Processing of tumor-associated antigen by the proteasomes of dendritic cells controls in vivo T-cell responses.

Dendritic cells are unique in their capacity to process antigens and prime naive CD8(+) T cells. Contrary to most cells, which express the standard proteasomes, dendritic cells express immunoproteasomes constitutively. The melanoma-associated protein Melan-A(MART1) contains an HLA-A2-restricted peptide that is poorly processed by melanoma cells expressing immunoproteasomes in vitro. Here, we show that the expression of Melan-A in dendritic cells fails to elicit T-cell responses in vitro and in vivo because it is not processed by the proteasomes of dendritic cells. In contrast, dendritic cells lacking immunoproteasomes induce strong anti-Melan-A T-cell responses in vitro and in vivo. These results suggest that the inefficient processing of self-antigens, such as Melan-A, by the immunoproteasomes of professional antigen-presenting cells prevents the induction of antitumor T-cell responses in vivo.

Superantigens of mouse mammary tumor virus.

Superantigens (SAgs) are proteins of microbial origin that bind to major histocompatibility complex (MHC) class II molecules and stimulate T cells via interaction with the V beta domain of the T cell receptor (TCR). Mouse mammary tumor virus (MMTV) is a milk-transmitted type B retrovirus that encodes a SAg in its 3' long terminal repeat. Upon MMTV infection, B cells present SAg to the appropriate T cell subset, which leads to a strong "cognate" T-B interaction. This immune reaction results in preferential clonal expansion of infected B cells and differentiation of some of these cells into long-lived memory cells. In this way a stable MMTV infection is achieved that ultimately results in infection of the mammary gland and virus transmission via milk. Thus, in contrast to many microorganisms that attempt to evade the host immune system (reviewed in 1), MMTV depends upon a strong SAg-induced immune response for its survival. Because of their ability to stimulate very strong T cell responses in MHC-identical mice, minor lymphocyte stimulatory (Mls) antigens, discovered more than 20 years ago, are now known to be SAgs encoded by endogenous MMTV proviruses that have randomly integrated into germ cells. The aim of this review is to combine the extensive biology of Mls SAgs with our current understanding of the life cycle of MMTV.

Percutaneous radiofrequency ablation of primary intraosseous spinal glomus tumor.

The glomus tumor is a rare, benign, but painful vascular neoplasm arising from the neuromyoarterial glomus. Primary intraosseous glomus tumor is even rarer, with only about 20 cases reported in the literature so far, 5 of which involved the spine. Surgical resection is currently considered the treatment of choice. We herewith present an uncommon case of primary intraosseous spinal glomus tumor involving the right pedicle of the eleventh thoracic vertebra (T11). To our knowledge, this is the first case of primary intraosseous spinal glomus tumor successfully treated by percutaneous CT-guided radiofrequency ablation (RFA).

Teichoic acids are not required for Streptococcus pneumoniae and Staphylococcus aureus cell walls to trigger the release of tumor necrosis factor by peripheral blood monocytes.

In gram-negative bacteria, the outer membrane lipopolysaccharide is the main component triggering cytokine release from peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). In gram-positive bacteria, purified walls also induce cytokine release, but stimulation requires 100 times more material. Gram-positive walls are complex megamolecules reassembling distinct structures. Only some of them might be inflammatory, whereas others are not. Teichoic acids (TA) are an important portion (> or =50%) of gram-positive walls. TA directly interact with C3b of complement and the cellular receptor for platelet-activating factor. However, their contribution to wall-induced cytokine-release by PBMCs has not been studied in much detail. In contrast, their membrane-bound lipoteichoic acids (LTA) counterparts were shown to trigger inflammation and synergize with peptidoglycan (PGN) for releasing nitric oxide (NO). This raised the question as to whether TA are also inflammatory. We determined the release of tumor necrosis factor (TNF) by PBMCs exposed to a variety of TA-rich and TA-free wall fragments from Streptococcus pneumoniae and Staphylococcus aureus. TA-rich walls from both organisms induced measurable TNF release at concentrations of 1 microg/ml. Removal of wall-attached TA did not alter this activity. Moreover, purified pneumococcal and staphylococcal TA did not trigger TNF release at concentrations as high as > or =100 microg/ml. In contrast, purified LTA triggered TNF release at 1 microg/ml. PGN-stem peptide oligomers lacking TA or amino-sugars were highly active and triggered TNF release at concentrations as low as 0.01 microg/ml (P. A. Majcherczyk, H. Langen, et al., J. Biol. Chem. 274:12537-12543,1999). Thus, although TA is an important part of gram-positive walls, it did not participate to the TNF-releasing activity of PGN.

