Canine distemper virus infection of primary hippocampal cells induces increase in extracellular glutamate and neurodegeneration.

The canine distemper virus (CDV) belongs to the Morbillivirus genus which includes important human pathogens like the closely related measles virus. CDV infection can reach the nervous system where it causes serious malfunctions. Although this pathology is well described, the molecular events in brain infection are still poorly understood. Here we studied infection in vitro by CDV using a model of dissociated cell cultures from newborn rat hippocampus. We used a recombinant CDV closely related to the neurovirulent A75/17 which also expresses the enhanced green fluorescent protein. We found that infected neurons and astrocytes could be clearly detected, and that infection spreads only slowly to neighboring cells. Interestingly, this infection causes a massive cell death of neurons, which includes also non-infected neurons. Antagonists of NMDA-type or alpha-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4-propinate (AMPA)-type glutamate receptors could slow down this neuron loss, indicating an involvement of the glutamatergic system in the induction of cell death in infected and non-infected cells. Finally, we show that, following CDV infection, there is a steady increase in extracellular glutamate in infected cultures. These results indicate that CDV infection induces excitotoxic insults on neurons via glutamatergic signaling.

Evolutionary analysis of genes of two pathways involved in placental malaria infection

Placental malaria is a special form of malaria that causes up to 200,000 maternal and infant deaths every year. Previous studies show that two receptor molecules, hyaluronic acid and chondroitin sulphate A, are mediating the adhesion of parasite-infected erythrocytes in the placenta of patients, which is believed to be a key step in the pathogenesis of the disease. In this study, we aimed at identifying sites of malaria-induced adaptation by scanning for signatures of natural selection in 24 genes in the complete biosynthesis pathway of these two receptor molecules. We analyzed a total of 24 Mb of publicly available polymorphism data from the International HapMap project for three human populations with European, Asian and African ancestry, with the African population from a region of presently and historically high malaria prevalence. Using the methods based on allele frequency distributions, genetic differentiation between populations, and on long-range haplotype structure, we found only limited evidence for malaria-induced genetic adaptation in this set of genes in the African population; however, we identified one candidate gene with clear evidence of selection in the Asian population. Although historical exposure to malaria in this population cannot be ruled out, we speculate that it might be caused by other pathogens, as there is growing evidence that these molecules are important receptors in a variety of host-pathogen interactions. We propose to use the present methods in a systematic way to help identify candidate regions under positive selection as a consequence of malaria.

Generation of reconstituted human plasma-derived secretory-like IgA and IgM and their protective effect on intestinal epithelium

