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

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

Nouvelle approche immunothérapeutique afin de traiter le neuroblastome réfractaire chez l’enfant

Malgré plusieurs chimiothérapies suivies d’une transplantation et d’une immunothérapie, 40% des patients avec un neuroblastome (NB) à haut risque subissent une progression de la maladie ou une rechute. L’échec de ces traitements est attribué à la présence de cellules initiatrices de tumeur (TIC) qui expriment le marqueur CD133 et qui sont souvent résistantes aux agents chimiothérapeutiques. Les cellules Natural Killer (NK), qui possèdent un effet anti-tumoral, peuvent être utilisées dans le cadre du développement de nouvelles approches immuno-thérapeutiques. Nous posons l’hypothèse que les cellules NK activées éliminent efficacement les TIC et contribuent à la réduction des risques de rechute. De plus, il est possible d’augmenter l’effet anti-tumoral des cellules NK contre le NB. L’activité cytotoxique des cellules NK est augmentée par des cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) activées. A la suite de la stimulation de leurs récepteurs Toll-like les pDC produisent de grandes quantités d'interféron-alpha (IFN-α). Nous avons étudié les propriétés lytiques des cellules NK contre des lignées cellulaires de NB à la suite de leur activation par l’IFN-α ou des pDC activées. Nos résultats révèlent une augmentation de l’activité cytolytique des cellules NK contre ces lignées en réponse à une stimulation par les pDC activées. De plus, les cellules de NB CD133+ ou celles résistantes à l’immunothérapie dirigée contre le GD2 sont sensibles à la lyse médiée par les cellules NK stimulées par les pDC. Nous avons examiné les mécanismes cellulaires impliqués dans la lyse des cellules de NB. Nous montrons que cette cytotoxicité est médiée en partie par TRAIL induisant l'apoptose et en partie par la libération des granules cytotoxiques. Ainsi, ces résultats permettent de proposer une nouvelle approche immuno-thérapeutique complémentaire au traitement par l’anticorps anti-GD2 pour les patients atteints de NB à haut risque.

Endogene Immunstimulation durch zelluläre DNA bei HIV-1 Infektionen

Endogene Gefahrensignale, die das Immunsystem aktivieren, sind ein neues Konzept der Immunbiologie. Sie spielen eine Rolle für eine Vielzahl von viralen und bakteriellen Erkrankungen und werden als massgebliche Ursache für eine Reihe von Autoimmunerkrankungen diskutiert. Diese Arbeit testet die Hypothese, dass fragmentierte mitochondriale DNA (mtDNA) immunstimulatorische DNA-Motive beinhaltet, die in der Lage sind, eine Immunantwort durch plasmazytoide dendritische Zellen (PDC, engl. plasmacytoid dendritic cells) zu vermitteln. Daher wurden mtDNA und genomische DNA aus mononukleären Zellen des peripheren Bluts (PBMC, engl. peripheral blood mononuclear cells) und Thrombozyten isoliert. Diese DNA-Spezies wurde mithilfe des liposomalen Transfektionsreagenzes DOTAP in PBMC transfiziert und die Immunaktivierung anhand des Interferon-alpha Spiegels im Zellkulturüberstand gemessen. Beide DNA-Spezies induzierten eine vergleichbare Interferon-Produktion. Eine Verkürzung der mtDNA zu CpG-Inseln verstärkte die immunstimulatorische Kapazität, abhängig vom Vorhandensein unmethylierter CpG-Motive. Die Komplexierung der CpG-Inseln mit dem humanem Cathelicidin LL-37 führte auch ohne DOTAP Transfektion zu einer Interferon-Antwort. Ein weiteres Verkürzen der mtDNA zu mitochondrialen Oligodeoxynukleotiden (mtODN) mit Sequenz- und Strukturähnlichkeiten zu kommerziellen CpG-ODN, lieferte Sequenzen mit starker Interferon-Induktion und der Fähigkeit, PDC zu maturieren und migrieren. Insbesondere waren zwei mtODN mit Doppelpalindromstruktur in der Lage, PDC spontan ohne Transfektion oder als Immunkomplex zu aktivieren. Durchflusszytometrie, Lebendzell- und konfokale Laserscanningmikroskopie zeigte die Anheftung und Aufnahme eines der mtODN in endosomale Kompartimente und Kolokalisation mit TLR9. Auch konnte eine schwache aber signifikante PDC-, B-Zell- und NK-Zell-Aktivierung durch dieses ODN gezeigt werden. Zusammengefaßt deuten unsere Daten darauf hin, dass fragmentierte mitochondriale DNA aus apoptotischen oder nekrotischen Zellen als Gefahrensignal für das Immunsystem fungieren kann und so über Stimulation von PDC zur akuten oder chronischen Immunaktivierung und damit zur Immunpathogenese von HIV-Infektionen beitragen kann.

