein. In addition, recent results indicate that targeting another protein involved in the etiology of the disease has opened new perspectives for the effective prevention of the illness. Collectively, the evidence indicates that the idea of finding an effective vaccine for the control of Alzheimer's disease, although not without challenges, is a possibility.

More than 10 years survival with sequential therapy in a patient with advanced renal cell carcinoma: a case report

Although radical nephrectomy alone is widely accepted as the standard of care in localized treatment for renal cell carcinoma (RCC), it is not sufficient for the treatment of metastatic RCC (mRCC), which invariably leads to an unfavorable outcome despite the use of multiple therapies. Currently, sequential targeted agents are recommended for the management of mRCC, but the optimal drug sequence is still debated. This case was a 57-year-old man with clear-cell mRCC who received multiple therapies following his first operation in 2003 and has survived for over 10 years with a satisfactory quality of life. The treatments given included several surgeries, immunotherapy, and sequentially administered sorafenib, sunitinib, and everolimus regimens. In the course of mRCC treatment, well-planned surgeries, effective sequential targeted therapies and close follow-up are all of great importance for optimal management and a satisfactory outcome.

Partial chemical and functional characterization of milk whey products obtained by different processes

Whey protein samples (S-1 to S-5) were tested in vivo and in vitro for nutritional properties and selected bioactivities. Weanling male Wistar rats fed modified AIN-93G (12 g protein.100 g-1) diets for 21 days were used the in vivo studies. The nutritional parameters did not differ among the protein diets tested. Erythrocyte glutathione content was considered high and was higher for S-3, but liver glutathione was the same for all dietary groups. For S-3, cytokine secretion (IL-10 and TNF-α) by human peripheral blood mononuclear cells (in RPMI-1640 medium) was higher in the absence of antigen than in the presence of BCG antigen. Interleukin-4 secretion was repressed in all treatments. The IC50, whey protein concentration required to inhibit 50% of the melanoma cell proliferation, was 2.68 mg.mL-1 of culture medium for the S-3 sample and 3.66 mg.mL-1 for the S-2 sample. Based on these results, it was concluded that S-3 (whey protein concentrate enriched with TGF-β and lactoferrin) produced better nutritional and immunological responses than the other products tested.

Modeling of allergen proteins found in sea food products

Shellfish are a source of food allergens, and their consumption is the cause of severe allergic reactions in humans. Tropomyosins, a family of muscle proteins, have been identified as the major allergens in shellfish and mollusks species. Nevertheless, few experimentally determined three-dimensional structures are available in the Protein Data Base (PDB). In this study, 3D models of several homologous of tropomyosins present in marine shellfish and mollusk species (Chaf 1, Met e1, Hom a1, Per v1, and Pen a1) were constructed, validated, and their immunoglobulin E binding epitopes were identified using bioinformatics tools. All protein models for these allergens consisted of long alpha-helices. Chaf 1, Met e1, and Hom a1 had six conserved regions with sequence similarities to known epitopes, whereas Per v1 and Pen a1 contained only one. Lipophilic potentials of identified epitopes revealed a high propensity of hydrophobic amino acids in the immunoglobulin E binding site. This information could be useful to design tropomyosin-specific immunotherapy for sea food allergies.