Les muqueuses sont les membranes tapissant les cavités du corps, tel que le tube digestif, et sont en contact direct avec l'environnement extérieur. Ces surfaces subissent de nombreuses agressions pouvant être provoquées par des agents pathogènes (bactéries, toxines ou virus). Cela étant, les muqueuses sont munies de divers mécanismes de protection dont notamment deux protéines-clés permettant de neutraliser les agents pathogènes : les anticorps ou immunoglobulines sécrétoires A (SIgA) et M (SIgM). Ces anticorps sont, d'une part, fabriqués au niveau de la muqueuse sous forme d'IgA et IgM. Lorsqu'ils sont sécrétés dans l'intestin, ils se lient à une protéine appelée pièce sécrétoire et deviennent ainsi SIgA et SïgM. La présence de la pièce sécrétoire est essentielle pour que les anticorps puissent fonctionner au niveau de la muqueuse. D'autre part, ces anticorps sont également fabriqués dans d'autres parties du corps en général et se retrouvent dans le sang sous forme d'IgA et IgM Chez l'homme, des thérapies basées sur l'injection d'anticorps donnent de bons résultats depuis de nombreuses années notamment dans le traitement des infections. Bien qu'un certain nombre d'études ont montré le rôle protecteur des anticorps de type IgA et IgM, ceux-ci ne sont que rarement utilisés dans les thérapies actuelles. La principale raison de cette faible utilisation réside dans la production ou la purification des IgA/IgM ou SIgA/SIgM (la forme active au niveau des muqueuses) qui est difficile à réaliser à large échelle. Ainsi, le but de la thèse était (1) d'étudier la possibilité d'employer des IgA et des IgM provenant du sang humain pour générer des SIgA et SIgM et (2) de voir si ces anticorps reconstitués pouvaient neutraliser certains agents pathogènes au niveau des muqueuses. Tout d'abord, une analyse biochimique des IgA et des IgM issues du sang a été effectuée. Nous avons observé que ces anticorps avaient des caractéristiques similaires aux anticorps naturellement présents au niveau des muqueuses. De plus, nous avons confirmé que ces anticorps pouvaient être associés à une pièce sécrétoire produite en laboratoire pour ainsi donner des SIgA et SIgM reconstituées. Ensuite, la fonctionnalité des anticorps reconstitués a été testée grâce à un modèle de couche unique de cellules intestinales différenciées (monocouches) en laboratoire imitant la paroi de l'intestin. Ces monocouches ont été infectées par une bactérie pathogène, Shigella flexneri, responsable de la shigellose, une maladie qui provoque des diarrhées sanglantes chez l'homme. L'infection des monocouches par les bactéries seules ou combinées aux SIgA et SIgM reconstituées a été analysée. Nous avons observé que les dommages des cellules étaient moins importants lorsque les SIgA étaient présentes. Il apparaît que les SIgA neutralisent les bactéries en se fixant dessus, ce qui provoque leur agrégation, et diminuent l'inflammation des cellules. La protection s'est montrée encore plus efficace avec les SIgM. De plus, nous avons vu que les SIgA et SIgM pouvaient diminuer la sécrétion de facteurs nocifs produits par les bactéries. Utilisant le même modèle des monocouches, la fonctionnalité des IgA issues du sang humain a aussi été testée contre une toxine sécrétée par une bactérie appelée Clostridium diffìcile. Cette bactérie peut être présente naturellement dans l'intestin de personnes saines, cependant elle peut devenir pathogène dans certaines conditions et être à l'origine de diarrhées et d'inflammations de l'intestin via la sécrétion de toxines. Des préparations d'anticorps contenant une certaine proportion de SIgA reconstituées ont amené à une diminution des dommages et de l'inflammation des monocouches causés par la toxine. L'ensemble de ces résultats prometteurs, montrant que des SIgA et SIgM reconstituées peuvent protéger la paroi de l'intestin des infections bactériennes, nous conduisent à approfondir la recherche sur ces anticorps dans des modèles animaux. L'aboutissement de ce type de recherche permettrait de tester, par la suite, l'efficacité sur l'homme de traitements des infections des muqueuses par injection d'anticorps de type SIgA et SIgM reconstituées. Les muqueuses, telle que la muqueuse gastrointestinale, sont des surfaces constamment exposées à l'environnement et leur protection est garantie par une combinaison de barrières mécaniques, physicochimiques et immunologiques. Parmi les divers mécanismes de protection immunologiques, la réponse humorale spécifique joue un rôle prépondérant et est assurée par les immunoglobulines sécrétoires de type A (SIgA) et M (SIgM). Les thérapies basées sur l'administration d'IgG apportent d'importants bénéfices dans le domaine de la santé. Bien que des études sur les animaux aient montré que l'administration par voie muqueuse d'IgA polymérique (plgA) ou SIgA pouvaient protéger des infections, des IgA/SIgA n'ont été utilisées qu'occasionnellement dans les thérapies. De plus, des études précliniques et cliniques ont démontré que l'administration par voie systémique de préparations enrichies en IgM pouvait aussi protéger des infections. Cependant, l'administration par voie muqueuse d'IgM/SIgM purifiées n'a pas été examinée jusqu'à présent. La principale raison est que la purification ou là production des IgA/SIgA et IgM/SIgM est difficile à réaliser à large échelle. Le but de ce travail de thèse était d'examiner la possibilité d'associer des IgA et IgM polyclonals purifiées à partir du plasma humain avec une pièce sécrétoire recombinante humaine afin de générer des SIgA et SIgM reconstituées fonctionnelles. Tout d'abord, une analyse biochimique des IgA et IgM issues du plasma humain a été effectuée par buvardage de western et Chromatographie. Ces molécules