OLFM4 : a neutrophil shield against autoimmunity?

Neutrophil extracellular traps (NETs) formation is a cell death mechanism characterized by the extrusion of DNA fibers associated to antimicrobial peptides such as LL37. Beside their antimicrobial role, NETs are highly immunogenic by their ability to activate plasmacytoid dendritic cells (pDCs). In this context, LL37 binds to NET-DNA, leading to endosomal Toll¬like-receptor (TLR) 9 binding, resulting in Interferon alpha (IFNa) production by pDCs. Uncontrolled pDC activation by NETs is an important player in the pathogenesis of autoimmune disease such as Lupus Erythematosus (LE); however the regulation of NET- driven pDC activation is poorly characterized. Olfactomedin 4 (OLFM4) is a granule protein present in a subset of circulating neutrophils and was shown to bear anti-inflammatory properties in a mouse model, raising the possibility that it may regulate neutrophil-induced inflammation. Therefore, in this project, we aimed at deciphering the mechanism by which OLFM4 may regulate inflammation induced by NET-activated pDC and its relevance in the pathogenesis of Lupus Erythematosus (LE). First, we show that OLFM4 directly interacted with LL37 in neutrophils, impairing LL37/DNA complexes formation and pDC activation to produce IFNa. Then, by using an in vivo model of acute inflammation depending on NET- driven activation of pDCs, we observed that the absence of Olfm4 led to uncontrolled type I IFN production, confirming the regulatory role of neutrophil-derived OLFM4. Beyond controlling NET-induced inflammation, we also show that OLFM4 could inhibit pDC activation mediated by DNA-containing immune complexes (ICs), suggesting that OLFM4 holds anti¬inflammatory properties in the context of LE. Of note, we identified a previously unknown population of OLFM4hi9h neutrophils in healthy individuals that may belong to the immunosuppressive subset of granulocytic myeloid-derived suppressor cells (g-MDSCs). Strikingly, we observed a decreased frequency of OLFM4h'9h cells among inflammatory Low density granulocytes (LDGs) neutrophils in LE patients, suggesting that a disequilibrium between pro- and anti-inflammatory neutrophils may participate to the disease pathogenesis. Altogether, this study demonstrates that OLFM4 is involved in the resolution of inflammation. -- La NETose (formation de Neutrophil Extracellular Traps, NETs) est une réponse à un stimulus inflammatoire caractérisée par l'expulsion de l'ADN lié à des peptides antimicrobiens comme le LL37, induisant la mort de la cellule. Les NETs possèdent des propriétés antibactériennes et sont pro-inflammatoires via leur capacité à activer les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs). Dans ce contexte, les complexes ADN/LL37 libérés lient le récepteur Toll-like 9 des pDCs, induisant la production d'Interféron alpha (IFNa). La production incontrôlée d'IFNa par les pDCs est impliquée dans la pathogenèse du Lupus Erythemateux (LE), cependant la régulation de l'activation des pDCs reste mal connue. L'Oflactomédine 4 (OLFM4) est une protéine produite par une sous-population de neutrophiles, avec des propriétés anti-inflammatoires possibles. Le but de ce projet était d'identifier les mécanismes par lesquels l'OLFM4 pourrait réguler l'inflammation induite par les NETs et sa relevance dans la pathogenèse du LE. Tout d'abord, nous avons montré que l'OLFM4 interagissait avec le LL37, empêchant la production des complexes ADN/LL37 qui activent les pDCs. Nous avons vérifié notre hypothèse in vivo en utilisant un modèle murin d'inflammation locale dépendant des pDCs et des NETs. Dans ce contexte, le déficit en Olfm4 était associé à une production accrue d'IFNa, confirmant le rôle de l'OLFM4 dans le contrôle de l'inflammation. De plus, l'OLFM4 pouvait également inhiber l'activation des pDCs induite par des complexes immuns, suggérant que l'OLFM4 serait aussi anti-inflammatoire dans le contexte du LE. Ensuite, nous avons identifié une nouvelle population de neutrophiles OLFM4h'9h chez les sujets sains qui pourraient appartenir au sous-type anti¬inflammatoire des g-MDSCs (granulocytic myeloid-derived suppressor cells). Nous avons observé une diminution de ces cellules parmi les neutrophiles pro-inflammatoires LDGs (Low Density Granulocytes) dans le LE suggérant qu'un déséquilibre entre les sous-types de neutrophiles pourrait participer à l'inflammation excessive de cette maladie. Ces travaux mettent en évidence l'implication de l'OLFM4 dans la résolution de l'inflammation et suggèrent qu'une expression altérée de l'OLFM4 pourrait participer à la pathogenèse du LE. -- Les neutrophils constituent la majorité des globules blancs circulants et sont rapidement mobilisés depuis le sang dans un organe lésé en cas d'infection ou de blessure. Ils représentent la première ligne de défense du système immunitaire. Ils sont indispensables dans la défense contre les infections par leur capacité à tuer les bactéries, par exemple en produisant des peptides antimicrobiens (AMPs) qui fonctionnent comme des antibiotiques naturels. De plus, les neutrophiles recrutent les autres membres du système immunitaire qui sont nécessaires à l'éradication complète des microbes et à la réparation des tissus. Les nombreux outils permettant aux neutrophiles de contrôler les infections ne sont cependant pas sans danger pour les tissus. En effet, diverses molécules comme les AMPs peuvent induire des dommages tissulaires substantiels en participant au développement d'une inflammation chronique. Ceci est particulièrement le cas lorsque les neutrophiles meurent par un processus nommé NETose. Dans ce contexte, la cellule subit une dissolution de sa membrane suivie de l'expulsion de son ADN associé à des AMPs. Ces complexes formés d'ADN et d'AMPs induisent la production de cytokines pro-inflammatoires dont l'Interféron alpha (IFNa). Certaines maladies auto-immunes comme le lupus érythémateux sont associées à un excès de NETose produit par les neutrophiles et à un excès d'IFNa qui participe au développement de la maladie. Dans cette thèse, nous avons montré que l'Olfactomédine 4 (OLFM4), une protéine produite par les neutrophiles eux-mêmes, est un inhibiteur de cette inflammation. Nous avons démontré que TOLFM4 empêchait la formation des complexes ADN/AMPs, réduisant par là la production d'IFNa in vitro et in vivo. Finalement, nos recherches ont suggéré que l'OLFM4 pourrait être insuffisamment produite chez les patients souffrant de lupus, ce qui pourrait participer à l'inflammation chronique associée à la maladie.