Sydämen eteisvärinän tunnistaminen matkapuhelimen kiihtyvyysanturilla

Yli 140 miljoonaa ihmistä kärsii kroonisesta eteisvärinästä. Monilla ihmisillä on eteisvärinää, vaikkeivat siitä itse tiedä. Hoito on yksinkertainen, mutta hoidon piiriin eivät päädy kaikki yksinkertaisten seulontamenettelyjen tuloksena. Elektrokardiogrammi (EKG) sydämen toimintojen tunnistusmenetelmänä on tällä hetkellä yleisin vaihtoehto eteisvärinän seulontaan. EKG-laitteet ovat arvokkaita ja haasteellisia yksittäisen käyttäjän arkielämän kannalta. Vaihtoehtoinen sydämen monitorointimenetelmä on ballistokardiografinen (BKG) mittaus. EKG:n ja BKG:n ominaisia piirteitä käydään lävitse ja vertaillaan vahvuuksia sekä heikkouksia näiden kahden mittausmenetelmän välillä. BKG:ta on tutkittu jo pitkään, mutta mittaukseen soveltuvia tähän käyttökohteeseen varsinaisesti suunniteltuja laitteita ei ole paljoakaan tuotteistettu markkinoille asti. Työssä tutkitaan matkapuhelimen kiihtyvyysanturin soveltuvuutta BKG-mittauksen suorittamiseen. Tällä menetelmällä on mahdollista tuoda helposti sydänmonitori lähelle ihmisiä ja jokainen voi omalla matkapuhelimellaan tarkkailla sydämensä toimintaa. Diplomityössä selvitetään erilaisten markkinoilla olevien mobiililaitteiden soveltuvuutta kiihtyvyysanturitutkimukseen. Useampaa mallia koskevan selvitystyön tuloksena valitaan parhaiten toimiva vaihtoehto, jolla jatketaan tutkimusta suunnittelemalla mittausprosessi. Ensimmäisen vaiheen mittauksissa valitaan 20 perustervettä koehenkilöä tutkimukseen. Tutkimuksen tuloksena saadaan tutkimushypoteesin mukainen tulos ja sydämen lyönnit saadaan tunnistettua kaikilla koehenkilöillä. Ensimmäisen vaiheen aikana suoritetaan myös liikehäiriötutkimusta. Tässä suoritetaan yksinkertaiset käden, jalan ja pään liikkeiden vaikutuksen arvioinnit kiihtyvyysanturisignaaliin. Lisäksi selvitetään, miten puhuminen mittauksen aikana välittyy tutkimuslaitteeseen ja suoritetaan arvio siitä, miten tämä voidaan ottaa huomioon. Ensimmäisen vaiheen havaintojen perusteella jatkokehitetään mittausprosessia ja pyritään optimoimaan tätä, jotta laajempi otosjoukko on mahdollista saavuttaa mahdollisimman vähän aikaresursseja kuluttaen. Työssä valmistellaan laajemman, 1000 koehenkilöä sisältävän, toisen tutkimusvaiheen suoritusta. Diplomityön osana valmistellaan Varsinais-Suomen Sairaanhoitopiirin eettiselle toimikunnalle lausuntohakemus tutkimukselle. Hakemuksessa käsitellään laajasti tutkimuksen suorittamista eri osa-alueilla. Toisen vaiheen tuloksen noudattaessa tutkimushypoteesia, voidaan todeta matkapuhelimen kiihtyvyysanturin olevan soveluva menetelmä sydämen toiminnan tutkimiseen.

CD40-stimulated B Lymphocytes Pulsed with Tumor Antigens Are Effective Antigen-presenting Cells That Can Generate Specific T Cells

Although they are considered as antigen presenting cells (APC), the role of antigen-unspecific B-lymphocytes in antigen presentation and T lymphocyte stimulation remains controversial. In this paper, we tested the capacity of normal human peripheral activated B cells to stimulate T cells using melanoma antigens or melanoma cell lysates. B lymphocytes activated through CD40 ligation and then pulsed with tumor antigens efficiently processed and presented MHC class II restricted peptides to specific CD4+ T cell clones. This suggests that CD40-activated B cells have the functional and molecular competence to present MHC class II epitopes when pulsed with exogenous antigens, thereby making them a relevant source of APC to generate T cells. To test this hypothesis, CD40-activated B cells were pulsed with a lysate prepared from melanoma cells and used to stimulate peripheral autologous T cells. Interestingly, T cells specific to melanoma antigens were generated. Further analysis of these T cell clones revealed that they recognized MHC class II restricted epitopes from tyrosinase, a known melanoma tumor antigen. The efficient antigen presentation by antigen-unspecific activated B cells was correlated with a down-regulation in the expression of HLA-DO, a B cell specific protein known to interfere with HLA-DM function. Because HLA-DM is important in MHC class II peptide loading, the observed decrease in HLA-DO may partially explain the enhanced antigen presentation following B-cell activation. Results globally suggest that when they are properly activated, antigen-unspecific B-lymphocytes can present exogenous antigens by MHC class II molecules and stimulate peripheral antigen-specific T cells. Antigen presentation by activated B cells could be exploited for immunotherapy by allowing the in vitro generation of T cells specific against antigens expressed by tumors or viruses.

