Role of the naive and memory CD4+T-cell repertoire in transplantation

Purpose: The exact role of individual T cell-subsets in the development of rejection is not clearly defined. Given their distinct phenotypes, effector functions and trafficking patterns, naïve (CD45RBhiCD44lo) and memory (CD45RBloCD44hi) T cells may play distinct roles in anti-donor immunity after transplantation. Furthermore, only the CD4+CD45RBlo population contains CD4+CD25+ T cells, a subset with suppressive functions playing a major role in the maintenance of peripheral tolerance. The aim of this work was to study the contribution of these individual subsets in alloresponses via the direct and indirect pathways using a murine experimental model. Methods and materials: Purified naïve or memory CD4+ T cells were adoptively transferred into lymphopenic mice undergoing a skin allograft. Donor to recipient MHC combinations were chosen in order to study the direct and the indirect pathways of allorecognition separately. Graft survival and in vivo expansion, effector function and trafficking of the transferred T cells was assessed at different time points after transplantation. Results: We found that the cross-reactive CD4+CD45RBlo memory T-cell pool was heterogeneous and contained cells with regulatory potentials, both in the CD4+CD25+ and CD4+CD25-populations. CD4+ T cells capable of inducing strong primary alloreactive responses in vitro and rejection of a first allograft in vivo were mainly contained within the CD45RBhi naïve CD4+ T-cell compartment. CD4+CD45RBlo T cells proliferated less abundantly to allogeneic stimulation than their naïve counterparts both in vitro and in vivo, and allowed prolonged allograft survival even after the depletion of the CD4+CD25+ subset. Interestingly, CD4+CD25-CD45RBlo T cells were capable of prolonging allograft survival, mainly when the indirect pathway was the only mechanism of allorecognition. The indirect pathway response, which was shown to drive true chronic rejection and contribute to chronic allograft dysfunction, was predominantly mediated by naïve CD4+ T cells. Conclusion: This work provides new insights into the mechanisms that drive allograft rejection and should help develop new clinical immunosuppressive protocols. In particular, our results highlight the importance of selectively targeting individual T-cell subsets to prevent graft rejection but at the same time maintain immune protective responses to common pathogens.

The role of Notch receptors in T helper differentiation

After encountering antigens, naïve CD4+ Τ cells can differentiate into various effector Τ helper (Th) cell subsets, including CD4+ Thi, Th2, Thi7, regulatory Τ cells and the recently described follicular Τ helper cells (TFH cells). To date, most of the studies used either gain-of-function approaches that do not reflect the physiological Notch signaling intensity or loss-of-function models that block the entire Notch pathway. The contribution of single Notch receptors during Th differentiation occurring upon infection has not been investigated yet. In the present thesis, we wanted to assess the individual role of Notchi and Notch2 in Th differentiation, by using mice with Τ cell-specific deletion of Notchi, Notch2 or both (NiN2/iCD4Cre) in different models of infection/immunization.¦In the first part, we characterized the role of Notchi and Notch2 in Thi differentiation. We used experimental infection with the protozoan parasite Leishmania major, known to induce a protective Thi immune response in mice on the C57BL/6 background. Mice deficient for both Notchi and Notch2 developed unhealing lesions and were unable to control the parasite burden in their footpad. A profound defect in IFNy secretion by CD4+ Τ cells was shown to be responsible for the susceptibility of these mice. Although CD4+ Τ cells did not secrete IFNy following L. major infection, they exhibited higher IFNymRNA expression as well as higher frequency of CD4+IFNy+Τ cells in dLN. Altogether, these data indicate that Notch is dispensable for the differentiation of Thi cells expressing IFNy but controls, directly or not, the secretion of IFNy, allowing the development of a fully functional Thi immune response.¦In the second part of this thesis, we determined whether Notch is involved in differentiation of follicular Τ helper (TFH) cells. Using different models of immunization (NP-CGG, Schistosoma mansoni eggs) or infection (Leishmania mexicana), we showed that NiN2ACD4Cre mice were unable to generate TFH cells, displayed impaired germinal center (GC) formation as well as a profound defect in high affinity specific-antibodies secretion. We demonstrated an essential and previously unknown role of Notch in TFH cell development, the consequent GC formation and high affinity antibodies secretion, although the mechanisms by which Notch affects TFH development remain to be clearly demonstrated.¦-¦Lors d'une réponse immune, les lymphocytes Τ CD4+ se différencient en différentes sous- populations de lymphocytes Τ auxiliaires (T helper ou Th en anglais) incluant les populations de cellules Thi, Th2, Thn.7, Τ régulatrices ou Τ folliculaires. De nombreuses études ont montré un rôle de la voie de signalisation Notch dans la différentiation des lymphocytes Τ auxiliaires, bien que les résultats soient controversés. A ce jour, la majorité de ces études sont basées sur des modèles de gain de fonction qui ne reflètent pas le niveau physiologique du signal ou des modèles de perte de fonction pour lesquels toute la voie de signalisation est bloquée. De ce fait, nous avons voulu établir le rôle individuel de Notchi et Notch2 dans la réponse immune de type Thi et dans la différentiation des lymphocytes Τ auxiliaires folliculaires avec l'aide de souris déficientes pour Notchi, Notch2 ou les 2 (NiN2ACD4Cre) à la surface de leurs cellules T.¦Dans la première partie de cette thèse, nous avons analysé le rôle de Notch dans la différentiation de type Thi suite à infection avec le parasite Leishmania major, connu pour induire une forte réponse Thi dans des souris de souche C57BL/6. Les souris déficientes pour Notchi et Notch2 développent une importante lésion et sont incapables de contrôler la prolifération du parasite au site d'infection. Le profond défaut de la sécrétion d'IFNy par les cellules Τ des ganglions drainants est probablement responsable de la susceptibilité de ces souris à L. major. Bien que les cellules Τ ne sécrètent pas d'IFNy, nous avons observé des niveaux plus importants d'expression au niveau de l'ARN messager, et une proportion plus élevée de cellules positives pour CD4 et IFNy. Ces résultats indiquent que Notch est nécessaire pour la sécrétion d'IFNy mais pas pour la différentiation de cellules compétentes pour l'IFNy.¦Dans un second temps, nous avons voulu déterminer si Notch est impliqué dans la différentiation des cellules Τ folliculaires. En utilisant divers modèles d'immunisation (avec NP-CGG ou des oeufs de Schistosoma mansoni) ou d'infection (avec L. mexicana), nous avons montré que les souris NlN2ACD4Cre sont incapables de générer des cellules Τ folliculaires. En conséquence, la formation des centres germinatifs et la sécrétion d'anticorps de haute affinité sont profondément affectés. Nous avons démontré dans cette seconde partie un rôle crucial et inconnu à ce jour de Notch dans la différentiation des cellules Τ et en conséquence dans la formation des centres germinatifs et la sécrétion des anticorps de haute affinité, bien que les mécanismes par lesquels Notch contrôle cette différentiation restent à identifier.¦-¦Lors d'une réponse immune, les lymphocytes Τ CD// se différencient en différentes sous- populations de lymphocytes Τ auxiliaires de types Thi, Th2, Thi7, régulatrices ou folliculaires, définies selon la sécrétion de cytokines spécifiques. Le rôle de ces sous-populations dans le contrôle de diverses infections ou leur association avec de nombreuses maladies rend la compréhension des mécanismes de différentiation de ces cellules particulièrement importante. De nombreux facteurs sont impliqués dans ce processus, tels que la présence de diverses cytokines dans l'environnement, la nature de l'antigène ou encore la force de la stimulation. Par ailleurs, de nombreuses études ont montré un rôle de la voie de signalisation Notch dans la différentiation des lymphocytes T, bien que les résultats soient controversés. Dans cette thèse, nous avons voulu évaluer le rôle individuel des récepteurs Notch dans la différentiation des cellules Τ auxiliaires de type Thi et folliculaires à l'aide de souris dont les récepteurs Notch sont spécifiquement absents à la surface des lymphocytes T.¦Dans la première partie, nous avons utilisé le modèle d'infection au parasite Leishmania major, connu pour induire une forte réponse protectrice de type Thi dans la majorité des souches de souris. Suite à l'infection, les souris déficientes pour les récepteurs Notch sont incapables de contrôler la prolifération du parasite et développent une importante lésion au site d'infection. Cette susceptibilité est due à l'incapacité des cellules Τ auxiliaires à sécréter une cytokine spécifique des cellules de type Thi et nécessaire à l'éradication du parasite, l'IFNy. Ces résultats indiquent que les récepteurs Notch sont indispensables au développement d'une réponse Thi fonctionnelle, permettant la guérison suite à l'infection avec L. major.¦Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons voulu déterminer si Notch est impliqué dans la différentiation des lymphocytes Τ folliculaires. Ces cellules ont la particularité d'aider les lymphocytes Β à former des centres germinatifs au sein desquels les lymphocytes Β prolifèrent et sécrètent des anticorps, un processus nécessaire à la protection contre les pathogènes. Actuellement, l'efficacité de la majorité des vaccins repose sur la sécrétion d'anticorps par les lymphocytes B, aidés par les cellules Τ folliculaires. En raison du rôle important de ces cellules dans l'éradication des pathogènes et lors d'un processus de vaccination, il est important de connaître les facteurs et les mécanismes permettant la différentiation de ces cellules. Dans cette étude, nous montrons que la formation des cellules Τ folliculaires dépend de la voie de signalisation Notch, impliquant un rôle essentiel de cette molécule dans l'induction de la sécrétion d'anticorps par les lymphocytes B.

