Effect of treatment with cyclophosphamide in low doses upon the onset of delayed type hypersensitivity in mice chronically infected with Trypanosoma cruzi: involvement of heart interstitial dendritic cells

Acute infection with Trypanosoma cruzi results in intense myocarditis, which progresses to a chronic, asymptomatic indeterminate form. The evolution toward this chronic cardiac form occurs in approximately 30% of all cases of T. cruzi infection. Suppression of delayed type hypersensitivity (DTH) has been proposed as a potential explanation of the indeterminate form. We investigated the effect of cyclophosphamide (CYCL) treatment on the regulatory mechanism of DTH and the participation of heart interstitial dendritic cells (IDCs) in this process using BALB/c mice chronically infected with T. cruzi. One group was treated with CYCL (20 mg/kg body weight) for one month. A DTH skin test was performed by intradermal injection of T. cruzi antigen (3 mg/mL) in the hind-footpad and measured the skin thickness after 24 h, 48 h and 72 h. The skin test revealed increased thickness in antigen-injected footpads, which was more evident in the mice treated with CYCL than in those mice that did not receive treatment. The thickened regions were characterised by perivascular infiltrates and areas of necrosis. Intense lesions of the myocardium were present in three/16 cases and included large areas of necrosis. Morphometric evaluation of lymphocytes showed a predominance of TCD8 cells. Heart IDCs were immunolabelled with specific antibodies (CD11b and CD11c) and T. cruzi antigens were detected using a specific anti-T. cruzi antibody. Identification of T. cruzi antigens, sequestered in these cells using specific anti-T. cruzi antibodies was done, showing a significant increase in the number of these cells in treated mice. These results indicate that IDCs participate in the regulatory mechanisms of DTH response to T. cruzi infection.

Phospholipase gene expression during Paracoccidioides brasiliensis morphological transition and infection

Phospholipase is an important virulence factor for pathogenic fungi. In this study, we demonstrate the following: (i) the Paracoccidioides brasiliensis pld gene is preferentially expressed in mycelium cells, (ii) the plb1 gene is mostly up-regulated by infection after 6 h of co-infection of MH-S cells or during BALB/c mice lung infection, (iii) during lung infection, plb1, plc and pld gene expression are significantly increased 6-48 h post-infection compared to 56 days after infection, strongly suggesting that phospholipases play a role in the early events of infection, but not during the chronic stages of pulmonary infection by P. brasiliensis.

Metallothionein-1 and nitric oxide expression are inversely correlated in a murine model of Chagas disease

Chagas disease, caused by Trypanosoma cruzi, represents an endemic among Latin America countries. The participation of free radicals, especially nitric oxide (NO), has been demonstrated in the pathophysiology of seropositive individuals with T. cruzi. In Chagas disease, increased NO contributes to the development of cardiomyopathy and megacolon. Metallothioneins (MTs) are efficient free radicals scavengers of NO in vitro and in vivo. Here, we developed a murine model of the chronic phase of Chagas disease using endemic T. cruzi RyCH1 in BALB/c mice, which were divided into four groups: infected non-treated (Inf), infected N-monomethyl-L-arginine treated (Inf L-NAME), non-infected L-NAME treated and non-infected vehicle-treated. We determined blood parasitaemia and NO levels, the extent of parasite nests in tissues and liver MT-I expression levels. It was observed that NO levels were increasing in Inf mice in a time-dependent manner. Inf L-NAME mice had fewer T. cruzi nests in cardiac and skeletal muscle with decreased blood NO levels at day 135 post infection. This affect was negatively correlated with an increase of MT-I expression (r = -0.8462, p < 0.0001). In conclusion, we determined that in Chagas disease, an unknown inhibitory mechanism reduces MT-I expression, allowing augmented NO levels.

Therapeutic switching: from antidermatophytic essential oils to new leishmanicidal products

This study examined whether the antidermatophytic activity of essential oils (EOs) can be used as an indicator for the discovery of active natural products against Leishmania amazonensis. The aerial parts of seven plants were hydrodistilled. Using broth microdilution techniques, the obtained EOs were tested against three strains of dermatophytes (Trichophyton mentagrophytes, Microsporum gypseum and Microsporum canis). To compare the EOs antifungal and antiparasitic effects, the EOs activities against axenic amastigotes of L. amazonensis were concurrently evaluated. For the most promising EOs, their antileishmanial activities against parasites infecting peritoneal macrophages of BALB/c mice were measured. The most interesting antifungal candidates were the EOs from Cymbopogon citratus, Otacanthus azureus and Protium heptaphyllum, whereas O. azureus, Piper hispidum and P. heptaphyllum EOs exhibited the lowest 50% inhibitory concentration (IC50) values against axenic amastigotes, thus revealing a certain correspondence between both activities. The P. hispidum EO was identified as the most promising product in the results from the infected macrophages model (IC50: 4.7 µg/mL, safety index: 8). The most abundant compounds found in this EO were sesquiterpenes, notably curzerene and furanodiene. Eventually, the evaluation of the antidermatophytic activity of EOs appears to be an efficient method for identifying new potential drugs for the treatment of L. amazonensis.