Neuroinflammatory TNFα Impairs Memory via Astrocyte Signaling.

The occurrence of cognitive disturbances upon CNS inflammation or infection has been correlated with increased levels of the cytokine tumor necrosis factor-α (TNFα). To date, however, no specific mechanism via which this cytokine could alter cognitive circuits has been demonstrated. Here, we show that local increase of TNFα in the hippocampal dentate gyrus activates astrocyte TNF receptor type 1 (TNFR1), which in turn triggers an astrocyte-neuron signaling cascade that results in persistent functional modification of hippocampal excitatory synapses. Astrocytic TNFR1 signaling is necessary for the hippocampal synaptic alteration and contextual learning-memory impairment observed in experimental autoimmune encephalitis (EAE), an animal model of multiple sclerosis (MS). This process may contribute to the pathogenesis of cognitive disturbances in MS, as well as in other CNS conditions accompanied by inflammatory states or infections.

New-onset refractory status epilepticus: Etiology, clinical features, and outcome.

OBJECTIVES: The aims of this study were to determine the etiology, clinical features, and predictors of outcome of new-onset refractory status epilepticus. METHODS: Retrospective review of patients with refractory status epilepticus without etiology identified within 48 hours of admission between January 1, 2008, and December 31, 2013, in 13 academic medical centers. The primary outcome measure was poor functional outcome at discharge (defined as a score >3 on the modified Rankin Scale). RESULTS: Of 130 cases, 67 (52%) remained cryptogenic. The most common identified etiologies were autoimmune (19%) and paraneoplastic (18%) encephalitis. Full data were available in 125 cases (62 cryptogenic). Poor outcome occurred in 77 of 125 cases (62%), and 28 (22%) died. Predictors of poor outcome included duration of status epilepticus, use of anesthetics, and medical complications. Among the 63 patients with available follow-up data (median 9 months), functional status improved in 36 (57%); 79% had good or fair outcome at last follow-up, but epilepsy developed in 37% with most survivors (92%) remaining on antiseizure medications. Immune therapies were used less frequently in cryptogenic cases, despite a comparable prevalence of inflammatory CSF changes. CONCLUSIONS: Autoimmune encephalitis is the most commonly identified cause of new-onset refractory status epilepticus, but half remain cryptogenic. Outcome at discharge is poor but improves during follow-up. Epilepsy develops in most cases. The role of anesthetics and immune therapies warrants further investigation.