Impact of enterococcal colonization and infection in solid organ transplantation recipients from the Swiss Transplant Cohort Study.

BACKGROUND: The burden of enterococcal infections has increased over the last decades with vancomycin-resistant enterococci (VRE) being a major health problem. Solid organ transplantation is considered as a risk factor. However, little is known about the relevance of enterococci in solid organ transplantation recipients in areas with a low VRE prevalence. METHODS: We examined the epidemiology of enterococcal events in patients followed in the Swiss Transplant Cohort Study between May 2008 and September 2011 and analyzed risk factors for infection, aminopenicillin resistance, treatment, and outcome. RESULTS: Of the 1234 patients, 255 (20.7%) suffered from 392 enterococcal events (185 [47.2%] infections, 205 [52.3%] colonizations, and 2 events with missing clinical information). Only 2 isolates were VRE. The highest infection rates were found early after liver transplantation (0.24/person-year) consisting in 58.6% of Enterococcus faecium. The highest colonization rates were documented in lung transplant recipients (0.33/person-year), with 46.5% E. faecium. Age, prophylaxis with a betalactam antibiotic, and liver transplantation were significantly associated with infection. Previous antibiotic treatment, intensive care unit stay, and lung transplantation were associated with aminopenicillin resistance. Only 4/205 (2%) colonization events led to an infection. Adequate treatment did not affect microbiological clearance rates. Overall mortality was 8%; no deaths were attributable to enterococcal events. CONCLUSIONS: Enterococcal colonizations and infections are frequent in transplant recipients. Progression from colonization to infection is rare. Therefore, antibiotic treatment should be used restrictively in colonization. No increased mortality because of enterococcal infection was noted.

Time-Dependent Specificity of Immunopathologic (C4d-CD68) and Histologic Criteria of Antibody-Mediated Rejection for Donor-Specific Antibodies and Allograft Dysfunction in Heart Transplantation.