Intravaginal TLR agonists increase local vaccine-specific CD8 T cells and human papillomavirus-associated genital-tumor regression in mice.

Human papillomaviruses (HPV)-related cervical cancer is the second leading cause of cancer death in women worldwide. Despite active development, HPV E6/E7 oncogene-specific therapeutic vaccines have had limited clinical efficacy to date. Here, we report that intravaginal (IVAG) instillation of CpG-ODN (TLR9 agonist) or poly-(I:C) (TLR3 agonist) after subcutaneous E7 vaccination increased ∼fivefold the number of vaccine-specific interferon-γ-secreting CD8 T cells in the genital mucosa (GM) of mice, without affecting the E7-specific systemic response. The IVAG treatment locally increased both E7-specific and total CD8 T cells, but not CD4 T cells. This previously unreported selective recruitment of CD8 T cells from the periphery by IVAG CpG-ODN or poly-(I:C) was mediated by TLR9 and TLR3/melanoma differentiation-associated gene 5 signaling pathways, respectively. For CpG, this recruitment was associated with a higher proportion of GM-localized CD8 T cells expressing both CCR5 and CXCR3 chemokine receptors and E-selectin ligands. Most interestingly, IVAG CpG-ODN following vaccination led to complete regression of large genital HPV tumors in 75% of mice, instead of 20% with vaccination alone. These findings suggest that mucosal application of immunostimulatory molecules might substantially increase the effectiveness of parenterally administered vaccines.Mucosal Immunology advance online publication 12 September 2012; doi:10.1038/mi.2012.83.

Solid pseudopapillary tumor of the pancreas in children : typical radiological findings and pathological correlation

Introduction : Les tumeurs solides pseudo-papillaires du pancréas (SPT) sont des tumeurs rares, d'étiopathogénie encore incertaine.Le but de notre travail était de décrire les caractéristiques radiologiques des SPT dans le groupe d'âge pédiatrique et d'étudier leur corrélation avec les études anatomopathologiques en vue d'établir un diagnostic.Patients et Méthodes : Nous avons étudié rétrospectivement trois malades pédiatriques pour lesquelles le diagnostic de tumeur solide pseudo-papillaire du pancréas a été porté à l'examen d'une pièce opératoire. Ce groupe comprenait 3 jeunes filles et femmes (âge médian: 13 ans).Résultats : La tumeur a été découverte pendant le bilan de symptômes digestifs non spécifiques. Les examens biologiques n'étaient pas informatifs. Des investigations radiologiques complètes ont été réalisées y compris les ultrasons (US), la tomodensitométrie (CT) et l'imagerie par résonance magnétique (IRM).Celles-ci ont montré de volumineuses lésions nodulaires, peu vascularisées, de compositions habituellement hétérogènes, avec des composantes kystiques et hémorragiques identifiées dans les 3 cas. Un traitement chirurgical a été pratiqué chez toute les patientes. L'étude de la pièce opératoire a montré une tumeur encapsulée dans les 3 cas. Aucune métastase n'a été mise en évidence.Conclusion : Les SPT doivent être considérées dans le diagnostic différentiel des masses pancréatiques pédiatriques, en particulier chez les adolescentes. Certaines caractéristiques radiologiques comme des masses volumineuses bien circonscrites, des lésions hétérogènes avec des zones kystiques et hémorragiques, de plus entourées d'une pseudocapsule fibreuse réactive, suggèrent fortement le diagnostic de SPT. Celui-ci devrait ensuite être confirmé par une biopsie avant que la résection chirurgicale soit effectuée. Chez les enfants, Γ écho graphie abdominale reste la méthode de première intention, suivie par l'IRM comme technique d'imagerie de choix pour évaluer les caractéristiques et l'extension de la lésion, tout en évitant l'exposition des patients aux rayonnements ionisants.