The efficacy of 2-nitrovinylfuran derivatives againstLeishmania in vitro and in vivo

Despite recent advances in the treatment of some forms of leishmaniasis, the available drugs are still far from ideal due to inefficacy, parasite resistance, toxicity and cost. The wide-spectrum antimicrobial activity of 2-nitrovinylfuran compounds has been described, as has their activity against Trichomonas vaginalis and other protozoa. Thus, the aim of this study was to test the antileishmanial activities of six 2-nitrovinylfurans in vitro and in a murine model of leishmaniasis. Minimum parasiticide concentration (MPC) and 50% inhibitory concentration (IC50) values for these compounds against the promastigotes of Leishmania amazonensis, Leishmania infantum and Leishmania braziliensis were determined, as were the efficacies of two selected compounds in an experimental model of cutaneous leishmaniasis (CL) caused by L. amazonensis in BALB/c mice. All of the compounds were active against the promastigotes of the three Leishmania species tested. IC50 and MPC values were in the ranges of 0.8-4.7 µM and 1.7-32 µM, respectively. The compounds 2-bromo-5-(2-bromo-2-nitrovinyl)-furan (furvina) and 2-bromo-5-(2-methyl-2-nitrovinyl)-furan (UC245) also reduced lesion growth in vivo at a magnitude comparable to or higher than that achieved by amphotericin B treatment. The results demonstrate the potential of this class of compounds as antileishmanial agents and support the clinical testing of Dermofural(r) (a furvina-containing antifungal ointment) for the treatment of CL.

Toxocara canis and the allergic process

The protective effect of infectious agents against allergic reactions has been thoroughly investigated. Current studies have demonstrated the ability of some helminths to modulate the immune response of infected hosts. The objective of the present study was to investigate the relationship between Toxocara canis infection and the development of an allergic response in mice immunised with ovalbumin (OVA). We determined the total and differential blood and bronchoalveolar lavage fluid cells using BALB/c mice as a model. To this end, the levels of interleukin (IL)-4, IL-5 and IL-10 and anti-OVA-IgE were measured using an ELISA. The inflammatory process in the lungs was observed using histology slides stained with haematoxylin and eosin. The results showed an increase in the total number of leukocytes and eosinophils in the blood of infected and immunised animals at 18 days after infection. We observed a slight lymphocytic inflammatory infiltrate in the portal space in all infected mice. Anti-OVA-IgE levels were detected in smaller proportions in the plasma of immunised and infected mice compared with mice that were only infected. Therefore, we concluded that T. canis potentiates inflammation in the lungs in response to OVA, although anti-OVA-IgE levels suggest a potential reduction of the inflammatory process through this mechanism.

The role of dentritic cells in leishmania infection : use of novel DC lines for the development of monoclonal antibodies