BACKGROUND: In heart transplantation, antibody-mediated rejection (AMR) is diagnosed and graded on the basis of immunopathologic (C4d-CD68) and histopathologic criteria found on endomyocardial biopsies (EMB). Because some pathologic AMR (pAMR) grades may be associated with clinical AMR, and because humoral responses may be affected by the intensity of immunosuppression during the first posttransplantation year, we investigated the incidence and positive predictive values (PPV) of C4d-CD68 and pAMR grades for clinical AMR as a function of time. METHODS: All 564 EMB from 40 adult heart recipients were graded for pAMR during the first posttransplantation year. Clinical AMR was diagnosed by simultaneous occurrence of pAMR on EMB, donor specific antibodies and allograft dysfunction. RESULTS: One patient demonstrated clinical AMR at postoperative day 7 and one at 6 months (1-year incidence 5%). C4d-CD68 was found on 4,7% EMB with a "decrescendo" pattern over time (7% during the first 4 months vs. 1.2% during the last 8 months; P < 0.05). Histopathologic criteria of AMR occurred on 10.3% EMB with no particular time pattern. Only the infrequent (1.4%) pAMR2 grade (simultaneous histopathologic and immunopathologic markers) was predictive for clinical AMR, particularly after the initial postoperative period (first 4 months and last 8 months PPV = 33%-100%; P < 0.05). CONCLUSION: In the first posttransplantation year, AMR immunopathologic and histopathologic markers were relatively frequent, but only their simultaneous occurrence (pAMR2) was predictive of clinical AMR. Furthermore, posttransplantation time may modulate the occurrence of C4d-CD68 on EMB and thus the incidence of pAMR2 and its relevance to the diagnosis of clinical AMR.

Early intensification and autologous stem cell transplantation in patients with systemic AL amyloidosis: a single-centre experience.

Primary systemic amyloidosis (AL amyloidosis) continues to have a very poor prognosis. Most therapeutic strategies remain unsatisfactory. Conventional chemotherapy is known to offer at best only moderate efficacy. Several studies have yielded higher complete response rates after high-dose chemotherapy and autologous stem cell transplantation (ASCT) in addition to improving outcomes in a subgroup of patients. However, the superiority of an intensive approach in AL amyloidosis has not been confirmed in a randomised trial. The precise role of ASCT remains unclear. We report our experience in 16 patients diagnosed with AL amyloidosis and treated in a multidisciplinary approach with high-dose melphalan and ASCT. Median age was 59 (39-71) years. The kidneys were predominantly affected in 75% of cases; two or more organs were affected in 38%. Median time from diagnosis to transplantation was 2 (1-4) months. Three patients (19%) developed acute renal failure and required transient dialysis. Transplant-related mortality was 6% after 100 days. Haematological complete response (CR) was obtained in nine (56%) and organ response in six (38%) patients. Nine out of 12 patients (75%) with kidney involvement exhibited a sustained clinical benefit at 12 months. Half of all the patients (n = 8) were alive after a median follow-up of 33 months, including two in continuous CR. This suggests that high-dose chemotherapy and ASCT are still valid treatment options in AL amyloidosis and that a significant number of patients with renal involvement might benefit from this approach.

Intravenous pamidronate as treatment for osteoporosis after heart transplantation: a prospective study.

Fractures due to osteoporosis are one of the major complications after heart transplantation, occurring mostly during the first 6 months after the graft, with an incidence ranging from 18% to 50% for vertebral fractures. Bone mineral density (BMD) decreases dramatically following the graft, at trabecular sites as well as cortical sites. This is explained by the relatively high doses of glucocorticoids used during the months following the graft, and by a long-term increase of bone turnover which is probably due to cyclosporine. There is some evidence for a beneficial effect on BMD of antiresorptive treatments after heart transplantation. The aim of this study was to assess prospectively the effect on BMD of a 3-year treatment of quarterly infusions of 60 mg of pamidronate, combined with 1 g calcium and 1000 U vitamin D per day, in osteoporotic heart transplant recipients, and that of a treatment with calcium and vitamin D in heart transplant recipients with no osteoporosis. BMD of the lumbar spine and the femoral neck was measured by dual-energy X-ray absorptiometry in all patients every 6 months for 2 years and after 3 years. Seventeen patients, (1 woman, 16 men) aged 46+/-4 years (mean +/- SEM) received only calcium and vitamin D. A significant decrease in BMD was observed after 6 months following the graft, at the lumbar spine (- 6.6%) as well as at the femoral neck (-7.8%). After 2 years, BMD tended to recover at the lumbar spine, whereas the loss persisted after 3 years at the femoral neck. Eleven patients (1 woman and 10 men) aged 46+/-4 years (mean +/- SEM) started treatment with pamidronate on average 6 months after the graft, because they had osteoporosis of the lumbar spine and/or femoral neck (BMD T-score below -2.5 SD). Over the whole treatment period, a continuous increase in BMD at the lumbar spine was noticed, reaching 18.3% after 3 years (14.3% compared with the BMD at the time of the graft). BMD at the femoral neck was lowered in the first year by -3.4%, but recovered totally after 3 years of treatment. In conclusion, a 3-year study of treatment with pamidronate given every 3 months to patients with existing osteoporosis led to a significant increase in lumbar spine BMD and prevented loss at the femoral neck. However, since some of these patients were treated up to 14 months after the transplant, they may already have passed through the phase of most rapid bone loss. In patients who were not osteoporotic at baseline, treatment with calcium and vitamin D alone was not able to prevent the rapid bone loss that occurs immediately after transplantation.