Environmental factors in multiple sclerosis [Environmental factors in multiple sclerosis]

Although multiple sclerosis (MS) is recognized as a disorder involving the immune system, the interplay of environmental factors and individual genetic susceptibility seems to influence MS onset and clinical expression, as well as therapeutic responsiveness. Multiple human epidemiological and animal model studies have evaluated the effect of different environmental factors, such as viral infections, vitamin intake, sun exposure, or still dietary and life habits on MS prevalence. Previous Epstein-Barr virus infection, especially if this infection occurs in late childhood, and lack of vitamin D (VitD) currently appear to be the most robust environmental factors for the risk of MS, at least from an epidemiological standpoint. Ultraviolet radiation (UVR) activates VitD production but there are also some elements supporting the fact that insufficient UVR exposure during childhood may represent a VitD-independent risk factor of MS development, as well as negative effect on the clinical and radiological course of MS. Recently, there has been a growing interest in the gut-brain axis, a bidirectional neuro-hormonal communication system between the intestinal microbiota and the central nervous system (CNS). Indeed, components of the intestinal microbiota may be pro-inflammatory, promote the migration of immune cells into the CNS, and thus be a key parameter for the development of autoimmune disorders such as MS. Interestingly most environmental factors seem to play a role during childhood. Thus, if childhood is the most fragile period to develop MS later in life, preventive measures should be applied early in life. For example, adopting a diet enriched in VitD, playing outdoor and avoiding passive smoking would be extremely simple measures of primary prevention for public health strategies. However, these hypotheses need to be confirmed by prospective evaluations, which are obviously difficult to conduct. In addition, it remains to be determined whether and how VitD supplementation in adult life would be useful in alleviating the course of MS, once this disease has already started. A better knowledge of the influence of various environmental stimuli on MS risk and course would certainly allow the development of add-on therapies or measures in parallel to the immunotherapies currently used in MS.

N-WASP is required for B-cell-mediated autoimmunity in Wiskott-Aldrich syndrome.

Mutations of the Wiskott-Aldrich syndrome gene (WAS) are responsible for Wiskott-Aldrich syndrome (WAS), a disease characterized by thrombocytopenia, eczema, immunodeficiency, and autoimmunity. Mice with conditional deficiency of Was in B lymphocytes (B/WcKO) have revealed a critical role for WAS protein (WASP) expression in B lymphocytes in the maintenance of immune homeostasis. Neural WASP (N-WASP) is a broadly expressed homolog of WASP, and regulates B-cell signaling by modulating B-cell receptor (BCR) clustering and internalization. We have generated a double conditional mouse lacking both WASP and N-WASP selectively in B lymphocytes (B/DcKO). Compared with B/WcKO mice, B/DcKO mice showed defective B-lymphocyte proliferation and impaired antibody responses to T-cell-dependent antigens, associated with decreased autoantibody production and lack of autoimmune kidney disease. These results demonstrate that N-WASP expression in B lymphocytes is required for the development of autoimmunity of WAS and may represent a novel therapeutic target in WAS.

Síndrome de Fisher. A propósito de un caso

Los autores exponen el caso de un paciente de dos años de edad afecto de un cuadro clínico que cumplia todos los criterios diagnósticos del sindrome de Fisher. En esta entidad poco frecuente y de etiopatogenia desconocida se discute si la lesion asienta a nivel periférico -como en la polirradiculoneuritis del síndrome de Guillain-Barré- o por el contrario tiene lugar en el Sistema Nervioso Central. Los hallazgos clínicos en este caso, así como el resultado de alguno ae los exámenes complementarios, apoyan la participación central. La evolución hacia la recuperación fue lenta, pero favorable, como está descrito.

Anàlisis dels immunofenotips dels NKR de les cèl·lules Natural Killer en pacients amb Esclerosi Múltiple (MS).