Les cellules dendritiques (DCs) sont des cellules multifonctionnelles qui font le lien entre le sytème immunitaire inné et adaptatif chez les mammifères. Il existe plusieurs sous-types de DCs basés sur leurs fonctions et l'endroit où elles se situent dans le corps. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié le rôle de ces cellules face à une infection parasitaire. La Leishmania est un parasite causant une maladie appelée Leishmaniose, maladie endémique de l'Afrique, de l'Asie et de certaines régions de l'Amérique du Sud. Certaines espèces causent des lésions cutanées, alors que d'autres causent des lésions dans les muqueuses ou dans les organes internes. Le système immunitaire répond en générant une réponse inflammatoire qui élimine l'infection. Lors d'une réponse non-inflammatoire (de type cytokines, chemokines), cela va amener à une persistance du parasite sur le long terme. Les DC s'activant en présence du parasite dans la peau, vont le transporter vers un ganglion. A cet endroit, se trouvent différents sous-types de DC qui ont la particularité de présenter l'antigène (spécifique à la Leishmaniose) aux lymphocytes T, ce qui va alors amener à une réponse immunitaire puissante contre le parasite. Nous avons comparé différentes espèces de Leishmaniose dans leur façon d'activer les DC et différents modèles de souris ont été utilisé dans ce but-là. Les souris du type C57BL/6 sont connues pour être résistantes à L. major et sensibles à L. mexicana, alors qu'au contraire, les souris Balb/c sont connues pour être sensibles à ces deux espèces. En utilisant des parasites fluorescents transgéniques, nous avons comparé ces deux espèces de parasites (L. major et L. mexicana) en recherchant quelles cellules elles sont capables d'infecter in-vivo dans un modèle murin. Le rôle général des DC dans une infection à L. major a déjà été décrit. Dans notre étude, nous avons étudié le besoin en DC CD8a+ dans les ganglions afin d'engendrer une réponse face à une infection à L. major. Les souris qui n'ont pas ce sous-type de DC sont beaucoup plus sensibles à l'infection : elles ont des marqueurs inflammatoires plus bas et des lésions plus grandes. Nous avons également remarqué que les DC CD8a+ jouent un rôle crucial dans une phase plus avancée de l'infection. Dans notre laboratoire, nous avons la chance d'avoir une source illimitée de DCs de sous-type CD8a+ provenant d'une souris génétiquement modifiée par nos soin. Grâce à cela, nous avons utilisé ces cellules CD8a+ pour immuniser des rats afin de produire des anticorps monoclonaux ayant des propriétés spécifiques comme l'identification de protéines uniques présentes à la surface des DC et qui ensuite, modulent une réponse immunitaire in-vivo. Nous sommes actuellement en phase de caractérisation de plus de 750 hybridomes générés dans notre laboratoire. - Les cellules dendritiques (DCs) constituent le lien entre le système inné et adaptatif de la réponse immunitaire, car elles sont capables de présenter l'antigène, de donner la co- stimulation et de relâcher des cytokines et chimokines. Au cours de cette thèse, nous avons exploré différentes familles de DC lors d'infections parasitaires, telles que la Leishmaniose, parasite intracellulaire qui infecte les mammifères. La plupart des lésions cutanées résistantes sont caractérisées par une réponse pro-inflammatoire générée par l'IL-12. A l'inverse, pour la forme non résistante, la réponse est générée par l'IL-4 et l'IL-10, dans les modèles murins vulnérables. L'infection avec Lmajor a été caractérisée chez la souris C57BL/6 (Thl) et chez la souris Balb/c (Th2). Chez la souris C57BL/6 la lésion guérit, alors que chez la souris Balb/c, la lésion est au contraire non-cicatrisante. Nous avons comparé l'activation causée dans l'ensemble des DC par différentes espéces de Leishmania, et plus spécifiquement dans les DC CD8a+ présentes dans les ganglions lymphatiques et leur rôle dans la vulnérabilité à L. major. Ces cellules sont spécialisées dans la présentation croisée d'antigènes exogènes par le CMH-I et le haut taux de production d'IL-12 après activation. En utilisant des DC dérivées de moelle osseuse, nous avons constaté que L. guyanensis V+ (transportant un retrovirus) était le plus efficace pour l'activation des DC in-vitro comparé à L. major, L. mexicana et L. guyanensis (V-). Toutefois, in-vivo, les souris infectées avec L. major ont vu la taille de leur ganglions lymphatiques drainants augmentée, 3-6 semaines après l'infection dans les deux espèces de souris (les C57BL/6 résistantes et les Balb/c sensibles). En utilisant un parasite fluorescent transgénique, nous avons trouvé que les souris C57BL/6 sensibles à Lmexicana ont un nombre plus important de cellules Β infectées et un plus petit nombre de DC dérivées des monocytes inflammatoires, comparé au souris infectées avec L. major. Les conséquences de ces observations sont encore à l'étude. Des souris déficientes en CD8ct+DC et CD103+ sont plus sensibles à L. major que les souris WT: leurs lésions sont plus grandes et la charge parasitaire est plus importante. Nous avons généré une chimère de moelles osseuse CD11-DTR et Batf3-/- en mélangeant les moelles de ces deux souris, afin de déterminer le temps après infection où le manque de DC's CD8a+ contribue le plus à l'augmentation de la vulnérabilité chez la souris KO. Ces souris produisent plus d'IgG1 et IgE, font une réponse Th2 plus forte et Thl moins forte. Nous avons constaté que les souris déficientes en DC CD8a+ au début de la réponse immunitaire adaptive (trois semaines après injection) maintiennent un haut taux de lésions de grande taille, semblable à celui des souris chez qui les cellules ont été déplétées avant l'injection. Cela indique que les DC CD8a+ sont nécessaires pour l'efficacité de l'immunité dans la phase chronique de l'infection à L. major. Parallèlement à cela, nous avons aussi commencé une génération d'anticorps monoclonaux dirigés contre les DC CD8a+ activés en utilisant des souches établies dans notre laboratoire. En partant d'une librairie de 763 hybridomes, nous avons identifié plusieurs clones dignes d'intérêt avec une capacité fonctionnelle à moduler la prolifération et la sécrétion de cytokines des cellules T, ainsi que les molécules de co-stimulation présentes à la surface des DC activées elle-même. - Dendritic cells (DCs) are the bridge between the innate and the adaptive arms of the immune systems. They are professional antigen presentation cells and have important cytokine/chemokine release functions. In this dissertation we have focussed on the study of the different subsets of DCs in parasitic infection immunity. Leishmania are intra-cellular parasites of many different species that infect mammals. Most cutaneous lesions that are self- healing are characterized with a pro-inflammatory response with IL-12 while high levels of cytokines such as IL-4 and IL-10 characterized in susceptible mouse models. In mice L. major infection has been well characterized in C57BL/6 mice (Thl) that form healing lesions while Balb/c mice (Th2) form non-healing lesions. This thesis is focussed on comparing DC activation at large by different strains of Leishmania and more specifically, dLN resident CD8a+ DCs and their role in L. major susceptibility. This subset is specialized in cross- presentation of exogenous antigens in the MHC-I pathway and produce high levels of EL-12. Using bone marrow derived DCs we found that L. guyanensis V+ (carrying a retro-virus) was the most efficient at activating DCs in-vitro. In-vivo however L. major infected mice had the largest dLNs 3-6 weeks after infection in both genetically resistant C57BL/6 and susceptible Balb/c mice. Using transgenic fluorescent parasites, we found that C57BL/6 mice which are susceptible to L. mexicana had more number of infected Β cells and fewer number of infected inflammatory monocyte derived DCs in contrast to L. major infection. Using mice deficient in CD8a+ DCs, we found that these mice were more susceptible to L. major than their WT counterparts. They made larger lesions, had higher parasite burdens, higher levels of Th2 indicating immunolgloblins as measured by higher serie IgE levels and lower CD4+ IFNy+ cells. A mixed bone marrow chimera system of CDllc-DTR and Batf3~'~ was generated to determine the time point at which the lack of CD8a+ DCs most contributes to the increased susceptibility in KO mice. We found that mice depleted of CD8a+ DCs at the advent of the adaptive response (3 weeks after infection) maintained the significantly higher lesion size similar to mice whose cells were depleted from the onset of infection. This indicates that CD8a+ DCs are required for effective immunity in the chronic phase of L. major infection. We also began the generation of a valuable tool of monoclonal antibodies against activated CD8a+ DCs using our in-house DC line. From a library of 763 hybridomas we have identified several interesting clones with a functional ability to modulate Τ cell proliferation and cytokine secretion as well as down-modulating co-stimulatory molecules on activated DC cells themselves.