Toll-like receptor expression in murine DC subsets: lack of TLR7 expression by CD8α+ DC correlates with unresponsiveness to imidazoquinolines

Toll-like receptors (TLR) recognize microbial and viral patterns and activate dendritic cells (DC). TLR distribution among human DC subsets is heterogeneous: plasmacytoid DC (PDC) express TLR1, 7 and 9, while other DC types do not express TLR9 but express other TLR. Here, we report that mRNA for most TLR is expressed at similar levels by murine splenic DC sub-types, including PDC, but that TLR3 is preferentially expressed by CD8α+ DC while TLR5 and TLR7 are selectively absent from the same subset. Consistent with the latter, TLR7 ligand activates CD8α– DC and PDC, but not CD8α+ DC as measured by survival ex vivo, up-regulation of surface markers and production of IL-12p40. These data suggest that the dichotomy in TLR expression between plasmacytoid and non-plasmacytoid DC is not conserved between species. However, lack of TLR7 expression could restrict the involvement of CD8α+ DC in recognition of certain mouse pathogens.

CD4(+) CD25(+) Foxp3(+) Regulatory T Cells, Dendritic Cells, and Circulating Cytokines in Uncomplicated Malaria: Do Different Parasite Species Elicit Similar Host Responses?

Clearing blood-stage malaria parasites without inducing major host pathology requires a finely tuned balance between pro- and anti-inflammatory responses. The interplay between regulatory T (Treg) cells and dendritic cells (DCs) is one of the key determinants of this balance. Although experimental models have revealed various patterns of Treg cell expansion, DC maturation, and cytokine production according to the infecting malaria parasite species, no studies have compared all of these parameters in human infections with Plasmodium falciparum and P. vivax in the same setting of endemicity. Here we show that during uncomplicated acute malaria, both species induced a significant expansion of CD4(+) CD25(+) Foxp3(+) Treg cells expressing the key immunomodulatory molecule CTLA-4 and a significant increase in the proportion of DCs that were plasmacytoid (CD123(+)), with a decrease in the myeloid/plasmacytoid DC ratio. These changes were proportional to parasite loads but correlated neither with the intensity of clinical symptoms nor with circulating cytokine levels. One-third of P. vivax-infected patients, but no P. falciparum-infected subjects, showed impaired maturation of circulating DCs, with low surface expression of CD86. Although vivax malaria patients overall had a less inflammatory cytokine response, with a higher interleukin-10 (IL-10)/tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) ratio, this finding did not translate to milder clinical manifestations than those of falciparum malaria patients. We discuss the potential implications of these findings for species-specific pathogenesis and longlasting protective immunity to malaria.

Spontaneous canine transmissible venereal tumor: association between different phenotypes and the insertion LINE-1/c-myc

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Aparecimento de psoríase durante o tratamento das doenças inflamatórias intestinais com infliximabe: A terapia biológica deve ser suspensa?