Immuno-oncology of human prostate cancer : phenotypical characterization and study of the tumor-derived, androgen-regulated immunosuppressive microenvironment

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes canadiens et la troisième cause de décès relié au cancer. Lorsque diagnostiqué à un stade précoce de la maladie, le cancer de la prostate est traité de manière curative par chirurgie et radiothérapie. Par contre, les thérapies actuelles ne peuvent éradiquer la maladie lorsqu’elle progresse à des stades avancés. Ces thérapies, comme la chimiothérapie et l’hormonothérapie, demeurent donc palliatives. Il est primordial d’optimiser de nouvelles thérapies visant l’élimination des cellules cancéreuses chez les patients atteints des stades avancés de la maladie. Une de ces nouvelles options thérapeutiques est l’immunothérapie. L’immunothérapie du cancer a fait des progrès considérables durant les dernières années. Cependant, les avancements encourageants obtenus lors d’essais précliniques ne se sont pas encore traduits en des résultats cliniques significatifs. En ce qui concerne le cancer de la prostate, les résultats négligeables suivants des interventions immunothérapeutiques peuvent être causés par le fait que la plupart des études sur le microenvironnement immunologique furent effectuées chez des modèles animaux. De plus la majorité des études sur l’immunologie tumorale humaine furent effectuées chez des patients atteints d’autres cancers, tels que le mélanome, et non chez les patients atteints du cancer de la prostate. Donc, le but central de cette thèse de doctorat est d’étudier le microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate afin de mieux définir les impacts de la tumeur sur le développement de la réponse immunitaire antitumorale. Pour réaliser ce projet, nous avons établi deux principaux objectifs de travail : (i) la caractérisation précise des populations des cellules immunitaires infiltrant la tumeur primaire et les ganglions métastatiques chez les patients atteints du cancer de la prostate; (ii) l’identification et l’étude des mécanismes immunosuppressifs exprimés par les cellules cancéreuses de la prostate. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que la progression du cancer de la prostate est associée au développement d’un microenvironnement immunosuppressif qui, en partie, est régulé par la présence des androgènes. L’étude initiale avait comme but la caractérisation du microenvironnement immunologique des ganglions drainant la tumeur chez des patients du cancer de la prostate. Les résultats présentés dans le chapitre III nous a permis de démontrer que les ganglions métastatiques comportent des signes cellulaires et histopathologiques associés à une faible réactivité immunologique. Cette immunosuppression ganglionnaire semble dépendre de la présence des cellules métastatiques puisque des différences immunologiques notables existent entre les ganglions non-métastatiques et métastatiques chez un même patient. La progression du cancer de la prostate semble donc associée au développement d’une immunosuppression affectant les ganglions drainant la tumeur primaire. Par la suite, nous nous sommes intéressés à l’impact de la thérapie par déplétion des androgènes (TDA) sur le microenvironnement immunologique de la tumeur primaire. La TDA est associée à une augmentation marquée de l’inflammation prostatique. De plus, les protocoles d’immunothérapies pour le cancer de la prostate actuellement évalués en phase clinique sont dirigés aux patients hormonoréfractaires ayant subi et échoué la thérapie. Cependant, peu d’information existe sur la nature de l’infiltrat de cellules immunes chez les patients castrés. Il est donc essentiel de connaître la nature de cet infiltrat afin de savoir si celui-ci peut répondre de manière favorable à une intervention immunothérapeutique. Dans le chapitre IV, je présente les résultats sur l’abondance des cellules immunes infiltrant la tumeur primaire suivant la TDA. Chez les patients castrés, les densités de lymphocytes T CD3+ et CD8+ ainsi que des macrophages CD68+ sont plus importantes que chez les patients contrôles. Nous avons également observé une corrélation entre la densité de cellules NK et une diminution du risque de progression de la maladie (rechute biochimique). Inversement, une forte infiltration de macrophages est associée à un plus haut risque de progression. Conjointement, durant cette étude, nous avons développé une nouvelle approche informatisée permettant la standardisation de la quantification de l’infiltrat de cellules immunes dans les échantillons pathologiques. Cette approche facilitera la comparaison d’études indépendantes sur la densité de l’infiltrat immun. Ces résultats nous ont donc permis de confirmer que les effets pro-inflammatoires de la TDA chez les patients du cancer de la prostate ciblaient spécifiquement les lymphocytes T et les macrophages. L’hypothèse intéressante découlant de cette étude est que les androgènes pourraient réguler l’expression de mécanismes immunosuppressifs dans la tumeur primaire. Dans le chapitre V, nous avons donc étudié l’expression de mécanismes immunosuppressifs par les cellules cancéreuses du cancer de la prostate ainsi que leur régulation par les androgènes. Notre analyse démontre que les androgènes augmentent l’expression de molécules à propriétés immunosuppressives telles que l’arginase I et l’arginase II. Cette surexpression dépend de l’activité du récepteur aux androgènes. Chez les patients castrés, l’expression de l’arginase II était diminuée suggérant une régulation androgénique in vivo. Nous avons observé que l’arginase I et l’arginase II participent à la prolifération des cellules du cancer de la prostate ainsi qu’à leur potentiel immunosuppressif. Finalement, nous avons découvert que l’expression de l’interleukin-8 était aussi régulée par les androgènes. De plus, l’interleukin-8, indépendamment des androgènes, augmente l’expression de l’arginase II. Ces résultats confirment que les androgènes participent au développement d’une microenvironnement immunosuppressif dans le cancer de la prostate en régulant l’expression de l’arginase I, l’arginase II et l’interleukin-8. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse témoignent du caractère unique du microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate. Nos travaux ont également permis d’établir de nouvelles techniques basées sur des logiciels d’analyse d’image afin de mieux comprendre le dialogue entre la tumeur et le système immunitaire chez les patients. Approfondir les connaissances sur les mécanismes de régulation du microenvironnement immunologique chez les patients atteint du cancer de la prostate permettra d’optimiser des immunothérapies mieux adaptées à éradiquer cette maladie.