The mc2-CMX vaccine induces an enhanced immune response against Mycobacterium tuberculosis compared to Bacillus Calmette-Guérin but with similar lung inflammatory effects

Although the attenuated Mycobacterium bovis Bacillus Calmette-Guérin (BCG) vaccine has been used since 1921, tuberculosis (TB) control still proceeds at a slow pace. The main reason is the variable efficacy of BCG protection against TB among adults, which ranges from 0-80%. Subsequently, the mc2-CMX vaccine was developed with promising results. Nonetheless, this recombinant vaccine needs to be compared to the standard BCG vaccine. The objective of this study was to evaluate the immune response induced by mc2-CMX and compare it to the response generated by BCG. BALB/c mice were immunised with both vaccines and challenged withMycobacterium tuberculosis (Mtb). The immune and inflammatory responses were evaluated by ELISA, flow cytometry, and histopathology. Mice vaccinated with mc2-CMX and challenged with Mtb induced an increase in the IgG1 and IgG2 levels against CMX as well as recalled specific CD4+ T-cells that produced T-helper 1 cytokines in the lungs and spleen compared with BCG vaccinated and challenged mice. Both vaccines reduced the lung inflammatory pathology induced by the Mtb infection. The mc2-CMX vaccine induces a humoral and cellular response that is superior to BCG and is efficiently recalled after challenge with Mtb, although both vaccines induced similar inflammatory reductions.

Plasmodium vivax antigen discovery based on alpha-helical coiled coil protein motif.

Protein α-helical coiled coil structures that elicit antibody responses, which block critical functions of medically important microorganisms, represent a means for vaccine development. By using bioinformatics algorithms, a total of 50 antigens with α-helical coiled coil motifs orthologous to Plasmodium falciparum were identified in the P. vivax genome. The peptides identified in silico were chemically synthesized; circular dichroism studies indicated partial or high α-helical content. Antigenicity was evaluated using human sera samples from malaria-endemic areas of Colombia and Papua New Guinea. Eight of these fragments were selected and used to assess immunogenicity in BALB/c mice. ELISA assays indicated strong reactivity of serum samples from individuals residing in malaria-endemic regions and sera of immunized mice, with the α-helical coiled coil structures. In addition, ex vivo production of IFN-γ by murine mononuclear cells confirmed the immunogenicity of these structures and the presence of T-cell epitopes in the peptide sequences. Moreover, sera of mice immunized with four of the eight antigens recognized native proteins on blood-stage P. vivax parasites, and antigenic cross-reactivity with three of the peptides was observed when reacted with both the P. falciparum orthologous fragments and whole parasites. Results here point to the α-helical coiled coil peptides as possible P. vivax malaria vaccine candidates as were observed for P. falciparum. Fragments selected here warrant further study in humans and non-human primate models to assess their protective efficacy as single components or assembled as hybrid linear epitopes.

The role of Toll-like Receptor (TLR) 9 in the development of a T-helper (Th)1/Th2 response in the murine model of infection with " Leishmania major "