A nonapeptide encoded by human gene MAGE-1 is recognized on HLA-A1 by cytolytic T lymphocytes directed against tumor antigen MZ2-E.

We have reported the identification of human gene MAGE-1, which directs the expression of an antigen recognized on a melanoma by autologous cytolytic T lymphocytes (CTL). We show here that CTL directed against this antigen, which was named MZ2-E, recognize a nonapeptide encoded by the third exon of gene MAGE-1. The CTL also recognize this peptide when it is presented by mouse cells transfected with an HLA-A1 gene, confirming the association of antigen MZ2-E with the HLA-A1 molecule. Other members of the MAGE gene family do not code for the same peptide, suggesting that only MAGE-1 produces the antigen recognized by the anti-MZ2-E CTL. Our results open the possibility of immunizing HLA-A1 patients whose tumor expresses MAGE-1 either with the antigenic peptide or with autologous antigen-presenting cells pulsed with the peptide.

TECTONICS OF THE HELVETIC NAPPE SYSTEM (W SWITZERLAND): CONTROL OF STRAIN LOCALIZATION AND BASEMENT-COVER DEFORMATION. Insights from models based on continuum mechanics

The Helvetic nappe system in Western Switzerland is a stack of fold nappes and thrust sheets em-placed at low grade metamorphism. Fold nappes and thrust sheets are also some of the most common features in orogens. Fold nappes are kilometer scaled recumbent folds which feature a weakly deformed normal limb and an intensely deformed overturned limb. Thrust sheets on the other hand are characterized by the absence of overturned limb and can be defined as almost rigid blocks of crust that are displaced sub-horizontally over up to several tens of kilometers. The Morcles and Doldenhom nappe are classic examples of fold nappes and constitute the so-called infra-Helvetic complex in Western and Central Switzerland, respectively. This complex is overridden by thrust sheets such as the Diablerets and Wildhörn nappes in Western Switzerland. One of the most famous example of thrust sheets worldwide is the Glariis thrust sheet in Central Switzerland which features over 35 kilometers of thrusting which are accommodated by a ~1 m thick shear zone. Since the works of the early Alpine geologist such as Heim and Lugeon, the knowledge of these nappes has been steadily refined and today the geometry and kinematics of the Helvetic nappe system is generally agreed upon. However, despite the extensive knowledge we have today of the kinematics of fold nappes and thrust sheets, the mechanical process leading to the emplacement of these nappe is still poorly understood. For a long time geologist were facing the so-called 'mechanical paradox' which arises from the fact that a block of rock several kilometers high and tens of kilometers long (i.e. nappe) would break internally rather than start moving on a low angle plane. Several solutions were proposed to solve this apparent paradox. Certainly the most successful is the theory of critical wedges (e.g. Chappie 1978; Dahlen, 1984). In this theory the orogen is considered as a whole and this change of scale allows thrust sheet like structures to form while being consistent with mechanics. However this theoiy is intricately linked to brittle rheology and fold nappes, which are inherently ductile structures, cannot be created in these models. When considering the problem of nappe emplacement from the perspective of ductile rheology the problem of strain localization arises. The aim of this thesis was to develop and apply models based on continuum mechanics and integrating heat transfer to understand the emplacement of nappes. Models were solved either analytically or numerically. In the first two papers of this thesis we derived a simple model which describes channel flow in a homogeneous material with temperature dependent viscosity. We applied this model to the Morcles fold nappe and to several kilometer-scale shear zones worldwide. In the last paper we zoomed out and studied the tectonics of (i) ductile and (ii) visco-elasto-plastic and temperature dependent wedges. In this last paper we focused on the relationship between basement and cover deformation. We demonstrated that during the compression of a ductile passive margin both fold nappes and thrust sheets can develop and that these apparently different structures constitute two end-members of a single structure (i.e. nappe). The transition from fold nappe to thrust sheet is to first order controlled by the deformation of the basement. -- Le système des nappes helvétiques en Suisse occidentale est un empilement de nappes de plis et de nappes de charriage qui se sont mis en place à faible grade métamorphique. Les nappes de plis et les nappes de charriage sont parmi les objets géologiques les plus communs dans les orogènes. Les nappes de plis sont des plis couchés d'échelle kilométrique caractérisés par un flanc normal faiblement défor-mé, au contraire de leur flanc inverse, intensément déformé. Les nappes de charriage, à l'inverse se caractérisent par l'absence d'un flanc inverse bien défini. Elles peuvent être définies comme des blocs de croûte terrestre qui se déplacent de manière presque rigide qui sont déplacés sub-horizontalement jusqu'à plusieurs dizaines de kilomètres. La nappe de Mordes et la nappe du Doldenhorn sont des exemples classiques de nappes de plis et constitue le complexe infra-helvétique en Suisse occidentale et centrale, respectivement. Ce complexe