Études sur la dérégulation des cytokines et des cellules Natural Killer chez les patients infectés par le VIH-1

La prolifération, la différenciation ainsi que les fonctions des cellules du système immunitaire sont contrôlées en partie par les cytokines. Lors de l’infection par le VIH-1, les défauts observés dans les fonctions, la maintenance, ainsi que la consistance des cellules du système immunitaire sont en large partie attribués à une production altérée des cytokines et à un manque d’efficacité au niveau de leurs effets biologiques. Durant ces études, nous nous sommes intéréssés à la régulation et aux fonctions de deux cytokines qui sont l’IL-18 et l’IL-21. Nous avons observé une corrélation inversée significative entre les concentrations sériques d’IL-18 et le nombre des cellules NK chez les patients infectés par le VIH-1. Nos expériences in vitro ont démontré que cette cytokine induit l’apoptose des cellules NK primaires et que cette mort peut être inhibée par des anticorps neutralisants spécifiques pour FasL et TNF-α. Cette mort cellulaire est due à l’expression de FasL sur les cellules NK et à la production de TNF-α par ces cellules. L’IL-18 augmente aussi la susceptibilité à la mort des cellules NK par un stimulus pro-apoptotique, en diminuant l’expression de la protéine anti-apoptotique Bcl-XL. Nous démontrons aussi que, contrairement à l’IL-18, les niveaux d’IL-18BP sont plus faibles dans les sérum de patients infectés. Ceci résulte sur une production non coordonnée de ces deux facteurs, aboutissant à des niveaux élevés d’IL-18 libre et biologiquement active chez les patients infectés. L’infection de macrophages in vitro induit la production d’IL-18 et réduit celle d’IL-18BP. De plus, l’IL-10 et le TGF-β, dont les concentrations sont élevées chez les patients infectés, réduisent la production d’IL-18BP par les macrophages in vitro. Finalement, nous démontrons que l’IL-18 augmente la réplication du VIH-1 dans les lymphocytes T CD4+ infectés. Les niveaux élevés d’IL-18 libres et biologiquement actives chez les patients infectés contribuent donc à l’immuno-pathogénèse induite par le VIH-1 en perturbant l’homéostasie des cellules NK ainsi qu’en augmentant la réplication du virus chez les patients. Ces études suggèrent donc la neutralisation des effets néfastes de l’IL-18 en utilisant son inhibiteur naturel soit de l’IL-18BP exogène. Ceci permettrait de moduler l’activité de l’IL-18 in vivo à des niveaux souhaitables. L’IL-21 joue un rôle clef dans le contrôle des infections virales chroniques. Lors de ces études, nous avons déterminé la dynamique de la production d’IL-21 lors de l’infection par le VIH-1 et sa conséquence sur la survie des cellules T CD4+ et la fréquence des cellules T CD8+ spécifiques au VIH-1. Nous avons démontré que sa production est compromise tôt au cours de l’infection et que les concentrations d’IL-21 corrèlent avec le compte de cellules T CD4+ chez les personnes infectées. Nos études ont démontré que le traitement antirétroviral restaure partiellement la production d’IL-21. De plus, l’infection par le VIH-1 de cellules T CD4+ humaines inhibe sa production en réduisant l’expression du facteur de transcription c-Maf. Nous avons aussi démontré que la fréquence des cellules T CD4+ spécifiques au VIH-1 qui produisent de l’IL-21 est réduite chez les patients virémiques. Selon nos résultats, l’IL-21 empêche l’apoptose spontanée des cellules T CD4+ de patients infectés et l’absence d’IL-21 réduit la fréquence des cellules T CD8+ spécifiques au VIH-1 chez ces patients. Nos résultats démontrent que l'IL-21R est exprimé de façon égale sur tous les sous-types de cellules NK chez les donneurs sains et chez les patients infectés. L’IL-21 active les protéines STAT-3, MAPK et Akt afin d'augmenter les fonctions effectrices des cellules NK. L'activation de STAT-3 joue un rôle clef dans ces fonctions avec ou sans un traitement avec de l'IL-21. L'IL-21 augmente l'expression des protéines anti-apoptotiques Bcl-2 et Bcl-XL, augmente la viabilité des cellules NK, mais ne possède aucun effet sur leur prolifération. Nous démontrons de plus que l'IL-21 augmente l'ADCC, les fonctions sécrétrices et cytotoxiques ainsi que la viabilité des cellules NK provenant de patients chroniquement infectés par le VIH-1. De plus, cette cytokine semble présenter ces effets sans augmenter en contrepartie la réplication du VIH-1. Elle permet donc d'inhiber la réplication virale lors de co-cultures autologues de cellules NK avec des cellules T CD4+ infectées d'une manière dépendante à l'expression de perforine et à l'utilisation de la protéine LFA-1. Les niveaux d’IL-21 pourraient donc servir de marqueurs biologiques pour accompagner les informations sur le taux de cellules T CD4+ circulantes en nous donnant des informations sur l’état de fonctionnalité de ce compartiment cellulaire. De plus, ces résultats suggèrent l’utilisation de cette cytokine en tant qu’agent immunothérapeutique pour restaurer les niveaux normaux d’IL-21 et augmenter la réponse antivirale chez les patients infectés par le VIH-1.