1.1 SUMMARY The role of the non-specific innate immune system is as important as the elaboration of the adaptive immune system in the initiation of an immune response to pathogens. The role of the Toll-like receptors (TLRs) in the innate immune response to virus and bacterial pathogens is widely recognised, however, little is known about the role of TLRs in host defence against eukaryotic pathogens. Immunologic investigations on the marine model of infection with Leishmania major (L. major) have correlated the outcome of the disease with expansion of different subsets of CD4+ cells, designated Th1 and Th2. The resistance of C57BL/6, CBA and C3H/He mice is linked with an IL-12 driven Th1 response. In BALB/c mice the susceptibility correlates with an IL-4 driven Th2 response. The initial event promoting the development of a Th1 or Th2 response still remains elusive. Recently, the contribution of the TLR signalling pathway in the innate and acquired immune response to infection with the intracellular protozoan parasite L. major has been demonstrated. Thus, the purpose of this study is to determine whether TLRs may play a role in influencing the outcome of the infection by directing the development of a Th1 or a Th2 response during infection with L, major parasites, in resistant C57BL/6 and susceptible BALB/c mice, respectively. We demonstrated that MyD88, the major TLR adaptor molecule is necessary for C57BL/6 to develop a resistant Th1 response following L. major infection. Our data show the essential role of MyD88 in the establishment of a protective Th1 response. We subsequently aimed to determine which TLRs may be involved in the protective response. Since TLR2 and TLR4 have shown to have a potential role for Leishmania recognition, we analysed the course of infection in TLR2 and TLR4 deficient mice on a C57BL/6 resistant background following L. major infection. Our results clearly demonstrate that TLR2 or TLR4 aze dispensable to control the outcome of the disease as the TLR2 and TLR4 knockout mice developed a protective Th1 response. With the aim of determining a potential TLR candidate important in the initiation of the Thl response, we assessed the mRNA expression of different TLRs (TLR1 to TLR9) using quantitative real-time RT-PCR at different time points during the first week of infection. The results clearly showed an upregulation of TLR7 and TLR9 mRNA expression during the early phase of infection in resistant C57BL/6 mice but not in susceptible BALB/c mice. To provide in vivo evidence for the role for, these TLRs in the outcome of cutaneous leishmaniasis, studies using TLR7 and TLR9 deficient mice on a resistant C57BL/6 background were performed. The TLR7 deficient mice developed a resistance phenotype that was comparable with C57BL/6 wild type mice. Thus, the presence of TLR7 is not indispensable for the development of a Th1 response and resistance to infection. On the contrary, TLR9 deficient mice on the C57BL/6 resistant background showed high variability in the outcome of the disease. Although some mice behave as resistant C57BL/6 mice, half of them developed high lesion following infection and showed a decrease in IFN-γ production and an increase in IL-4 as compared to wild type mice. These results suggest that TLR9 may be involved in the control of infection. To test the hypothesis that regulatory T cells (Treg) are playing a role in the high variability in the disease outcome in TLR9 deficient mice, depletion of CD4+CD25+ T cells with a specific antibody three days before infection with L. major were performed Interestingly, these treated mice developed large lesions, low IL-4 and decreased IFN-γ producion when compared to untreated mice. A better understanding of the mechanism by which Treg cells influence the outcome of the disease in TLR9 deficient mice following L. major infection is currently under investigation. Altogether, this study demonstrates the importance of TLR9 in the induction of a protective T'h1 response, a process that is involved in the resolution of the lesion induced by L. major infection. 1.2 RÉSUMÉ Le rôle de la réponse immunitaire innée a longtemps été négligé quant à l'impact qu'elle pourrait avoir dans l'initiation d'une réponse immune adaptative efficace dirigée contre un pathogène. Si l'importance des récepteurs Toll-like (TLR) du système inné dans la reconnaissance des virus et bactéries a été démontrée, son rôle dans la défense contre les pathogènes eucaryotes reste encore très élusif. Récemment, il a été montré que les voies de signalisation provenant de l'activation des TLRs pouvaient initier la réponse immunitaire innée et adaptative après une infection avec le parasite protozoaire Leishmania major (L. major). Dans un modèle marin d'infection avec L. major alors que la plupart des souches de souris telles que C57BL/6 sont résistantes à l'infection et développent une réponse immunitaire de type T helper 1 (Th1) induite par IL-12, peu de souches dont les BALB/c sont sensibles et développent une réponse Th2 induite par IL-4. La différentiation Th1/Th2 est un événement qui prend place de manière définitive lors de la première semaine après infection. Les événements précoces promouvant le développement d'une réponse Th1 ou Th2 n'étant pas connus, l'objectif de ce travail a été de démontrer un rôle des TLRs dans l'initiation d'une réponse immune innée et adaptative suite à l'infection par L. major. Nous avons démontré que MyD88, une molécule importante dans le processus de signalisation des TLRs, est nécessaire pour que les souris résistantes C57BL/6 développent une réponse Th1 protectrice. L'importance du rôle de TLR2 et TLR4 dans la reconnaissance du parasite Leishmania ayant été démontrée, nous avons privilégié l'analyse de la réponse immunitaire suite à une infection in vivo de souris déficiente en TLR2 ou TLR4 sur un fond génétique résistant. Les résultats obtenus montrent que la présence de ces récepteurs n'est pas indispensable pour le contrôle de l'infection et la polarisation d'une réponse Th1 caractéristique de la résistance à L. major. Cependant d'autres TLRs peuvent aussi activer la