repose sous des nappes de charriages telles les nappes des Diablerets et du Widlhörn en Suisse occidentale. La nappe du Glariis en Suisse centrale se distingue par un déplacement de plus de 35 kilomètres qui s'est effectué à la faveur d'une zone de cisaillement basale épaisse de seulement 1 mètre. Aujourd'hui la géométrie et la cinématique des nappes alpines fait l'objet d'un consensus général. Malgré cela, les processus mécaniques par lesquels ces nappes se sont mises en place restent mal compris. Pendant toute la première moitié du vingtième siècle les géologues les géologues ont été confrontés au «paradoxe mécanique». Celui-ci survient du fait qu'un bloc de roche haut de plusieurs kilomètres et long de plusieurs dizaines de kilomètres (i.e., une nappe) se fracturera de l'intérieur plutôt que de se déplacer sur une surface frictionnelle. Plusieurs solutions ont été proposées pour contourner cet apparent paradoxe. La solution la plus populaire est la théorie des prismes d'accrétion critiques (par exemple Chappie, 1978 ; Dahlen, 1984). Dans le cadre de cette théorie l'orogène est considéré dans son ensemble et ce simple changement d'échelle solutionne le paradoxe mécanique (la fracturation interne de l'orogène correspond aux nappes). Cette théorie est étroitement lié à la rhéologie cassante et par conséquent des nappes de plis ne peuvent pas créer au sein d'un prisme critique. Le but de cette thèse était de développer et d'appliquer des modèles basés sur la théorie de la méca-nique des milieux continus et sur les transferts de chaleur pour comprendre l'emplacement des nappes. Ces modèles ont été solutionnés de manière analytique ou numérique. Dans les deux premiers articles présentés dans ce mémoire nous avons dérivé un modèle d'écoulement dans un chenal d'un matériel homogène dont la viscosité dépend de la température. Nous avons appliqué ce modèle à la nappe de Mordes et à plusieurs zone de cisaillement d'échelle kilométrique provenant de différents orogènes a travers le monde. Dans le dernier article nous avons considéré le problème à l'échelle de l'orogène et avons étudié la tectonique de prismes (i) ductiles, et (ii) visco-élasto-plastiques en considérant les transferts de chaleur. Nous avons démontré que durant la compression d'une marge passive ductile, a la fois des nappes de plis et des nappes de charriages peuvent se développer. Nous avons aussi démontré que nappes de plis et de charriages sont deux cas extrêmes d'une même structure (i.e. nappe) La transition entre le développement d'une nappe de pli ou d'une nappe de charriage est contrôlé au premier ordre par la déformation du socle. -- Le système des nappes helvétiques en Suisse occidentale est un emblement de nappes de plis et de nappes de chaînage qui se sont mis en place à faible grade métamoiphique. Les nappes de plis et les nappes de charriage sont parmi les objets géologiques les plus communs dans les orogènes. Les nappes de plis sont des plis couchés d'échelle kilométrique caractérisés par un flanc normal faiblement déformé, au contraire de leur flanc inverse, intensément déformé. Les nappes de charriage, à l'inverse se caractérisent par l'absence d'un flanc inverse bien défini. Elles peuvent être définies comme des blocs de croûte terrestre qui se déplacent de manière presque rigide qui sont déplacés sub-horizontalement jusqu'à plusieurs dizaines de kilomètres. La nappe de Morcles and la nappe du Doldenhorn sont des exemples classiques de nappes de plis et constitue le complexe infra-helvétique en Suisse occidentale et centrale, respectivement. Ce complexe repose sous des nappes de charriages telles les nappes des Diablerets et du Widlhörn en Suisse occidentale. La nappe du Glarüs en Suisse centrale est certainement l'exemple de nappe de charriage le plus célèbre au monde. Elle se distingue par un déplacement de plus de 35 kilomètres qui s'est effectué à la faveur d'une zone de cisaillement basale épaisse de seulement 1 mètre. La géométrie et la cinématique des nappes alpines fait l'objet d'un consensus général parmi les géologues. Au contraire les processus physiques par lesquels ces nappes sont mises en place reste mal compris. Les sédiments qui forment les nappes alpines se sont déposés à l'ère secondaire et à l'ère tertiaire sur le socle de la marge européenne qui a été étiré durant l'ouverture de l'océan Téthys. Lors de la fermeture de la Téthys, qui donnera naissance aux Alpes, le socle et les sédiments de la marge européenne ont été déformés pour former les nappes alpines. Le but de cette thèse était de développer et d'appliquer des modèles basés sur la théorie de la mécanique des milieux continus et sur les transferts de chaleur pour comprendre l'emplacement des nappes. Ces modèles ont été solutionnés de manière analytique ou numérique. Dans les deux premiers articles présentés dans ce mémoire nous nous sommes intéressés à la localisation de la déformation à l'échelle d'une nappe. Nous avons appliqué le modèle développé à la nappe de Morcles et à plusieurs zones de cisaillement provenant de différents orogènes à travers le monde. Dans le dernier article nous avons étudié la relation entre la déformation du socle et la défonnation des sédiments. Nous avons démontré que nappe de plis et nappes de charriages constituent les cas extrêmes d'un continuum. La transition entre nappe de pli et nappe de charriage est intrinsèquement lié à la déformation du socle sur lequel les sédiments reposent.