La MS és una malaltia autoimmunitària les causes de la qual són encara desconegudes. Entre altres efectes, els pacients d’aquesta malaltia veuen reduït el nombre de limfòcits, així com el percentatge d’aquests ocupats pel compartiment NK. Tot i que molts estudis es centren en investigar aquesta malaltia, el motiu d’aquesta reducció, continua essent un misteri. En el present estudi s’ha plantejat una hipòtesi, la qual apunta a què aquesta reducció, pugui venir causada pel fet que les cèl·lules NK s’hagin vist eliminades de la circulació; a la qual cosa s’esperaria trobar una població de NK més joves per aquells pacients que tinguessin en un percentatge menor de NK, ja que aquesta pèrdua s’hauria hagut de compensar amb cèl·lules NK de nova formació. Per tal de determinar l’antiguitat de les cèl·lules NK s’analitzen els receptors ILT2 (present en cèl·lules més antigues, ja que s’acumula amb el temps), NKG2A (molt present en cèl·lules NK joves), i en la subpoblació CD56bright, (estat de maduració precoç, ja que aquestes amb el temps esdevindran CD56dim). Després de molts anàlisis, s’ha pogut comprovar com la presència de CMV influeix en els receptors de les cèl·lules NK, igual que també influeix la presència de tractament amb immunomoduladors. Però a part d’aquestes influències les quals ja s’havien descrit en altres estudis previs, s’ha pogut trobar que aquells pacients CMV- sense tractament, presenten una correlació significativament negativa entre el percentatge de les cèl·lules CD56bright respecte al total del compartiment NK, la qual al no estar sota la influència de CMV ni de tractament, està causada per algun factor estrictament lligat a la malaltia, fet del qual no se’n havien presentat evidències significatives fins ara. Tot i que aquests resultats, a la vegada de ser molt interessants, recolzen la hipòtesi base, no s’han trobat resultats significatius per a NKG2A i els resultats per a ILT2 són significatius però no concloents. Igualment però, aquests resultats són molt prometedors, i pensem que seria interesant continuar treballant en aquestes troballes.

Narcolepsy-Associated HLA Class I Alleles Implicate Cell-Mediated Cytotoxicity.

STUDY OBJECTIVES: Narcolepsy with cataplexy is tightly associated with the HLA class II allele DQB1*06:02. Evidence indicates a complex contribution of HLA class II genes to narcolepsy susceptibility with a recent independent association with HLA-DPB1. The cause of narcolepsy is supposed be an autoimmune attack against hypocretin-producing neurons. Despite the strong association with HLA class II, there is no evidence for CD4+ T-cell-mediated mechanism in narcolepsy. Since neurons express class I and not class II molecules, the final effector immune cells involved might include class I-restricted CD8+ T-cells. METHODS: HLA class I (A, B, and C) and II (DQB1) genotypes were analyzed in 944 European narcolepsy with cataplexy patients and in 4,043 control subjects matched by country of origin. All patients and controls were DQB1*06:02 positive and class I associations were conditioned on DQB1 alleles. RESULTS: HLA-A*11:01 (OR = 1.49 [1.18-1.87] P = 7.0*10(-4)), C*04:01 (OR = 1.34 [1.10-1.63] P = 3.23*10(-3)), and B*35:01 (OR = 1.46 [1.13-1.89] P = 3.64*10(-3)) were associated with susceptibility to narcolepsy. Analysis of polymorphic class I amino-acids revealed even stronger associations with key antigen-binding residues HLA-A-Tyr(9) (OR = 1.32 [1.15-1.52] P = 6.95*10(-5)) and HLA-C-Ser(11) (OR = 1.34 [1.15-1.57] P = 2.43*10(-4)). CONCLUSIONS: Our findings provide a genetic basis for increased susceptibility to infectious factors or an immune cytotoxic mechanism in narcolepsy, potentially targeting hypocretin neurons.

Pulmonary tuberculosis in a patient with rheumatoid arthritis undergoig immunosuppressive treatment: case report

Rheumatoid arthritis is a disease which characteristically affects the joints. Because it is an autoimmune disease, immunosuppressive drugs are widely used in its treatment. The present case report illustrates the association of immunosuppressive treatment with the development of opportunistic infections in a 64-year-old patient.