Role of neutrophils in "Leishmania" infection

Résumé : Dans le modèle murin d'infection avec le parasite protozoaire Leishmania major (L. major), la souche de souris C57BL/6 est résistante a |'infection et développe une réponse protectrice Thelper (Th) 1. Inversement, les souris de la souche BALB/c développent une réponse Th2 et sont sensibles a cette infection. A la suite d'une infection avec ce parasite, les neutrophiles sont les premières cellules présentes au site d'infection et sont recrutées de manière égale dans les souches résistantes et sensibles à L. major, Néanmoins, trois jours après l'infection, la majorité des neutrophiles disparaissent du site d'infection chez les souris C57BL/6, tandis que ils restent jusqu'a dix jours chez les souris BALB/c. Un rôle crucial des neutrophiles a été démontré durant l'infection avec L. major. En effet, la déplétion de ces cellules avant |'infection dans les souris BALB/c, conduit a une réduction du développement des lésions, associée à une baisse de la charge parasitaire et a une modification de la réponse immunitaire vers une réponse Th1 dans des souris normalement sensibles a |'infection, suggérant un rôle immunorégulateur de ces neutrophiles durant les premiers jours de l'infection. Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié le rôle des neutrophiles suite à l'infection avec L. major. Nous avons démontré que le parasite induisait des phénotypes de neutrophiles distincts chez les souris résistantes ou sensibles à L. major. Suite à l'exposition au parasite, les neutrophiles de souris C57BL/6 ont montré une expression élevée des récepteurs Toll-like 2, 7 et 9 ainsi que la sécrétion d'lL-12p7O et d'lL-10, alors que ceux de souris BALB/c sécrétaient de l'IL-12p40 et du TGFB. Nous avons ensuite démontré qu'en réponse à L. major, au contraire des neutrophiles de BALB/c, les neutrophiles de souris résistantes C57BL/6, libéraient la chimiokine CCL3 attirant les cellules dendritiques. Le rôle crucial de cette chimiokine dans la migration de la première de vague de cellules dendritiques au site d'infection ainsi que son rôle dans le développement de la réponse immunitaire subséquente a été établi. Ces résultats démontrent que les neutrophiles, suite a |'infection avec le parasite L. major, créent un microenvironnement capable de déterminer le développement d'une réponse immunitaire spécifique a un antigène. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés au rôle des neutrophiles suite a l'infection avec d'autres espèces de Leishmania: L, doriovani et L. mexicaria, agents responsables de leishmaniose viscérale et cutanée chronique respectivement. Un rôle crucial des neutrophiles a été démontré dans la réponse protectrice suite a l'infection avec L. donovani, l'absence de ces cellules amenant à une susceptibilité au parasite accrue, associée avec une induction préférentielle d'une réponse Th2. Inversement, la déplétion des neutrophiles lors de l'infection avec L. mexicaria aboutit a une résistance accrue, comme constaté par la baisse dela charge parasitaire, la hausse de la réponse Th1 ainsi la baisse de la réponse Th2 dans les souris déplétées en neutrophiles. Néanmoins, malgré le rôle délétère des neutrophiles sur le développement d'une réponse protectrice suite à |'infection avec L. mexicana, ces cellules sont nécessaires pour une résolution correcte dela réponse inflammatoire. En résumé, cette étude révèle un rôle majeur des neutrophiles lors de |'infection avec plusieurs especes de Leishmania. Résumé pour un large public : Les neutrophiles font partie de la famille des globules blancs. A la suite d'une infection, ces cellules sont les premières a être recrutées au site d'infection et sont impliquées dans |'élimination des pathogènes. Dans cette thèse, nous nous somme donc intéressés au rôle que pouvaient jouer ces neutrophiles durant l'infection avec le parasite protozoaire Leishmania major (L. major). Dans le modèle murin d'infection avec L. major, la majorité des souches de souris utilisées dans la recherche, dont les souris de la souche C57BL/6, développent de petites lésions qui guérissent spontanément après quelques semaines (souris résistantes). ll existe néanmoins, quelques souches de souris, dont la souche de souris BALB/c, qui développent des lésions qui ne guérissent pas (souris sensibles). Il a été observé que lors de l'lnfection avec ce parasites les neutrophiles étaient les premières cellules recrutées au site de l'lnfection dans toutes les souches de souris, toutefois trois jours après le début dela réaction immunitaire, la majorité des neutrophiles disparaissent chez les souris C57BL/6, tandis qu'ils restent jusqu'à dix jours chez les souris BALB/c. De plus, un rôle crucial des neutrophiles a été démontré durant l'infection avec L. major. En effet, l'absence de neutrophiles durant les trois premiers jours de l'infection chez les souris sensibles à |'infection, rend ces souris résistantes. Ces résultats suggèrent donc un rôle régulateur de la réponse immunitaire des neutrophiles durant les premiers jours de l'infection. Dans la première partie de cette thèse, nous avons étudié le rôle des neutrophiles suite à l'infection avec L. major. Nous avons donc analysé la sécrétion des cytokines, molécules essentielles qui déterminent la réponse immunitaire, par les neutrophiles. Nous avons démontré que le parasite induisait une sécrétion de cytokines différente entre les souris résistantes ou sensibles a L. major. Nous avons ensuite démontré que seule la souche de souris résistante sécrétait la chimiokine CCL3, connue pour être impliquée dans le recrutement de différentes cellules au site d'infecti0n, dont les cellules dendritiques. Les cellules dendritiques sont un élément fondamental pour un bon déroulement d'une réponse immunitaire, de par leur rôle décisif de liaison entre une réponse précoce non-spécifique au pathogène et une réponse plus tardive spécifique au pathogène et nécessaire pour |'élimination de dernier. Nous avons démontré que les neutrophiles de souris résistantes sécrétaient CCL3 et recrutaient les cellules dendritiques au site d'infecti0n, jouant de ce fait un rôle essentiel dans le développement de la réponse immunitaire. Ces résultats démontrent que les neutrophiles, suite à l'infection avec le parasite L. major, créent un microenvironnement capable de déterminer le développement d'une réponse immunitaire. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés au rôle des neutrophiles suite à l'lnfection avec d'autres espèces de Leishmania, L. donovani et L. mexicana. Nous avons pu montrer un rôle crucial de ces cellules dans la réponse à ces deux parasites. En effet, suite à |'infection avec L. donovani, un rôle protecteur des neutrophiles a été observé, leur absence menant à une susceptibilité accrue aux parasites. Dans le cas de l'infection avec L. mexicana, une réduction de |'infection a été observée en absence de neutrophiles, avec néanmoins une augmentation de la lésion, suggérant un rôle important de ces cellules dans le développement de la réponse immunitaire ainsi que dans le contrôle de la réponse inflammatoire. En résumé, cette étude révèle un rôle majeur des neutrophiles lors de l'lnfection avec plusieurs membres de la famille Leishrnania. Summary : Upon infection with the protozoan parasite Leishmania major (L. major), C57BL/6 mice show a resistant phenotype, developing a protective Thelper (Th) 1 response. ln contrast, BALB/c mice develop a Th2 response and are susceptible to infection. Following inoculation with the parasite, neutrophils are the first cells migrating at the site of infection and are equally recruited in both L. major- resistant and susceptible mouse strains. However, after three days of infection, almost all neutrophils disappear from the site of infection in C57BL/6 mice, while they persist until ten days in BALB/c mice. Neutrophils were shown to play a crucial role during infection with L. major. indeed, depletion of these cells in BALB/c mice prior to infection with the parasite led to a lower Iesion development, associated with a lower parasite burden and a modification in the immune response towards a Th1 response in these otherwise susceptible mice, suggesting an immunomodulatory role for neutrophils during the first days of infection. ln the first part of this thesis, we were interested in better understanding the role of neutrophils in infection with L. major. \/\/e found that this parasite was inducing distinct neutrophil phenotypes in L. major-resistant and susceptible mice. Upon exposition with L. major, C57BL/6 neutrophils were reported to express high level of Toll-like receptors 2, 7, 9 mRNA and secrete IL-12p70 and IL-10, while BALB/c neutrophils secreted homodimers of IL-12p40, and TGFB. We then demonstrated that in response to L. major, neutrophils from L. major-resistant C57BL/6 mice release the CCL3 dendritic cell attracting chemokine, which is critical for the first wave of dendritic cell migration to the site of infection and in the development of the subsequent immune response. Altogether, these results demonstrated that upon infection with L. major, neutrophils create a microenvironment that can determine the development of an antigen-specific immune response. ln the second part of the thesis we were interested in understanding the role of neutrophils upon infection with of other species of Leishmania: L. donovani causing visceral leishmaniasis and L. mexicana, agent of chronic cutaneous leishmaniasis. Upon infection with L. donovani, neutrophils were found to play a crucial role in the early protective response, their absence leading to an increased susceptibility to the parasite, associated with the preferential induction of a Th2 response. ln contrast, depletion of these cells early in infection with L. mexicana was leading to an increased resistance, as observed by a decreased parasite burden, increased Th1 and decreased Th2 response in neutrophil-depleted mice. However, despite the deleterious role of neutrophils on the development of a protective immune response upon L. mexicana infection, these cells were required for the proper resolution of the inflammatory response. Altogether, these results highlight a major immunomodulatory role for neutrophils in infection with several species of Leishmania.