Sequence determinants of a microtubule tip localization signal (MtLS).

Microtubule plus-end-tracking proteins (+TIPs) specifically localize to the growing plus-ends of microtubules to regulate microtubule dynamics and functions. A large group of +TIPs contain a short linear motif, SXIP, which is essential for them to bind to end-binding proteins (EBs) and target microtubule ends. The SXIP sequence site thus acts as a widespread microtubule tip localization signal (MtLS). Here we have analyzed the sequence-function relationship of a canonical MtLS. Using synthetic peptide arrays on membrane supports, we identified the residue preferences at each amino acid position of the SXIP motif and its surrounding sequence with respect to EB binding. We further developed an assay based on fluorescence polarization to assess the mechanism of the EB-SXIP interaction and to correlate EB binding and microtubule tip tracking of MtLS sequences from different +TIPs. Finally, we investigated the role of phosphorylation in regulating the EB-SXIP interaction. Together, our results define the sequence determinants of a canonical MtLS and provide the experimental data for bioinformatics approaches to carry out genome-wide predictions of novel +TIPs in multiple organisms.

A tumor-specific cellular environment at the brain invasion border of adamantinomatous craniopharyngiomas.

Craniopharyngiomas (CP) are benign epithelial tumors of the sellar region and can be clinicopathologically distinguished into adamantinomatous (adaCP) and papillary (papCP) variants. Both subtypes are classified according to the World Health Organization grade I, but their irregular digitate brain infiltration makes any complete surgical resection difficult to obtain. Herein, we characterized the cellular interface between the tumor and the surrounding brain tissue in 48 CP (41 adaCP and seven papCP) compared to non-neuroepithelial tumors, i.e., 12 cavernous hemangiomas, 10 meningiomas, and 14 metastases using antibodies directed against glial fibrillary acid protein (GFAP), vimentin, nestin, microtubule-associated protein 2 (MAP2) splice variants, and tenascin-C. We identified a specific cell population characterized by the coexpression of nestin, MAP2, and GFAP within the invasion niche of the adamantinomatous subtype. This was especially prominent along the finger-like protrusions. A similar population of presumably astroglial precursors was not visible in other lesions under study, which characterize them as distinct histopathological feature of adaCP. Furthermore, the outer tumor cell layer of adaCP showed a distinct expression of MAP2, a novel finding helpful in the differential diagnosis of epithelial tumors in the sellar region. Our data support the hypothesis that adaCP, unlike other non-neuroepithelial tumors of the central nervous system, create a tumor-specific cellular environment at the tumor-brain junction. Whether this facilitates the characteristic infiltrative growth pattern or is the consequence of an activated Wnt signaling pathway, detectable in 90% of these tumors, will need further consideration.

Role of beta-1 integrin in tumor growth and dissemination

SUMMARY Cancer is one of the leading causes of disease-related mortality. In most cases, death is due to the spread of cells from the primary tumor to distant sites causing formation of metastases. To become tumorigenic, cells should acquire ability, including self-sufficiency in growth signals, insensitivity to anti-growth signals, resistance to apoptosis, sustained angiogenesis, limitless replicative potential and tissue invasion and metastasis. Tumor progression depends, in part on the relationship between tumor cells and host tissue stroma, characterized by changes of tumor cell adhesion to their microenvironment and activation of a variety of extracellular proteases that play a role in ECM degradation. integrins are adhesion proteins implicated in tumorigenesis. Their main function is to