avaient des caractéristiques biochimiques similaires à celles des immunoglobulines issues de la muqueuse. L'association entre plgA ou IgM issues du plasma humain et la pièce sécrétoire recombinante humaine a été confirmée, ainsi que la stoechiométrie 1:1 de l'association. Comme dans les conditions physiologiques, cette association permettait de retarder la dégradation des SIgA et SIgM reconstituées exposées à des protéases intestinales. Ensuite, la fonctionnalité et le mode d'action des IgA et IgM issues du plasma humain, ainsi que des SIgA et SIgM reconstituées, ont été explorés grâce à un modèle in vitro de monocouches de cellules intestinales épithéliales polarisées de type Caco-2, qui imite l'épithélium intestinal. Les monocouches ont été infectées par un pathogène entérique, Shigella flexneri, seul ou combiné aux immunoglobulines issues du plasma humain ou aux immunoglobulines sécrétoires reconstituées. Bien que les dommages des monocouches aient été retardés par les plgA et SIgA reconstituées, les IgM et SIgM reconstituées se sont montrées supérieures dans le maintien de l'intégrité des cellules. Une agrégation bactérienne et une diminution de l'inflammation des monocouches ont été observées avec les plgA et SIgA reconstituées. Ces effets étaient augmentés avec les IgM et SIgM reconstituées. De plus, il s'est révélé que les deux types d'immunoglobulines de type sécrétoire reconstituées agissaient directement sur la virulence des bactéries en réduisant leur sécrétion de facteurs de virulence. La fonctionnalité des IgA issues du plasma humain a aussi été testée contre la toxine A de Clostridium difficile grâce au même modèle de monocouches de cellules épithéliales. Nous avons démontré que des préparations enrichies en IgA provenant du plasma humain pouvaient diminuer les dommages et l'inflammation des monocouches induits par la toxine. L'ensemble de ces résultats démontrent que des IgA et IgM de type sécrétoire peuvent être générées à partir d'IgA et IgM issues du plasma humain en les associant à la pièce sécrétoire et que ces molécules protègent l'épithélium intestinal contre des bactéries pathogènes. Ces molécules pourraient dès lors être testées dans des modèles in vivo. Le but final serait de les utiliser chez l'homme à des fins d'immunisation passive dans le traitement de pathologies associées à la muqueuse telles que les infections. - Mucosal surfaces, such as gastrointestinal mucosa, are constantly exposed to the external environment and their protection is ensured by a combination of mechanical, physicochemical and immunological barriers. Among the various immunological defense mechanisms, specific humoral mucosal response plays a crucial role and is mediated by secretory immunoglobulins A (SIgA) and M (SIgM). Immunoglobulin therapy based on the administration of IgG molecules leads important health benefits. Even though animal studies have shown that mucosal application of polymeric IgA (plgA) or SIgA provided protection against infections, IgA/SIgA have been only used occasionally for therapeutic application. Moreover, preclinical and clinical studies have demonstrated that systemic administration of IgM-enriched preparations could also afford protection against infections. Nevertheless, mucosal application of purified IgM/SIgM has not been examined. The main reason is that the purification or production of IgA/SIgA and IgM/SIgM at large scale is difficult to achieve. The aim of this PhD project was to examine the possibility to associate polyclonal human plasma-derived IgA and IgM with recombinant human secretory component (SC) to generate functional secretoiy-like IgA and IgM. First, biochemical analysis of human plasma IgA and IgM was performed by western blotting and chromatography. These molecules exhibited the same biochemical features as mucosa-derived antibodies (Abs). The association between human plasma plgA or IgM and recombinant human SC was confirmed, as well as the 1:1 stoichiometry of association. Similarly to physiological conditions, this association delayed the degradation of secretory-like IgA or IgM by intestinal proteases. Secondly, the function activity and the mode of action of human plasma IgA and IgM, as well as secretory-like IgA and IgM were explored using an in vitro model of polarized intestinal epithelial Caco-2 cell monolayers mimicking intestinal epithelium. Cell monolayers were infected with an enteropathogen, Shigella flexneri, alone or in combination to plasma Abs or secretory-like Abs. Even though plasma plgA and secretoiy-like IgA resulted in a delay of bacteria-induced damages of cell monolayers, plasma IgM and secretory-like IgM were shown to be superior in maintenance of cell integrity. Polymeric IgA and secretory-like IgA induced bacterial aggregation and decreased cell monolayer inflammation, effects further amplified with IgM and secretory-like IgM. In addition, both secretory-like Abs directly impacted on bacterial virulence leading to a reduction in secretion of virulence factors by bacteria. The functionality of human plasma IgA was also tested against Clostridium difficile toxin A using Caco-2 cell monolayers. Human plasma IgA- enriched preparations led to a diminution of cell monolayer damages and a decrease of cellular inflammation induced by the toxin. The sum of these results demonstrates that secretory-like IgA and IgM can be generated from purified human plasma IgA and IgM associated to SC and that these molecules are functional to protect intestinal epithelium from bacterial infections. These molecules could be now tested using in vivo models. The final goal would be to use them by passive immunization in the treatment of mucosa-associated pathologies like infections in humans.