Cellular immune responses against mycobacterium tuberculosis

Mycobacterium tuberculosis (Mtb) infection is known to have two main outcomes: latent infection (LTBI) where the pathogen is in a dormant form or active tuberculosis disease (TB), which is, most of the time, highly transmissible. Over one-third of the world's population asymptomatically harbours a latent form of Mtb with a 10% risk of disease reactivation. Efficient vaccine strategies remain unknown and the existing BCG vaccine is believed to protect against only some forms of TB (extra-pulmonary TB in children). Moreover, timely identification of TB remains complex with the actual diagnosis based on clinical observations associated to low efficient tests. Furthermore, current therapies are expensive, heavy and long for patients, and present lesser and lesser efficiency against new drug-resistant strains of Mtb. It is thus important to develop our knowledge on host -Mtb relationship to propose new vaccines, diagnosis tools and medications for the future. This thesis aims at improving our understanding of human immunology in the field of TB. All along this work, the same algorithm has been used and points towards the discovery of new correlates of protection through the comparison of T-cell immune responses in patients with LTBI or TB. We performed a comprehensive analysis of T-cell immune responses to Mtb using polychromatic flow cytometiy to study the functional profile of Μ/ό-specific CD4 Τ cells. We observed a polyfunctional profile in LTBI where CD4 Τ cells mainly co-produced IFN-γ, TNF-α and IL-2. In contrast, in TB, Mtó-specific CD4 Τ cells were mostly single TNF-a positive. Thus, analysis of the cytokine profiles was a strong immunological measure discriminating TB and LTBI. We next analyzed Thl7 cells. Mtò-specific Thl7 cells lacked immediate {i.e. ex vivo) IL-17A effector function in both LTBI and TB individuals. Moreover, they were also absent in bronchoalveolar lavages (BALs). Interestingly, we noticed that Mtb- specific Thl7 cells from LTBI but not from TB subjects acquired the ability to produce IL- 17A following Mtb-specific T-cell expansion. We finally performed a comprehensive characterization of Mfè-specific CD8 Τ cells that were detected in most (60%) TB patients and few (15%) LTBI subjects. We observed differences in the phenotype, the cytotoxicity and the proliferative capacities but not in the cytokine profile of Mtò-specific CD8 Τ cells between LTBI and TB. We concluded that the activity of Mtb infection (i.e. latent versus active) and the clinical presentation were associated to distinct profiles of Mtó-specific CD8 T-cell responses. To conclude, a multiparametric analysis including both CD4 and CD8 T-cell responses to Mtb lead to the development of a significantly improved diagnostic test discriminating between LTBI and TB. All together, these results provide new insights into the interaction between Mtb and the host immune response and expand upon our prior knowledge of tuberculosis. - L'infection par Mycobacterium tuberculosis peut résulter en une infection tuberculeuse latente et asymptomatique ou encore en une forme active et la plupart du temps contagieuse, la tuberculose. Un tiers de la population mondiale serait infectée de manière chronique avec 10 % de risques de développer la maladie durant la vie. Il n'existe actuellement aucun vaccin efficace, le BCG ne conférant qu'une protection partielle contre certaines formes extrapulmonaires de la maladie chez l'enfant. D'autre part, il n'existe pas de méthode diagnostique fiable et rapide, celle-ci se basant dans un premier temps sur l'analyse de la situation clinique des patients. Enfin, les thérapies actuelles sont couteuses et contraignantes pour les patients et tendent à ne plus être efficaces contre les souches émergentes de mycobactérie multi-résistantes. Aussi, il est important de bien comprendre la relation hôte-pathogène de manière à pouvoir proposer de nouveaux outils vaccinaux, diagnostiques et thérapeutiques. Ce manuscrit s'inscrit dans cette direction et vise à améliorer nos connaissances de la réponse immunitaire humaine dans le cadre de la tuberculose. Nous avons suivi un algorithme similaire tout au long des études proposées en comparant les réponses immunes des patients latents à celles des patients actifs, et ce, dans le but de mettre en évidence de potentiels corrélats de protection. Nous avons réalisé par cytométrie en flux une analyse du profil fonctionnel des cellules lymphocytaires CD4 dans la réponse au pathogène. Dans le cas de la tuberculose active, les cellules CD4 sécrètent majoritairement du TNF-α quand, au contraire, elles sécrètent à la fois du TNF-α, de l'IFN-γ et de l'IL-2 (poly-fonctionnalité) dans l'infection latente. Cette observation nous a permis de proposer un nouveau test diagnostique de la maladie active. Nous avons aussi étudié les cellules CD4 Thl7, impliquées dans la réponse immunitaire cellulaire contre les pathogènes extracellulaires et les champignons. Nous avons souligné une variation dans la production d'IL-17 entre infection latente et tuberculose active qui pourrait être impliquée dans la protection de l'individu contre le pathogène. D'autre part, ce manuscrit propose une caractérisation des cellules Τ CD8 dites cytotoxiques dans la tuberculose. Des