mediate cell adhesion to the ECM or to other cells and to create a link between the ECM and the cytoskeleton. Tumor cells like normal cells use integrins to attach to ECM, migrate into surrounding tissues and derive survival and growth signals. Integrin-dependent adhesion and migration are thought to play an important role in tumor dissemination. A strategy was designed to address the role of β1 integrin tumor growth and dissemination. Murine mammary carcinoma (TA3) cells were stably transfected with a soluble β1 integrin construct, which is anticipated to play a dominant negative role, being able to associate with different α-subunits expressed on the cell surface but unable to transduce signals to the nucleus. Results from studies based on soluble β1 integrin TA3 transfectants showed that 1) the integrin expression pattern at the cell surface changed with an induction of α2β1 and α5β1 heterodimers; 2) adhesion to collagens, especially collagen I was increased; 3) tumor dissemination after intrape-ritoneal injection in syngeneic mice was abolished and 4) local growth after orthotopic injection was maintained but delayed. Taken together, the data presented here suggest that β1 integrin plays a potentially important role in the regulation of tumor behavior. RESUME Le cancer est une des principales causes de mortalité suite à une maladie. Dans la plupart des cas, la mort est la conséquence de la dissémination de cellules, provenant de la tumeur primaire, dans des endroits distants et causant la formation de métastases. Afin de devenir cancéreuse, une cellule doit acquérir certaines capacités, telles qu'une auto-suffisance en facteurs de croissance, une insensibilité aux facteurs empêchant la croissance cellulaire, une résistance à l'apoptose, une angiogénèse soutenue, un potentiel de réplication illimité et une capacité à pénétrer dans les tissus et à former des colonies métastatiques. La progression d'une tumeur dépend, en partie, de la relation entre les cellules tumorales et les cellules tissulaires de l'hôte. Cette relation est caractérisée par des modifications des cellules tumorales quant à leur adhésion au microenvironnement et à l'activation de protéases qui permettent de dégrader la matrice extracellulaire. Les intégrines sont des protéines impliquées dans le développement tumoral. Leur fonction principale est de réguler l'adhésion des cellules à la matrice extracellulaire, ou à d'autres cellules, et de créer un lien entre cette matrice extracellulaire et le cytosquelette. Les cellules tumorales utilisent également les intégrines pour se lier à la matrice extracellulaire, pour migrer dans les tissus adjacents et pour induire des signaux de croissance et de survie. Ces événements d'adhésion et de migration, qui dépendent des intégrines, jouent un rôle primordial dans la dissémination des cellules cancéreuses. Une stratégie a été élaborée afin de définir le rôle de l'intégrine β1 durant la croissance et la dissémination des cellules tumorales. Des cellules provenant d'un carcinome de la glande mammaire (TA3) ont été transfectées de manière stable avec un vecteur contenant la séquence codante de la partie extracellulaire de l'intégrine β1. L'intégrine tronquée doit être capable de se lier aux sous-unités α exprimées à la surface de la cellule, mais doit être incapable de transmettre un signal à l'intérieur de la cellule. Les résultats obtenus avec les cellules TA3 transfectées contenant l'intégrine β1 soluble montrent que I) le répertoire d'expression des intégrines à la surface de la cellule a changé en faveur des hétérodimères α2β1 et α5β1; 2) l'adhésion aux collagènes, particulièrement au collagène de type I a augmenté; 3) la dissémination des cellules tumorales après une injection intrapéritonéale est empêchée; 4) la croissance tumorale après une injection orthotopique est conservée mais retardée. Ces résultats montrent que l'intégrine β1 joue un rôle primordial dans la régulation du comportement tumoral.