voie de signalisation MyD88 dépendante. L'expression de l'ARNm des différents TLRs dans les ganglions drainant de souris sensibles et résistantes pendant la première semaine d'infection a été déterminée par PCR quantitative en temps réel. Les résultats obtenus montrent que l'ARNm de TLR7 et TLR9 était régulé positivement suite à l'infection par L. major chez les souris résistantes C57BL/6 alors qu'aucune modulation n'était détectable chez les souris sensibles BALB/c. Le rôle des récepteurs TLR7 et TLR9 a donc été évalué par l'infection par L. major des souris déficientes en TLR7 et TLR9 sur fond génétique C57BL/6. Nos résultats ont clairement démontré que les souris déficientes en TLR7 montrent une réponse immunitaire identique à celle des souris résistantes C57BL/6, signifiant que TLR7 n'est pas indispensable au développement d'une Th1 ainsi qu'au contrôle de la parasitémie. Paz contre, les souris déficientes en TLR9 sur un fond génétique résistant ont montré une grande variabilité dans la réponse à l'infection. En effet, la moitié des souris deviennent sensibles à l'infection, ceci étant associé à une diminution dans la production d'IFN-γ et à une augmentation de la production d'IL-4. Ces résultats suggèrent que TLR9 est impliqué dans le contrôle de la lésion et de la réponse immunitaire suite à l'infection avec L. major. Cependant les résultats avec les souris déficientes en TLR9 montrant une grande hétérogénéité et une balance Th1/Th2 instable, nous avons émis l'hypothèse que les cellules T régulatrices pouvaient être impliquées dans ce phénomène. Nous avons effectivement constaté qu'après déplétion des cellules CD4+CD25+, les souris déficientes en TLR9 développent des lésions aussi grandes que les souris BALB/c après infection par L. major. Cependant le nombre de parasites reste le même que chez les souris C57BL/6. De plus la production d'IL-4 ainsi que celle d'IFN-γ reste extrêment bas. Les mécanismes régulateurs impliqués dans ce processus sont en cours d'analyse. Ce travail met en évidence l'importance du TLR9 dans le développement d'une réponse Th1 lors d'une infection avec L. major, un processus nécessaire pour la résistance à l'infection. 1.3 RESUME POUR UN LARGE PUBLIC La leishmaniose est une maladie parasitaire répandue dans le monde entier et touchant plus de 88 pays. L'incidence mondiale de la leishmaniose cutanée et de 1 à 1,5 million de nouveaux cas par année. Plus de 12 millions de personnes sont affectées par la maladie et 350 millions de personnes sont une population à risque. Un modèle marin d'infection avec Leishmania major (L. major) a été établi qui reproduit plusieurs tableaux cliniques observés dans le cas de la leishmaniose cutanée chez l'homme. L'analyse de la réponse immunitaire dans les souris infectées par L. major a permis de distinguer deux groupes : les souris de la plupart des souches telles que C57BL/6 sont résistantes à l'infection et développent une réponse immunitaire de type T helper 1 (Th1), alors que quelques souches dont les BALB/c sont sensibles et développent une réponse de type Th2. La réponse immune adaptative dans le modèle d'infection avec L. major à été largement étudiée. Cependant, les événements précoces déterminants pour le développement d'une réponse Th1 ou Th2 restent encore très flous. Récemment, plusieurs publications ont montré que les récepteurs Toll-like (TLR) peuvent contribuer à l'initiation de la réponse immunitaire lors d'une infection avec le parasite intracellulaire L. major. Dans ce travail de thèse, nous avons étudié le rôle de MyD88, une molécule importante dans le processus de signalisation des TLRs, dans la réponse immune suite à une infection avec L. major. En l'absence de MyD88, les souris normalement résistantes à l'infection avec L. major deviennent sensibles et développent des lésions importantes. Ces souris ne sont plus capables de développer une réponse Thl, normalement caractéristique de leur phénotype résistant. Nous avons ensuite tenté de comprendre quels TLRs, plus précisément, pouvait être impliqué dans ce processus. Malgré quelques évidences démontrant que TLR2 et TLR4 pouvaient avoir un rôle important dans l'initiation d'une réponse immunitaire adaptative à Leishmania, nous avons montré que, in vivo après infection avec L. major, la déficience d'un de ces récepteurs n'était pas suffisante à faire basculer la réponse immunitaire. Les souris C57BL/6 déficient en TLR2 ou TLR4 peuvent parfaitement contrôler l'évolution de la maladie. De plus, ces souris, malgré l'absence de TLR2 ou TLR4, sont capables de monter une parfaite réponse Thl. Etant donné que TLR2 et TLR4 n'étaient pas essentiels pour la résistance à la maladie, nous avons analysé les TLRs, parmi les 12 décrits qui pouvaient être indispensables au développement d'une réponse de type Th1 associée à la résistance à l'infection par Leishmania. Nos expériences ont montré que l'expression de l'ARN messager (ARNm) de TLR7 et TLR9 était modulée suite à l'infection par L. major chez la souris résistante C57BL/6 alors qu'aucune modulation n'était visible chez les souris sensible BALB/c. Pensant que ces TLRs pourraient jouer un rôle dans la réponse immunitaire au parasite, nous avons étudié l'évolution de l'infection dans les souris déficientes en TLR7 et TLR9. Nos résultats ont clairement démontré que TLR7 n'était pas indispensable à la résistance au parasite alors que l'absence de TLR9 avait des conséquences radicales sur le contrôle de la lésion et de la réponse immunitaire suite à l'infection avec L. major. Ce travail révèle ainsi l'importance du TLR9 dans le développement d'une réponse Th1 lors d'une infection avec L. major, un processus nécessaire pour la résistance à l'infection. Il est a noté que nos résultats sont en accord avec le fait que les motifs CpG, qui sont des immunostimulateurs interagissant avec le TLR9, ont une activité adjuvante importante dans la préparation de vaccins contre la leishmaniose. Une meilleure compréhension des mécanismes immunologiques impliquant le TLR9 dans la reconnaissance du parasite est alors indispensable pour le développement de vaccins thérapeutiques efficaces.