divergences dans la fréquence des réponses observées, le phénotype mais aussi les capacités prolifératives et cytotoxiques ont pu être mises en évidence entre latence et tuberculose active. Ces observations soulignent le rôle important de ce groupe cellulaire dans l'évolution de la maladie et permettent de proposer une amélioration de l'outil diagnostic précédemment proposé et se basant à la fois sur le profil fonctionnel des cellules Τ CD4 ainsi que sur la présence potentielle d'une réponse CD8 spécifique au pathogène. Ces diverses études réalisées sur les cellules Τ humaines répondant spécifiquement à Mtb nous permettent de faire un pas supplémentaire dans la compréhension de notre réponse immunitaire face à ce pathogène particulièrement dangereux qui continue à l'heure actuelle à tuer chaque année des millions de personnes. - La tuberculose (TB) résulte d'une infection bactérienne par Mycobacterium tuberculosis (Mtb) et existe sous deux formes majeures: une forme latente, lorsque la bactérie est en phase de dormance ainsi qu'une forme active durant laquelle la bactérie se divise activement, entraînant les symptômes de la maladie. La personne infectée devient alors contagieuse dans la plupart des cas. Aujourd'hui des études épidémiologiques assument que plus d'un tiers de la population mondiale serait infectée par la forme latente de la bactérie et que 10% des cas réactiveront donnant lieu à diverses présentations de la maladie. Il n'existe actuellement aucun vaccin réellement efficace chez l'adulte. D'autre part, les traitements antibiotiques utilisés sont très lourds pour les patients et les cliniciens doivent faire face à l'émergence de nouvelles souches bactériennes multi-résistantes non affectées par les thérapies existantes. Les autorités sanitaires sont, d'autre part, confrontées à l'absence d'un outil diagnostique rapide, fiable et efficace. En effet, la méthode de référence reste la culture microbiologique du pathogène qui prend généralement plusieurs semaines, pendant lesquelles le patient pourra contaminer d'autres personnes. En résumé, la lutte contre la tuberculose doit passer par l'élaboration d'un vaccin efficace, de nouvelles thérapies, mais aussi par la mise en place de nouveaux tests diagnostics plus rapides afin d'éviter la dissémination de la maladie. Aussi, la relation hôte-bactérie qui n'est actuellement que peu comprise doit être investiguée. Ce travail de thèse a pour but d'étudier la réponse immunitaire chez l'homme infecté par Mtb et vise plus particulièrement l'étude d'une population clé de cellules immunitaires: les lymphocytes T. L'étude des cellules Τ CD4 nous a permis dans un premier temps de proposer un nouveau test diagnostic de la maladie active. Nous avons aussi analysé plus en détail une population spécifique des cellules Τ CD4 (les cellules Thl7), nous permettant d'associer leur fonction avec un possible état physiologique de protection contre le pathogène. En second lieu nous avons réalisé une caractérisation des cellules Τ CD8, à la fois chez les personnes avec des infections latentes et chez les personnes malades. Nous avons mis en évidence des différences fonctionnelles chez les deux groupes de patients, nous permettant ainsi une meilleure compréhension de l'immunité contre Mtb. Enfin, nous avons combiné les différents profils immunologiques obtenus pour développer un test diagnostic plus performant et sensible que celui proposé antérieurement. Ces diverses études réalisées sur les cellules Τ humaines nous permettent de faire un pas supplémentaire dans la compréhension de la réponse immunitaire face à ce pathogène particulièrement dangereux qui continue à tuer chaque année des millions de personnes.

The role of macrophage migration inhibitory factor in mouse islet transplantation.

BACKGROUND: Macrophage migration inhibitory factor (MIF) is a proinflammatory cytokine produced by many tissues including pancreatic beta-cells. METHODS: This study investigates the impact of MIF on islet transplantation using MIF knock-out (MIFko) mice. RESULTS: Early islet function, assessed with a syngeneic marginal islet mass transplant model, was enhanced when using MIFko islets (P<0.05 compared with wild-type [WT] controls). This result was supported by increased in vitro resistance of MIFko islets to apoptosis (terminal deoxynucleotide tranferase-mediated dUTP nick-end labeling assay), and by improved glucose metabolism (lower blood glucose levels, reduced glucose areas under curve and higher insulin release during intraperitoneal glucose challenges, and in vitro in the absence of MIF, P<0.01). The beneficial impact of MIFko islets was insufficient to delay allogeneic islet rejection. However, the rejection of WT islet allografts was marginally delayed in MIFko recipients by 6 days when compared with WT recipient (P<0.05). This effect is supported by the lower activity of MIF-deficient macrophages, assessed in vitro and in vivo by cotransplantation of islet/macrophages. Leukocyte infiltration of the graft and donor-specific lymphocyte activity (mixed lymphocyte reaction, interferon gamma ELISPOT) were similar in both groups. CONCLUSION: These data indicate that targeting MIF has the potential to improve early function after syngeneic islet transplantation, but has only a marginal impact on allogeneic rejection.