Contrôle de la réponse immunitaire par l’indoleamine 2,3-dioxygénase : étude de la régulation d’une molécule immuno-suppressive dans les cellules cancéreuses et les lymphocytes B chez l’humain

Le système immunitaire se doit d’être étroitement régulé afin d’éviter que des réponses immunologiques inappropriées ou de trop forte intensité ne surviennent. Ainsi, différents mécanismes permettent de maintenir une tolérance périphérique, mais aussi d’atténuer la réponse lorsque celle-ci n’est plus nécessaire. De tels mécanismes sont cependant aussi exploités par les tumeurs, qui peuvent ainsi échapper à une attaque par le système immunitaire et donc poursuivre leur progression. Ces mécanismes immunosuppresseurs nuisent non seulement à la réponse naturelle contre les cellules tumorales, mais font aussi obstacle aux tentatives de manipulation clinique de l’immunité visant à générer une réponse anti-tumorale par l’immunothérapie. L’un des mécanismes par lesquels les tumeurs s’évadent du système immunitaire est l’expression d’enzymes responsables du métabolisme des acides aminés dont l’une des principales est l’indoleamine 2,3-dioxygénase (IDO). Cette dernière dégrade le tryptophane et diminue ainsi sa disponibilité dans le microenvironnement tumoral, ce qui engendre des effets négatifs sur la prolifération, les fonctions et la survie des lymphocytes T qui y sont présents. Bien que la régulation de l’expression de cette enzyme ait été largement étudiée chez certaines cellules présentatrices d’antigènes, dont les macrophages et les cellules dendritiques, peu est encore connu sur sa régulation dans les cellules tumorales humaines. Nous avons posé l’hypothèse que différents facteurs produits par les cellules immunitaires infiltrant les tumeurs (TIIC) régulent l’expression de l’IDO dans les cellules tumorales. Nous avons effectivement démontré qu’une expression de l’IDO est induite chez les cellules tumorales humaines, suite à une interaction avec des TIIC. Cette induction indépendante du contact cellulaire résulte principalement de l’interféron-gamma (IFN-g) produit par les lymphocytes T activés, mais est régulée à la baisse par l’interleukine (IL)-13. De plus, la fludarabine utilisée comme agent chimiothérapeutique inhibe l’induction de l’IDO chez les cellules tumorales en réponse aux lymphocytes T activés. Cette observation pourrait avoir des conséquences importantes en clinique sachant qu’une forte proportion d’échantillons cliniques provenant de tumeurs humaines exprime l’IDO. Enfin, les lymphocytes B, qui sont retrouvés également dans certaines tumeurs et qui interagissent étroitement avec les lymphocytes T, sont aussi susceptibles à une induction transcriptionnelle et traductionnelle de l’IDO. Cette enzyme est cependant produite sous une forme inactive dans les lymphocytes B, ce qui rend peu probable l’utilisation de l’IDO par les lymphocytes B comme mécanisme pour freiner la réponse immunitaire. Nos travaux apportent des informations importantes quant à la régulation de l’expression de la molécule immunosuppressive IDO dans les cellules cancéreuses. Ils démontrent que l’expression de l’IDO est influencée par la nature des cytokines présentes dans le microenvironnement tumoral. De plus son expression est inhibée par la fludarabine, un agent utilisé pour le traitement de certains cancers. Ces données devraient être prises en considération dans la planification de futurs essais immunothérapeutiques, et pourraient avoir un impact sur les réponses cliniques anti-tumorales.