Characterization of local and systemic immune-modulation in melanoma patients

Le mélanome cutané est un des cancers les plus agressifs et dont l'incidence augmente le plus en Suisse. Une fois métastatique, le pronostic de survie moyenne avec les thérapies actuelles est d'environ huit mois, avec moins de 5% de survie à cinq ans. Les récents progrès effectués dans la compréhension de la biologie de la cellule tumorale mais surtout dans l'importance du système immunitaire dans le contrôle de ce cancer ont permis le développement de nouveaux traitements novateurs et prometteurs. Ces thérapies, appelées immunothérapies, reposent sur la stimulation et l'augmentation de la réponse immunitaire à la tumeur. Alors que les derniers essais cliniques ont démontré l'efficacité de ces traitements chez les patients avec des stades avancés de la maladie, le contrôle de la maladie à long- terme est seulement atteint chez une minorité des patients. La suppression locale et systémique de la réponse immunitaire spécifique anti-tumorale apparaitrait comme une des raisons expliquant la persistance d'un mauvais pronostic clinique chez ces patients. Des études sur les souris ont montré que les vaisseaux lymphatiques joueraient un rôle primordial dans ce processus en induisant une tolérance immune, ce qui permettrait à la tumeur d'échapper au contrôle du système immunitaire et métastatiser plus facilement. Ces excitantes découvertes n'ont pas encore été établi et prouvé chez l'homme. Dans cette thèse, nous montrons pour la première fois que les vaisseaux lymphatiques sont directement impliqués dans la modulation de la réponse immunitaire au niveau local et systémique dans le mélanome chez l'homme. Ces récentes découvertes montrent le potentiel de combiner des thérapies visant le système lymphatique avec les immunothérapies actuellement utilisées afin d'améliorer le pronostic des patients atteint du mélanome. -- Cutaneous melanoma is one of the most invasive and metastatic human cancers and causes 75% of skin cancer mortality. Current therapies such as surgery and chemotherapy fail to control metastatic disease, and relapse occurs frequently due to microscopic residual lesions. It is, thus, essential to develop and optimize novel therapeutic strategies to improve curative responses in these patients. In recent decades, tumor immunologists have revealed the development of spontaneous adaptive immune responses in melanoma patients, leading to the accumulation of highly differentiated tumor-specific T cells at the tumor site. This remains one of the most powerful prognostic markers to date. Immunotherapies that augment the natural function of these tumor-specific T cells have since emerged as highly attractive therapeutic approaches to eliminate melanoma cells. While recent clinical trials have demonstrated great progress in the treatment of advanced stage melanoma, long-term disease control is still only achieved in a minority of patients. Local and systemic immune suppression by the tumor appears to be responsible, in part, for this poor clinical evolution. These facts underscore the need for a better analysis and characterization of immune- related pathways within the tumor microenvironment (TME), as well as at the systemic level. The overall goal of this thesis is, thus, to obtain greater insight into the complexity and heterogeneity of the TME in human melanoma, as well as to investigate immune modulation beyond the TME, which ultimately influences the immune system throughout the whole body. To achieve this, we established two main objectives: to precisely characterize local and systemic immune modulation (i) in untreated melanoma patients and (ii) in patients undergoing peptide vaccination or checkpoint blockade therapy with anti-cytotoxic T- lymphocyte-asisctaed protein-4 (CTLA-4) antibody. In the first and main part of this thesis, we analyzed lymphatic vessels in relation to anti-tumor immune responses in tissues from vaccinated patients using a combination of immunohistochemistry (IHC) techniques, whole slide scanning/analysis, and an automatic quantification system. Strikingly, we found that increased lymphatic vessel density was associated with high expression of immune suppressive molecules, low functionality of tumor-infiltrating CD8+ T cells and decreased cytokine production by tumor-antigen specific CD8+ T cells in the blood. These data revealed a previously unappreciated local and systemic role of lymphangiogenesis in modulating T cell responses in human cancer and support the use of therapies that target lymphatic vessels combined with existing and future T cell based therapies. In the second objective, we describe a metastatic melanoma patient who developed pulmonary sarcoid-like granulomatosis following repetitive vaccination with peptides and CpG. We demonstrated that the onset of this pulmonary autoimmune adverse event was related to the development of a strong and long-lasting tumor-specific CD8+ T cell response. This constitutes the first demonstration that a new generation tumor vaccine can induce the development of autoimmune adverse events. In the third objective, we assessed the use of Fourier Transform Infrared (FTIR) imaging to identify melanoma cells and lymphocyte subpopulations in lymph node (LN) metastasis tissues, thanks to a fruitful collaboration with researchers in Brussels. We demonstrated that the different cell types in metastatic LNs have different infrared spectral features allowing automated identification of these cells. This technic is therefore capable of distinguishing known and novel biological features in human tissues and has, therefore, significant potential as a tool for histopathological diagnosis and biomarker assessment. Finally, in the fourth objective, we investigated the role of colony- stimulating factor-1 (CSF-1) in modulating the anti-tumor response in ipilimumab-treated