Prevalence and significance of anti-HILA antibodies after liver transplantation : P236

Background: The pathogenic role of anti-HLA antibodies (AHA) after kidney transplantation is well established. However, its significance after liver transplantation remains unclear. The aim of our study was to determine the prevalence and significance of AHA after liver transplantation. Methods: Between January 2007 and November 2007, all liver transplant recipients who were greater than 6 months posttransplantation and followed regularly at our transplant outpatient clinic (n = 95) were screened for AHA. All clinical and electronic records were reviewed. Serum samples were tested using multiplex technology (Luminex). A liver biopsy had been performed in 55 out of the 95 patients based on clinical grounds but no routine protocol biopsies were performed. Immunosuppression was calcineurin inhibitor-based in 90 patients, sirolimus-based in 4 patients and one patient had no anti-rejection therapy (operationally tolerant recipient). Results: The mean time from transplantation to study was 85 months (range 6-248 months). Overall, AHA were found in 23/95 (24.2%) of patients (5 had anti-class I alone, 13 anti-class II alone, and 4 had both anti-class I and II). However, only 4/95 patients (4.2%) had donor-specific antibodies (DSA) (one anti-class I and 3 anti-class II). Twenty-one out of 95 patients (22.1%) had a history of past or current biopsy-proven or radiological biliary complications (chronic rejection, ischemic cholangitis, ischemic type biliary lesions or biliary anastomosis stricture). Among patients with AHA, 4/23 (17,4%) had biliary complications, while it was 17/72 (23.6%) in patients without AHA (NS). Among patients with DSA, 3/4 (75%) had biliary complications (two with biopsy-proven chronic rejection in association with biliary strictures and one with ischemic cholangitis following hepatic artery thrombosis), versus 1/19 (5.3%) patients with AHA but no DSA (p = 0.009), versus 16/72 (22.2%) patients without AHA (p = 0.046). In patients with DSA, immunosuppression was not different than in patients without DSA. Conclusions: We found a 24% AHA prevalence. The presence of DSA, but not of AHA, was significantly associated with an increased incidence of biliary complications including chronic liver allograft rejection. The exact mechanisms and possible causal relationship linking DSA to biliary complications remain to be studied. Larger prospective trials are thus needed to further define the role of AHA and in particular of DSA after liver transplantation.

Airflow decline after myeloablative allogeneic hematopoietic cell transplantation: the role of community respiratory viruses.

We conducted a 12-year retrospective study to determine the effects that the community respiratory-virus species and the localization of respiratory-tract virus infection have on severe airflow decline, a serious and fatal complication occurring after hematopoietic cell transplantation (HCT). Of 132 HCT recipients with respiratory-tract virus infection during the initial 100 days after HCT, 50 (38%) developed airflow decline < or =1 year after HCT. Lower-respiratory-tract infection with parainfluenza (odds ratio [OR], 17.9 [95% confidence interval {CI}, 2.0-160]; P=.01) and respiratory syncytial virus (OR, 3.6 [95% CI, 1.0-13]; P=.05) independently increased the risk of development of airflow decline < or =1 year after HCT. The airflow decline was immediately detectable after infection and was strongest for lower-respiratory-tract infection with parainfluenza virus; it stabilized during the months after the respiratory-tract virus infection, but, at < or =1 year after HCT, the initial lung function was not restored. Thus, community respiratory virus-associated airflow decline seems to be specific to viral species and infection localization.

Facteurs influençant le retour au travail après transplantation chez 61 patients rénaux ou hépatiques

Enjeux La réussite d'une transplantation rénale ou hépatique intègre non seulement le succès de l'acte chirurgical et sa prise en charge médicale post-greffe, mais également pour le patient greffé l'assurance d'une nouvelle qualité de vie dont le retour au travail fait partie. Le retour au travail après greffe est cependant généralement peu étudié dans la littérature et peu discuté semble-t-il au niveau médical que ce soit avant ou après greffe, quand bien même d'un point de vue médico-socio-économique il s'agit d'un sujet important compte tenu des coûts liés à un arrêt de travail prolongé ou à une rente pour incapacité de travail. Contexte Après une greffe réussie, il n'existe théoriquement plus de facteur limitant et peu de contre-indications médicales liées à la greffe pour empêcher une reprise progressive de l'activité professionnelle. Or en réalité le taux de retour au travail après greffe est généralement faible, variant entre 30 et 60% selon la littérature. Ceci a incité l'auteur de cette présente étude à essayer d'en connaître les raisons. Ainsi, l'hypothèse a été que certains facteurs professionnels (« en activité professionnelle ou non avant greffe », « être diplômé ou non»), individuels («âge», «genre», «type d'organe greffé») ou médicaux (« complications médicales aiguës de moins de 6 mois post greffe ») influencent négativement ou positivement le retour au travail des patients greffés. L'étude a porté sur un petit collectif volontaire de patients greffés rénaux et hépatiques opérés entre 1993 et 2003 et suivis depuis lors au centre de transplantation d'organes (CTO) du CHUV. Il leur a été administré en face à face un questionnaire médical spécialement conçu pour l'étude. Conclusion L'étude montre que le taux de retour au travail après greffe rénale ou hépatique s'élève à 39% et qu'il existe effectivement des facteurs pouvant influencer le retour au travail après greffe. Ainsi, être « âgé de moins de 45 ans », être « au bénéfice d'une formation (diplôme) » et « travailler les deux ans précédent la greffe » sont des facteurs significatifs de retour au travail après greffe. Perspective Gage de qualité de vie, le retour au travail après greffe doit être encouragé et favorisé quand il se peut, en s'aidant des facteurs connus qui l'influencent positivement ou négativement. Pour cela, il est indispensable qu'au stade pré greffe déjà s'instaure un dialogue sur le sujet entre patients en attente de greffe et personnel médico-social, afin de mettre en oeuvre le plus précocement possible les mesures socio-professionnelles adéquates comme cela se fait déjà en Allemagne ou aux Etats-Unis par exemple.