Context - Several paradoxical cases of infliximab-induced or-exacerbated psoriatic lesions have been described in the recent years. There is disagreement regarding the need to discontinue infliximab in order to achieve the resolution of these adverse cutaneous reactions specifically in inflammatory bowel disease (IBD) patients. Objective - To systematically review the literature to collect information on IBD patients that showed this adverse cutaneous reaction, focusing mainly on the therapeutic approach. Methods - A systematic literature review was performed utilizing Medline, Embase, SciELO and Lilacs databases. Published studies were identified, reviewed and the data were extracted. Results - Thirty-four studies (69 IBD patients) met inclusion criteria for review. There was inconsistency in reporting of some clinical and therapeutic aspects. Most patients included had Crohn's disease (89.86%), was female (47.83%), had an average age of 27.11 years, and no reported history of psoriasis (84.05%). The patients developed primarily plaque-type psoriasis (40.58%). There was complete remission of psoriatic lesions in 86.96% of IBD patients, existing differences in the therapeutic approaches; cessation of infliximab therapy led to resolution in 47.83% of cases and 43.48% of patients were able to continue infliximab therapy. Conclusion - As increasing numbers of IBD patients with psoriasis induced or exacerbated by infliximab, physicians should be aware of its clinical manifestations so that appropriate diagnosis and treatment are properly established. The decision whether to continue or discontinue infliximab should be individualized.

Cytohistological and immunohistochemical features of a mammary invasive pleomorphic lobular carcinoma in a dog

This case report describes a case of a mammary invasive pleomorphic lobular carcinoma in a female dog. Cytology revealed small cohesive clusters of cells and many scattered single large round cells with eccentric nuclei. Histologically, the neoplasm presented plasmacytoid cells with multiple, often bizarre nuclei and an invasive pattern with cells occasionally arranged in Indian files. Vascular invasion was consistently present. Tumour cells also revealed loss of E-cadherin immunoexpression and positive immunoreactivity for HER2/c-erbB2, oestrogen receptor alpha, cytokeratin 19, and Ki67 (52 %), and the tumour was characterised as a mammary invasive pleomorphic lobular carcinoma. This is an interesting case since this is a rare condition that is not widely recognised in dogs. © 2012 Springer-Verlag London Limited.

Relação entre o infiltrado inflamatório e as células dendríticas na resposta imune aos carcinomas do tipo simples em mama de cadelas

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Análise das subpopulações de células dendríticas no infiltrado subepitelial da doença enxerto contra hospedeiro crônica de mucosa bucal

Pós-graduação em Pesquisa e Desenvolvimento (Biotecnologia Médica) - FMB

Perfil imunofenotípico e nível de citocinas plásmáticas em portadores de hepatite C crônica com diferentes graus de comprometimento hepático

Pós-graduação em Pesquisa e Desenvolvimento (Biotecnologia Médica) - FMB

Estudo imuno-histoquímico da co-expressão de citoqueratinas, vimentina e actina em neoplasias de glândula salivar

Human salivary gland tumors originated from intercalated ducts present a broad range of histologic and cytologic patterns, mainly due to the presence of myoepithelial cells. The aim of this study is to verify the differentiation grade of neoplastic cells and a possible relation between myoepithelial cell differentiation and the presence of luminal secretory contents. The expression of vimentin and cytokeratin (CK) intermediate filaments, actin myofilament and epithelial membrane antigen (EMA) was investigated by double labeling immunocytochemical technique, in thirty salivary gland neoplasms: 5 pleomorphic adenomas, 5 myoepitheliomas, 3 basal cell adenomas, 7 adenoid cystic carcinomas (ACC) and 10 polimorphous low grade adenocarcinomas (PLGA). Tumors with intercalated duct differentiation (pleomorphic adenomas, basal cell adenomas and ACC) express CKs 7, 8, 18 and 19 in the luminal cells and coexpress eventually CK14 with these CKs. Some luminal cells stained with anti-EMA antibody, mainly where a secretory content in the lumen was observed. Outer ductal cells and other myoepithelial-like cells express vimentin, sometimes coexpressing actin and/or CK14 with vimentin. Plasmacytoid cells in myoepitheliomas and pleomorphic adenomas express vimentin and rarely CKs 7, 8, 18 and 19, sometimes coexpressing these CKs with CK14 but they are negative for the remaining antigens. Tumors without intercalated duct differentiation (solid basal cell adenoma and PLGA) express vimentin and CKs 7, 8, 14 and 18, sometimes coexpressing CKs 8 and 18 with CK14. In conclusion, in tumors with intercalated duct differentiation, myoepithelial cells express vimentin and sometimes coexpress actin and/or CK14 with vimentin, never coexpressing other CKs with vimentin. CK14 and actin are independently expressed by myoepithelial cells, so their expression is probably induced by different stimulus. However, the secretory function of luminal cells, visualized by EMA staining, ....