patients using IHC and in vitro co-cultures, revealing that melanoma cells produce CSF-1 via CTL-derived cytokines when attacked by cytotoxic T lymphocytes (CTLs), resulting in the recruitment of immunosuppressive monocytes. These findings support the combined use of CSF-1R blockade with T cell based immunotherapy for melanoma patients. Taken together, our results reveal the existence of novel mechanisms of immune modulation and thus promote the optimization of combination immunotherapies against melanoma. -- Le mélanome cutané est un des cancers humains les plus invasifs et métastatiques et est responsable de 75% de la mortalité liée aux cancers de la peau. Les thérapies comme la chirurgie et la chimiothérapie ont échoué à contrôler le mélanome métastatique, par ailleurs les rechutes sous ces traitements ont été montrées fréquentes. Il est donc essentiel de développer et d'optimiser de nouvelles stratégies thérapeutiques pour améliorer les réponses thérapeutiques de ces patients. Durant les dernières décennies, les immunologistes spécialisés dans les tumeurs ont démontré qu'un patient atteint du mélanome pouvait développer spontanément une réponse immune adaptative à sa tumeur et que l'accumulation de cellules T spécifiques tumorales au sein même de la tumeur était un des plus puissants facteurs pronostiques. Les immunothérapies qui ont pour but d'augmenter les fonctions naturelles de ces cellules T spécifiques tumorales ont donc émergé comme des approches thérapeutiques très attractives pour éliminer les cellules du mélanome. Alors que les derniers essais cliniques ont démontré un progrès important dans le traitement des formes avancées du mélanome, le contrôle de la maladie à long-terme est seulement atteint chez une minorité des patients. La suppression immune locale et systémique apparaitrait comme une des raisons expliquant la persistance d'un mauvais pronostic clinique chez ces patients. Ces considérations soulignent la nécessité de mieux analyser et caractériser les voies immunitaires non seulement au niveau local dans le microenvironement tumoral mais aussi au niveau systémique dans le sang des patients. Le but de cette thèse est d'obtenir une plus grande connaissance de la complexité et de l'hétérogénéité du microenvironement tumoral dans les mélanomes mais aussi d'investiguer la modulation immunitaire au delà du microenvironement tumoral au niveau systémique. Afin d'atteindre ce but, nous avons établi deux objectifs principaux : caractériser précisément la modulation locale et systémique du système immunitaire (i) chez les patients atteints du mélanome qui n'ont pas reçu de traitement et (ii) chez les patients qui ont été traités soit par des vaccins soit par des thérapies qui bloquent les points de contrôles. Dans la première et majeure partie de cette thèse, nous avons analysé les vaisseaux lymphatiques en relation avec la réponse immunitaire anti-tumorale dans les tissus des patients vaccinés grâce à des techniques d'immunohistochimie et de quantification informatisé et automatique des marquages. Nous avons trouvé qu'une densité élevée de vaisseaux lymphatiques dans la tumeur était associée à une plus grande expression de molécules immunosuppressives ainsi qu'à une diminution de la fonctionnalité des cellules T spécifiques tumoral dans la tumeur et dans le sang des patients. Ces résultats révèlent un rôle jusqu'à là inconnu des vaisseaux lymphatiques dans la modulation directe du système immunitaire au niveau local et systémique dans les cancers de l'homme. Cette recherche apporte finalement des preuves du potentiel de combiner des thérapies visant le système lymphatique avec des autres immunothérapies déjà utilisées en clinique. Dans le second objectif, nous rapportons le cas d'un patient atteint d'un mélanome avec de multiples métastases qui a développé à la suite de plusieurs vaccinations répétées et consécutives avec des peptides et du CpG, un évènement indésirable sous la forme d'une granulomatose pulmonaire sarcoid-like. Nous avons démontré que l'apparition de cet évènement était intimement liée au développement d'une réponse immunitaire durable et spécifique contre les antigènes de la tumeur. Par là- même, nous prouvons pour la première fois que la nouvelle génération de vaccins est aussi capable d'induire des effets indésirables auto-immuns. Pour le troisième objectif, nous avons voulu savoir si l'utilisation de la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) était capable d'identifier les cellules du mélanome ainsi que les différents sous-types cellulaires dans les ganglions métastatiques. Grâce à nos collaborateurs de Bruxelles, nous avons pu établir que les diverses composantes cellulaires des ganglions atteints par des métastases du mélanome présentaient des spectres infrarouges différents et qu'elles pouvaient être identifiées d'une façon automatique. Cette nouvelle technique permettrait donc de distinguer des caractéristiques biologiques connues ou nouvelles dans les tissus humains qui auraient des retombées pratiques importantes dans le diagnostic histopathologique et dans l'évaluation des biomarqueurs. Finalement dans le dernier objectif, nous avons investigué le rôle du facteur de stimulation des colonies (CSF-1) dans la modulation de la réponse immunitaire anti-tumorale chez les patients qui ont été traités par l'Ipilimumab. Nos expériences in vivo au niveau des tissus tumoraux et nos co-cultures in vitro nous ont permis de démontrer que les cytokines secrétées par les cellules T spécifiques anti-tumorales induisaient la sécrétion de CSF-1 dans les cellules du mélanome ce qui résultait en un recrutement de monocytes immunosuppresseurs. Dans son ensemble, cette thèse révèle donc l'existence de nouveaux mécanismes de modulation de la réponse immunitaire anti-tumorale et propose de nouvelles optimisations de combinaison d'immunothérapies contre le mélanome.