Demonstration of an interferon gamma-dependent tumor surveillance system in immunocompetent mice.

This study demonstrates that endogenously produced interferon gamma (IFN-gamma) forms the basis of a tumor surveillance system that controls development of both chemically induced and spontaneously arising tumors in mice. Compared with wild-type mice, mice lacking sensitivity to either IFN-gamma (i.e., IFN-gamma receptor-deficient mice) or all IFN family members (i.e., Stat1-deficient mice) developed tumors more rapidly and with greater frequency when challenged with different doses of the chemical carcinogen methylcholanthrene. In addition, IFN-gamma-insensitive mice developed tumors more rapidly than wild-type mice when bred onto a background deficient in the p53 tumor-suppressor gene. IFN-gamma-insensitive p53(-/-) mice also developed a broader spectrum of tumors compared with mice lacking p53 alone. Using tumor cells derived from methylcholanthrene-treated IFN-gamma-insensitive mice, we found IFN-gamma's actions to be mediated at least partly through its direct effects on the tumor cell leading to enhanced tumor cell immunogenicity. The importance and generality of this system is evidenced by the finding that certain types of human tumors become selectively unresponsive to IFN-gamma. Thus, IFN-gamma forms the basis of an extrinsic tumor-suppressor mechanism in immunocompetent hosts.

Ultrahigh dose-rate FLASH irradiation increases the differential response between normal and tumor tissue in mice.

In vitro studies suggested that sub-millisecond pulses of radiation elicit less genomic instability than continuous, protracted irradiation at the same total dose. To determine the potential of ultrahigh dose-rate irradiation in radiotherapy, we investigated lung fibrogenesis in C57BL/6J mice exposed either to short pulses (≤ 500 ms) of radiation delivered at ultrahigh dose rate (≥ 40 Gy/s, FLASH) or to conventional dose-rate irradiation (≤ 0.03 Gy/s, CONV) in single doses. The growth of human HBCx-12A and HEp-2 tumor xenografts in nude mice and syngeneic TC-1 Luc(+) orthotopic lung tumors in C57BL/6J mice was monitored under similar radiation conditions. CONV (15 Gy) triggered lung fibrosis associated with activation of the TGF-β (transforming growth factor-β) cascade, whereas no complications developed after doses of FLASH below 20 Gy for more than 36 weeks after irradiation. FLASH irradiation also spared normal smooth muscle and epithelial cells from acute radiation-induced apoptosis, which could be reinduced by administration of systemic TNF-α (tumor necrosis factor-α) before irradiation. In contrast, FLASH was as efficient as CONV in the repression of tumor growth. Together, these results suggest that FLASH radiotherapy might allow complete eradication of lung tumors and reduce the occurrence and severity of early and late complications affecting normal tissue.