Establishment of animal models to analyze the kinetics and distribution of human tumor antigen-specific CD8⁺ T cells.

Many patients develop tumor antigen-specific T cell responses detectable in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) following cancer vaccine. However, measurable tumor regression is observed in a limited number of patients receiving cancer vaccines. There is a need to re-evaluate systemically the immune responses induced by cancer vaccines. Here, we established animal models targeting two human cancer/testis antigens, NY-ESO-1 and MAGE-A4. Cytotoxic T lymphocyte (CTL) epitopes of these antigens were investigated by immunizing BALB/c mice with plasmids encoding the entire sequences of NY-ESO-1 or MAGE-A4. CD8(+) T cells specific for NY-ESO-1 or MAGE-A4 were able to be detected by ELISPOT assays using antigen presenting cells pulsed with overlapping peptides covering the whole protein, indicating the high immunogenicity of these antigens in mice. Truncation of these peptides revealed that NY-ESO-1-specific CD8(+) T cells recognized D(d)-restricted 8mer peptides, NY-ESO-181-88. MAGE-A4-specific CD8(+) T cells recognized D(d)-restricted 9mer peptides, MAGE-A4265-273. MHC/peptide tetramers allowed us to analyze the kinetics and distribution of the antigen-specific immune responses, and we found that stronger antigen-specific CD8(+) T cell responses were required for more effective anti-tumor activity. Taken together, these animal models are valuable for evaluation of immune responses and optimization of the efficacy of cancer vaccines.

Low dose endoluminal photodynamic therapy improves murine T cell-mediated colitis.

BACKGROUND AND STUDY AIMS: Low dose photodynamic therapy (LDPDT) may modify the mucosal immune response and may thus provide a therapy for Crohn's disease. We evaluated the efficacy and safety of this technique in a murine T cell-mediated colitis model. METHODS: The safety of LDPDT was first tested in BALB/c mice. Naïve T cells were used to induce colitis in mice with severe combined immunodeficiency, which were followed up endoscopically, and a murine endoscopic index of colitis (MEIC) was developed. The efficacy of LDPDT (10 J/cm (2); delta-aminolevulinic acid, 15 mg/kg bodyweight) was then tested on mice with moderate colitis, while a disease control group received no treatment. The MEIC, weight, length, and histology of the colon, cytokine expression indices, number of mucosal CD4 (+) T cells, percentage of apoptotic CD4 (+) T cells, body weight, and systemic side effects were evaluated. RESULTS: LDPDT improved the MEIC ( P = 0.011) and the histological score ( P = 0.025), diminished the expression indices of the proinflammatory cytokines, interleukin-6 ( P = 0.042), interleukin-17 ( P = 0.029), and interferon-gamma ( P = 0.014), decreased the number of mucosal CD4 (+) T cells, and increased the percentage of apoptotic CD4 (+) T cells compared with the disease control group. No local or systemic side effects occurred. CONCLUSION: LDPDT improves murine T cell-mediated colitis, decreases the proinflammatory cytokines interleukin-6, interleukin-17, and interferon-gamma, and decreases the number of CD4 (+) T cells. No adverse events were observed. Therefore, this technique is now being evaluated in patients with inflammatory bowel disease.

Does T Helper Differentiation Correlate with Resistance or Susceptibility to Infection with L. major? Some Insights From the Murine Model.

The murine model of Leishmania major infection has been an invaluable tool in understanding T helper differentiation in vivo. The initial evidence for a role of distinct CD4(+) T helper subsets in the outcome of infection was first obtained with this experimental model. The development of CD4(+) Th1 cells was associated with resolution of the lesion, control of parasite replication, and resistance to re-infection in most of the mouse strains investigated (i.e., C57BL/6). In contrast, differentiation of CD4(+) Th2 cells correlated with the development of unhealing lesions, and failure to control parasite load in a few strains (i.e., BALB/c). Since these first reports, an incredible amount of effort has been devoted to understanding the various parameters involved in the differentiation of these, and more recently discovered T helper subsets such as Th17 and T regulatory cells. The discovery of cross-talk between T helper subsets, as well as their plasticity force us to reevaluate the events driving a protective/deleterious T helper immune response following infection with L. major in mice. In this review, we describe the individual contributions of each of these CD4(+) T helper subsets following L. major inoculation, emphasizing recent advances in the field, such as the impact of different substrains of L. major on the pathogenesis of disease.