Síndrome Guillain Barré y ausencia de IgA

Introducción El síndrome Guillain-Barré se caracteriza por la presencia de una polirradiculoneuropatía aguda, rápidamente progresiva y simétrica, con afectación predominante de la función motora, y que suele acompañarse de arreflexia muscular profunda y alteraciones sensitivas. Es la causa más frecuente de parálisis motora en la infancia. La incidencia en la edad pediátrica varía entre 0,3 y 1,8 casos por 100.000 habitantes y año, predominando entre los cuatro y nueve años.

Virus Infections in Early Childhood, Cow’s Milk Formula Exposure and Genetic Predisposition in the Development of Diabetes-Associated Autoimmunity

Varhaislapsuuden virusinfektioiden, lehmänmaitopohjaisen äidinmaitovastikeen ja geneettisen alttiuden merkitys diabetekseen liittyvän autoimmuniteetin kehittymisessä Tyypin 1 diabetes on autoimmuunisairaus, joka syntyy haiman insuliinia tuottavien beta-solujen tuhouduttua elimistön oman immuunipuolustusjärjestelmän hyökkäyksen seurauksena. Sekä perimän että ympäristötekijöiden arvellaan vaikuttavan tautiprosessiin, mutta taudin tarkkaa syntymekanismia ei tunneta. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää varhaislapsuuden ympäristötekijöiden vaikutusta beta-soluautoimmuniteetin syntyyn, erityispaino tutkimuksessa oli ympäristötekijöiden yhteisvaikutuksessa sekä geneettisten riskitekijöiden ja ympäristötekijöiden vuorovaikutuksessa. Varhaislapsuudessa sairastettu sytomegalovirus- tai enterovirusinfektio ei lisännyt beta-soluautoimmuniteetin riskiä lapsilla, joilla on geneettisesti kohonnut riski sairastua tyypin 1 diabetekseen. Ennen puolen vuoden ikää sairastettu rotavirusinfektio lisäsi hieman tyypin 1 diabetekseen liittyvän autoimmuniteetin riskiä. Tarkemmassa analyysissa varhaislapsuuden enterovirusinfektio osoittautui kuitenkin autovasta-aineiden muodostumisen riskitekijäksi niiden lasten joukossa, jotka olivat saaneet lehmänmaitopohjaista äidinmaidon vastiketta ensimmäisten elinkuukausien aikana. Tämä löydös viittaa enterovirusinfektion ja lehmänmaitopohjaisen vastikkeen yhteisvaikutukseen tyypin 1 diabetekseen liittyvän autoimmuniteetin synnyssä. Löydösten mukaan PTPN22 geenin C1858T polymorfismi vaikuttaa CD4+ T solujen aktivaatioon ja proliferaatiovasteeseen, 1858T alleeliin liittyy alentunut T-soluresepto-rivälitteinen aktivaatio. 1858T alleelin kantajuuteen liittyy lisäksi lisääntynyt autovasta-aineiden ja kliinisen diabeteksen ilmaantuvuus. Tämä yhteys rajoittui yksilöihin, jotka olivat altistuneet lehmänmaitopohjaiselle vastikkeelle ennen kuuden kuukauden ikää. Tulosten mukaan sekä ympäristötekijöiden väliset yhteisvaikutukset että perimä vaikuttavat yksittäisen ympäristötekijän merkitykseen tyypin 1 diabetekseen liittyvän autoimmuniteetin synnyssä. Nämä yhteisvaikutukset ympäristötekijöiden kesken ja perimän ja ympäristötekijöiden välillä selittävät aiemmin julkaistujen tulosten ristiriittaisuutta tutkimuksissa, joissa on analysoitu vain yhden ympäristötekijän vaikutusta diabeteksen ilmaantuvuuteen.