Perfil fenotípico de potenciais células iniciadoras tumorais no tumor venéreo transmissível canino ex vivo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Oral chronic graft-versus-host disease: analysis of dendritic cells subpopulations

The graft-versus-host disease is the major cause of morbidity and mortality in patients who have undergone hematopoietic stem cell transplantation. Aiming at contributing to the understanding of the role of myeloid and plasmacytoid dendritic cells, and natural killer cells in chronic graft-versus-host disease, we examined biopsies of jugal mucosa of 26 patients with acute myeloid leukemia who had undergone allogenic hematopoietic stem cell transplantation. Half of these patients developed oral chronic graft-versus-host disease. Microscopic sections were immunohistochemically stained for anti-CD1a, anti-CD123 and anti-CD56. We calculated the number of immunostained cells in the corium per square millimeter and applied the Mann-Whitney test. Results showed a statistically significant increase of myeloid dendritic cells (CD1a+; p=0,02) and natural killer cells (CD56; p=0,04) in patients with oral chronic graft-versus-host disease. CD123 immunostaining showed no statistical difference between groups. It was concluded that myeloid dendritic cells and natural killer cells participate in the development of oral chronic graft-versus-host disease.

Flagellin:allergen fusion proteins as novel vaccines for the treatment of severe type I allergies

Over the last decades the prevalence of food allergies has continually increased on a world wide scale. While there are effective treatments available for bee and wasp venom allergic patients, there is currently no established therapy for the treatment of severe food allergies. Aim of the project was to genetically fuse different food allergens with the immune modulating Toll-like receptor 5 (TLR5)-ligand flagellin and to test these constructs for their immune modulatory capacities both in vitro and in vivo. Chicken ovalbumin (Ova) as model antigen, Pru p 3, and Ara h 2 the respective major allergens from peach and peanut were used as allergens. The potential vaccine candidates were characterized by protein biochemical methods (purity, folding, endotoxin contaminations). Moreover, their immune modulating effects on cell culture lines (TLR5-receptor activation) and primary mouse immune cells (myeloid and plasmacytoid dendritic cells) were investigated. Additionally, the prophylactic and therapeutic use of the flagellin Ova fusion protein (rflaA:Ova) were investigated in a mouse model of intestinal allergy. In myeloid dendritic cells (mDC) stimulation with the fusion proteins led to a strong cell activation and cytokine secretion. Here, the fusion proteins proved to be a much stronger stimulus than the equimolar amount of both proteins provided alone or as a mixture. Noteworthy, stimulation with rflaA:Ova induced the secretion of the anti-inflammatory cytokine IL-10 from mDC. In co-culture experiments this IL-10 secretion suppressed the Ova-induced secretion of Th1 and Th2 cytokines from Ova-specific CD4 T cells. Using MyD88-deficient mDC this repression of cytokine secretion was shown to be TLR-dependent. Finally, the potency of the rflaA:Ova construct was investigated in a mouse model of Ova-induced intestinal allergy. In a prophylactic vaccination approach rflaA:Ova was shown to prevent the establishment of the intestinal allergy and all associated symptoms (weight loss, temperature drop, soft faeces). This fusion protein-mediated protection was accompanied by a reduced T cell activation, and reduced Th2 cytokines in intestinal homogenates. These effects were paralleled by a strong induction of Ova-specific IgG2a antibodies in rflaA:Ova-vaccinated sera, while Ova-specific IgE antibody production was significantly reduced. Therapeutic vaccination with rflaA:Ova reduced allergic symptoms and T cell activation but did not influence weight loss and antibody production. In all in vivo experiments vaccination with both proteins either provided alone or as a mixture did not have comparable effects. Future experiments aim at elucidating the mechanism and further optimization of the therapeutic vaccination approach. The results presented in this thesis demonstrate, that fusion proteins containing flagellin have strong immune modulatory capacities both in vitro and in vivo. Therefore, such constructs are promising vaccine candidates for the therapy of type I allergies.