Cellular and viral factors implicated in persistent infection in canine distemper virus

Summary SLAM (signalling lymphocyte activation molecule, CD150) serves as a cellular receptor for different morbiliviruses, including measles virus and canine distemper virus. Laboratory cell lines that do not express dog SLAM are therefore quite refractory to infection by wildtype CDV. SLAM expression is not only required for CDV virion attachment, but also for the establishment of cytolytic infection characterized by syncytia formation. In order to determine if SLAM has a direct influence on CDV replication, we compared wild-type and mutated SLAM variants for their capacity to influence viral polymerase activity and syncytia formation. Deletion of immunoreceptor tyrosine-based signalling motif (ITSM) in the cytoplasmic tail of SLAM did not seem to influence viral replication, viral polymerase activity or cell-to cell fusion. Instead, it was the level of cell surface expression of SLAM, which was important. Additional experiments corroborated the importance of SLAM for efficient cell-to cell fusion: Both SLAM, as well as viral fusion (F) and attachment (H) glycoproteins, were found to be required for efficient cell-to-cell fusion, which, in turn, enhanced the activity of the viral polymerase and, viral replication. Wild-type A75/17 canine distemper virus (CDV) strain is known to induce a persistent infection in the central nervous system and in dog footpad keratinocytes in vivo. Recently, it has been shown that the A75/17 virus could also infect canine footpad keratinocytes (CFKs) in vitro. CFK infection with A75/17 was initially inefficient and produced very little virus progeny, however, after only three passages the adapted virus produced more progeny and induced limited syncytia formation. Sequence comparison between the A75/17 and the CFKadapted A75/17-K virus revealed three amino acid differences, one in the phosphoprotein (P), one in the matrix protein (M) and one in the H protein. In order to identify viral determinants of A75/17-K adaptation, recombinant viruses containing one, two or three nucleotides substitutions were analyzed. The amino acid substitution in the M protein was without effect on viral particle formation. In contrast, the amino acid substitution in the cytoplasmic tail of H protein was clearly important for syncytia formation. Concerning the mutation in the P protein, it led to an increase in viral replication. However, we cannot rule out that the observed effect is due to the amino acid substitutions in the overlapping accessory proteins C and V, also affected by the P mutation. The adaptation of wild-type CDV strains to cell culture almost always involves modifications of M protein. In order to understand the influence of these modifications, we tested recombinant A75/17 viruses bearing different M proteins. Preliminary results demonstrated that the M protein from the Vero-adapted strain reduced syncytia formation. Future studies will focus on the M mRNA and protein stability, its expression level, localisation and its effect on viral particles formation and on the phenotype of infection. Résumé La protéine SLAM (signalling lymphocyte activation molecule ou CD150) est utilisée comme récepteur cellulaire par les morbillivirus parmi lesquels on trouve le virus de la rougeole (VR) ainsi que le virus de la maladie de Carré (CDV). Les lignées cellulaires qui n'expriment pas la protéine SLAM du chien à leur surface sont réfractaires à l'infection par les souches sauvages de CDV. Le récepteur SLAM n'est pas seulement requis pour l'attachement du virion à la surface de la cellule, mais il participe également de façon active à l'établissement d'une infection cytolytique à travers la formation de syncytia. Afin de déterminer si la protéine SLAM exerce une influence directe sur la réplication virale du virus de la maladie de Carré, nous avons généré différentes protéines tronquées de SLAM et comparé leurs capacités à influencer l'activité de la polymérase ainsi que la formation de syncytia. Nos résultas ont montré que la réplication virale, l'activité de la polymérase ainsi que la fusion cellulaire ne semblent pas être influencées par les délétions dans les régions cytoplasmiques du récepteur SLAM. Cependant, ces délétions agissent sur l'expression de la protéine SLAM à la surface des cellules. Les expériences additionnelles ont permis de souligner l'importance de la protéine SLAM dans le phénomène de fusion entre cellules. En effet, la protéine SLAM ainsi que les deux glycoprotéines virales F et H sont requises pour la formation de syncytia, laquelle induit une augmentation de l'activité de la polymérase ainsi que de la réplication virale. La souche virulente A75/17 du virus, de la Maladie de Carré est connue pour induire une infection persistante au niveau du système nerveux central ainsi que dans les kératinocytes de pattes chez le chien. Des études récentes ont montré que des cultures primaires de kératinocytes de chien pouvaient aussi êtres infectées par la souche A75/17 de CDV. En effet, le virus induit une infection persistante en produisant très peu de progéniture. Cependant, trois passages du virus sauvage A75/17 dans ces cultures aboutissent à la sélection d'un virus produisant plus de progéniture et favorisant la formation limitée de syncytia. La comparaison des séquences génomique entre la souche A75/17 et la souche adaptée A75/17-K montre une différence de trois nucléotides. La première mutation, située dans le gène P, modifie la phosphoprotéine (P) ainsi que les protéines V et C. La deuxième se situe dans le gène de la protéine matricielle (M) et la dernière dans celui de la protéine d'attachement (H). Afin de déterminer les facteurs viraux impliqués lors de l'adaptation virale dans la culture primaire de kératinocytes, des virus recombinants contenant une, deux ou trois de ces mutations ont été analysés. La substitution d'un acide aminé dans la protéine M reste sans effet sur la production de particules virales. En revanche, la substitution d'un acide aminé dans la queue cytoplasmique de la protéine H s'avère clairement importante pour la formation de syncytia. Quant à la mutation dans le gène P, elle permet une augmentation de la réplication virale. Cependant, nous ne pouvons pas écarter l'hypothèse que l'augmentation de la réplication virale soit due aux substitutions d'un acide aminé dans les protéines accessoires V et C qui sont, elles aussi, affectées par la mutation dans le gène P. L'adaptation des souches sauvages de CDV aux cultures de cellules induit presque toujours des modifications de la protéine matricielle M. Afin de comprendre l'influence de ces modifications, nous avons testé 'des virus A75/17 recombinants contenant différentes protéines M. Les résultats préliminaires ont démontré que la protéine M de la souche adaptée aux cellules Vero réduisait la formation de syncytia. Les études futures seront axées sur la stabilité de l'ARN messager, celle de la protéine M, de son niveau d'expression, de sa localisation cellulaire et de son effet sur la formation de particules virale ainsi que sur le phénotype de l'infection.