Implication of TNF family members in the immune response to the infection with the intracellular protozoan parasite "Leishmania major"

Suite à une infection avec le protozoaire Leishmania major (L. major), les souris sensibles de souche BALB/c développent des lésions progressives associées à une maturation des cellules CD4+ TH2 sécrétant de l'IL-4. A l'inverse, les souris résistantes de souche C57BL/6 guérissent à terme, sous l'influence de l'expansion des cellules CD4+ TH1 produisant de l'IFNy qui a un effet synergique avec le TNF ("tumor necrosis factor") sur l'activation des macrophages et leur fonction leishmanicide. Lors de notre étude nous avons montré que des souris C57BL/6 doublement déficientes en TNF et FasL ("Fas ligand") infectées par L. major ne guérissaient ni leur lésions ni ne contrôlaient la réplication de parasites malgré une réponse de type TH1. Bien que l'activité de synthétase inductible de l'oxyde nitrique ("iNOs") soit comparable chez les souris doublement ou simplement déficientes, seules celles déficientes en FasL ont démontré une incapacité à contrôler la réplication parasitaire. De surcroît il est apparu que le FasL a un effet synergique avec l'IFNy. L'adjonction de FasL à une culture cellulaire de macrophages stimulés par l'IFNy conduit à une activation de ces cellules. Celle-ci est démontrée par l'augmentation de la production de TNF et de NO par les macrophages ainsi que par l'élimination des parasites intracellulaires par ces mêmes cellules. Alors que le FasL et l'IFNy semblent essentiels au contrôle de la réplication des pathogènes intracellulaires, la contribution de TNF s'oriente davantage vers le contrôle de l'inflammation. L'activation macrophagique via Fas précède la mort cellulaire qui survient quelques jours plus tard. Cette mort cellulaire programmée était indépendante de la cascade enzymatique des caspases, au vu de l'absence d'effet de l'inhibiteur non-spécifique ZVAD-fmk des caspases. Ces résultats suggèrent que l'interaction Fas-FasL agit comme une costimulation nécessaire à une activation efficace des macrophages, la mort cellulaire survenant consécutivement à l'activation des macrophages.¦-¦Upon infection with the protozoan parasite Leishmania major (L. major), susceptible BALB/c mice develop non healing lesions associated with the maturation of CD4+ TH2 cells secreting IL-4. In contrast, resistant C57BL/6 mice are able to heal their lesions, because of CD4+ TH1 cell expansion and production of high levels of IFNy, which synergizes with tumour necrosis factor (TNF) in activating macrophages to their microbicidal state. In our study we showed that C57BL/6 mice lacking both TNF and Fas ligand (FasL) infected with L. major neither resolved their lesions nor controlled L. major replication despite a strong TH1 response. Although comparable inducible nitric oxide synthase (iNOs) was measured in single or double deficient mice, only mice deficient in FasL failed to control the parasite replication. Moreover FasL synergized with IFNy for the induction of leishmanicidal activity within macrophages infected with L. major in vitro. Addition of FasL to IFNy stimulated macrophages led to their activation, as reflected by the secretion of tumour necrosis factor and nitrite oxide, as well as the induction of their microbicidal activity, resulting in the killing of intracellular L. major. While FasL along with IFNy and iNOs appeared to be essential for the complete control of intracellular pathogen replication, the contribution of TNF appeared more important in controlling the inflammation on the site of infection. Macrophage activation via Fas pathway preceded cell death, which occurred a few days after Fas mediated activation. This program cell death was independent of caspase enzymatic activities as revealed by the lack of effect of ZVAD-fmk, a pan-caspase inhibitor. These results suggested that the Fas-FasL pathway, as part of the classical activation pathway of the macrophages, is essential in the stimulation of macrophage leading to a microbicidal state and to AICD, and may thus contribute to the pathogenesis of L. major infection.

Establishment of a reliable laser-Induced Choroidal Neovascularization Animal Model

Purpose: Pathologic choroidal neovascularizations (CNV) are implicated in the wet form of age-related macular degeneration (ARMD). Abnormal vessel growth is also observed in disease when hypoxia and/or inflammation occur. Our goal is to establish a standard protocol of laser-induced CNV in mice that have different levels of pigmentation to identify the most reliable animal model.Methods: CNV was induced by 4 burns around the optic disk, using a green argon laser (100μm diameter spot size; 0,05 sec. duration) in C57/Bl6, DBA/1 and Balb/c to ascertain the efficacy of the method in function of retina pigmentation. Five different intensities were tested and Bruch's membrane disruption was identified by the appearance of a bubble at the site of photocoagulation. Fluorescein angiographies (FA) were undertaken 14 days post lesion and CNV area was quantified by immunohistochemistry on cryosections.Results: CNV retina area was related to spot intensity after laser injury. While 180mW and 200mW do not induce reliable CNV (respectively 27.85±0.35% and 29±1.67% of the retina surface), 260mW is required to induce 51,07±8.52% of CNV in C57/Bl6 mice. For the DBA/1 strain, less pigmented, 200mW was sufficient to induce 49.35±3.9% of CNV, indicating that lower intensity are required to induce CNV. Furthermore, an intensity of 180mW induced greater CNV (35.55±6.01%) than in C57/Bl6 mice. Nevertheless, laser did not induce reproducible 50% CNV in Balb/c albino mice for all intensities tested. Isolectin-B4 and GFAP stainings revealed neovessel formation and photoreceptor (PR) degeneration at the impact site. The presence of glia was observed throughout all the retinal layers and angiograms showed fluorescein leakage in pigmented mice.Conclusions: The establishment of a standard protocol to induce CNV and subsequent PR degeneration is of prime importance for the use of the laser-induced CNV model and will allow to evaluate the therapeutic potency of agents to prevent CNV and retinal degeneration.