Les cellules dendritiques plasmacytoides dans le sang de cordon et après greffe de sang de cordon

La greffe de sang de cordon est de plus en plus utilisée et a permis de traiter avec succès chez l’enfant des déficits immunitaires ainsi que des hémopathies malignes comme les leucémies. Malgré d’importants avantages tels que l’absence de risque pour le donneur ou la plus faible incidence de maladie du greffon contre l’hôte (GvHD), utiliser le sang de cordon comporte certains inconvénients. En effet, une reconstitution immunitaire retardée, des infections opportunistes en plus grand nombre et un risque de rechute sont des complications qui peuvent survenir et engendrer un risque pour le pronostic vital du patient. Par conséquent, de nouvelles stratégies d’immunothérapies doivent être envisagées. Dans le cadre de ce travail, nous nous sommes particulièrement intéressés aux cellules dendritiques plasmacytoides (pDC) dont les fonctions sont importantes pour l’initiation des réponses immunitaires innée et adaptative et particulièrement pour leur capacité à activer les cellules NK. Afin d’élucider le rôle et l’impact de ces cellules dans les greffes de sang de cordon, le nombre et la fonction des pDC et des NK a été suivi longitudinalement chez des patients ayant subi une greffe de sang de cordon comparativement à des patients transplantés avec de la moelle osseuse. Nous avons ainsi démontré que les pDC et les NK apparaissent précocement suite à une greffe de sang de cordon et que ces cellules sont fonctionnelles. Ces résultats mettent donc en lumière que ces cellules pourraient être de bons outils pour l’établissement d’une immunothérapie après greffe de sang de cordon. De plus, la caractérisation fonctionnelle des pDC du greffon de sang de cordon a permis de révéler une plus faible production d’IFN-α par les pDC, comparativement aux pDC de sang d’adulte. Cette différence pourrait jouer un rôle dans la plus faible incidence de GvHD après les greffes de sang de cordon. Dans le but de préciser les mécanismes moléculaires de régulation négative de la production d’IFN-α par les pDC de sang de cordon, nous avons étudié les protéines de la voie de signalisation TLR9-IRF7. L’expression similaire de l’ARN du TLR9, MyD88, IRAK1 et IRF7 contraste avec la plus faible expression des protéines correspondantes. De plus, l’expression des MicroARNs miR-146a et miR-155 est plus élevé dans les pDC de sang de cordon comparativement aux pDC de sang d’adultes. Ensemble, ces données pointent une régulation négative post-transcriptionnelle de la voie TLR9-IRF7 qui pourrait expliquer la plus faible production d’IFN-α des pDC du sang de cordon. L’ensemble des ces travaux suggère que les pDC pourraient représenter une cible de choix dans le développement de nouvelles approches thérapeutiques dans les greffes de sang de cordon.