Reactions of Chlorambucil and its main metabolite, Phenylacetic Acid Mustard, with 2’-deoxyribonucleosides and Calf Thymus DNA

Chlorambucil is an anticancer agent used in the treatment of a variety of cancers, especially in chronic lymphocytic leukemia, and autoimmune diseases. Nevertheless, chlorambucil is potentially mutagenic, teratogenic and carcinogenic. The high antitumor activity and high toxicity of chlorambucil and its main metabolite, phenylacetic acid mustard, to normal tissues have been known for a long time. Despite this, no detailed chemical data on their reactions with biomolecules in aqueous media have been available. The aim of the work described in this thesis was to analyze reactions of chlorambucil with 2’-deoxyribonucleosides and calf thymus DNA in aqueous buffered solution, at physiological pH, and to identify and characterize all adducts by using modern analyzing methods. Our research was also focused on the reactions of phenylacetic acid mustard with 2’-deoxynucleosides under similar conditions. A review of the literature consisting of general background of nucleic acids, alkylating agents and ultraviolet spectroscopy used to identify the purine and pyrimidine nucleosides, as well as the results from experimental work are presented and discussed in this doctoral thesis.

Ecological and Epidemiological Analyses of Multiple Sclerosis Relapse Rate

The underlying cause of many human autoimmune diseases is unknown, but several environmental factors are implicated in triggering the self-destructive immune reactions. Multiple Sclerosis (MS) is a chronic autoimmune disease of the central nervous system, potentially leading to persistent neurological deterioration. The cause of MS is not known, and apart from immunomodulatory treatments there is no cure. In the early phase of the disease, relapsing-remitting MS (RR-MS) is characterized by unpredictable exacerbations of the neurological symptoms called relapses, which can occur at different intervals ranging from 4 weeks to several years. Microbial infections are known to be able to trigger MS relapses, and the patients are instructed to avoid all factors that might increase the risk of infections and to properly use antibiotics as well as to take care of dental hygiene. Among those environmental factors which are known to increase susceptibility to infections, high ambient air inhalable particulate matter levels affect all people within a geographical region. During the period of interest in this thesis, the occurrence of MS relapses could be effectively reduced by injections of interferon, which has immunomodulatory and antiviral properties. In this thesis, ecological and epidemiological analyses were used to study the possible connection between MS relapse occurrence, population level viral infections and air quality factors, as well as the effects of interferon medication. Hospital archive data were collected retrospectively from 1986-2001, a period in time ranging from when interferon medication first became available until just before other disease-modifying MS therapies arrived on the market. The grouped data were studied with logistic regression and intervention analysis, and individual patient data with survival analysis. Interferons proved to be effective in the treatment of MS in this observational study, as the amount of MS exacerbations was lower during interferon use as compared to the time before interferon treatment. A statistically significant temporal relationship between MS relapses and inhalable particular matter (PM₁₀) concentrations was found in this study, which implies that MS patients are affected by the exposure to PM₁₀. Interferon probably protected against the effect of PM₁₀, because a significant increase in the risk of exacerbations was only observed in MS patients without interferon medication following environmental exposure to population level specific viral infections and PM₁₀. Apart from being antiviral, interferon could thus also attenuate the enhancement of immune reactions caused by ambient air PM₁₀. The retrospective approach utilizing carefully constructed hospital records proved to be an economical and reliable source of MS disease information for statistical analyses.

New mechanisms regulating human Th1 and Th2 cell differentiation

Selective development of human T helper (Th) cells into functionally distinct Th1 and Th2 subtypes plays an essential role in the host immune response towards pathogens. However, abnormal function or differentiation of these cells can lead to development of various autoimmune diseases as well as asthma and allergy. Therefore, identification of key factors and the molecular mechanisms mediating Th1 and Th2 cell differentiation is important for understanding the molecular mechanisms of these diseases. The goal of this study was to identify novel factors involved in the regulation of Th1 and Th2 differentiation processes. A new method was optimized for enrichment of transiently transfected resting human primary T lymphocytes, that allowed the study of the influence of genes of interest in human Th1/Th2 cell differentiation and other primary Th cell functions. Functional characterization of PRELI, a novel activation-induced protein in human Th cells, identified it as a mitochondrial protein involved in the regulation of Th cell differentiation and apoptosis. By influencing the intracellular redox state, PRELI induces mitochondrial apoptosis pathway and downregulates STAT6 and Th2 differentiation. The data suggested that Calpain, an oxidative stress induced cysteine protease, is involved as a mediator in PRELI-induced downregulation of STAT6. PIM serine/threonine-specific kinases were identified as new regulators of human Th1 cell differentiation. PIM1 and PIM2 kinases were shown to be preferentially expressed in Th1 cells as compared to Th2 cells. RNA interference studies showed that PIM kinases enhance the production of IFN, the hallmark cytokine produced by Th1 cells. They also induce the expression of the key Th1-driving factor T-bet and the IL-12 signaling pathway during early phases of Th1 cell differentiation. Taken together, new regulators of human T helper cell differentiation were identified in this study, which provides new insights into the signaling mechanisms controlling the selective activation of human Th cell subsets.