Three cases of neonatal herpes simplex virus infection presenting as fulminant hepatitis.

We report three cases of neonatal herpes simplex virus (HSV) infection presenting as fulminant hepatitis. None of the patients had clear risk factors for HSV infection and they all died. Antiviral treatment for HSV is currently available but must be administered early in the course of the disease before irreversible liver tissue damage is present. Since the diagnosis may be difficult to establish, we wish to draw the attention of clinicians to the presentation of neonatal HSV infection and suggest that in such cases viral cultures, including culture of liver tissue, should be obtained early and antiviral treatment administered while awaiting the culture results.

A novel and divergent role of granzyme a and B in resistance to helminth infection.

Granzyme (gzm) A and B, proteases of NK cells and T killer cells, mediate cell death, but also cleave extracellular matrices, inactivate intracellular pathogens, and induce cytokines. Moreover, macrophages, Th2 cells, regulatory T cells, mast cells, and B cells can express gzms. We recently reported gzm induction in human filarial infection. In this study, we show that in rodent filarial infection with Litomosoides sigmodontis, worm loads were significantly reduced in gzmA×B and gzmB knockout mice during the whole course of infection, but enhanced only early in gzmA knockout compared with wild-type mice. GzmA/B deficiency was associated with a defense-promoting Th2 cytokine and Ab shift, enhanced early inflammatory gene expression, and a trend of reduced alternatively activated macrophage induction, whereas gzmA deficiency was linked with reduced inflammation and a trend toward increased alternatively activated macrophages. This suggests a novel and divergent role for gzms in helminth infection, with gzmA contributing to resistance and gzmB promoting susceptibility.

A novel Th cell epitope of Candida albicans mediates protection from fungal infection.

Fungal pathogens are a frequent cause of opportunistic infections. They live as commensals in healthy individuals but can cause disease when the immune status of the host is altered. T lymphocytes play a critical role in pathogen control. However, specific Ags determining the activation and function of antifungal T cells remain largely unknown. By using an immunoproteomic approach, we have identified for the first time, to our knowledge, a natural T cell epitope from Candida albicans. Isolation and sequencing of MHC class II-bound ligands from infected dendritic cells revealed a peptide that was recognized by a major population of all Candida-specific Th cells isolated from infected mice. Importantly, human Th cells also responded to stimulation with the peptide in an HLA-dependent manner but without restriction to any particular HLA class II allele. Immunization of mice with the peptide resulted in a population of epitope-specific Th cells that reacted not only with C. albicans but also with other clinically highly relevant species of Candida including the distantly related Candida glabrata. The extent of the reaction to different Candida species correlated with their degree of phylogenetic relationship to C. albicans. Finally, we show that the newly identified peptide acts as an efficient vaccine when used in combination with an adjuvant inducing IL-17A secretion from peptide-specific T cells. Immunized mice were protected from fatal candidiasis. Together, these results uncover a new immune determinant of the host response against Candida ssp. that could be exploited for the development of antifungal vaccines and immunotherapies.

Analysis of susceptibility to human immunodeficiency virus 1 (HIV-1) by comparative genetics

Summary [résumé français voir ci-dessous] From the beginning of the 20th century the world population has been confronted with the human immune deficiency virus 1 (HIV-1). This virus has the particularity to mutate fast, and could thus evade and adapt to the human host. Our closest evolutionary related organisms, the non-human primates, are less susceptible to HIV-1. In a broader sense, primates are differentially susceptible to various retrovirus. Species specificity may be due to genetic differences among primates. In the present study we applied evolutionary and comparative genetic techniques to characterize the evolutionary pattern of host cellular determinants of HIV-1 pathogenesis. The study of the evolution of genes coding for proteins participating to the restriction or pathogenesis of HIV-1 may help understanding the genetic basis of modern human susceptibility to infection. To perform comparative genetics analysis, we constituted a collection of primate DNA and RNA to allow generation of de novo sequence of gene orthologs. More recently, release to the public domain of two new primate complete genomes (bornean orang-utan and common marmoset) in addition of the three previously available genomes (human, chimpanzee and Rhesus monkey) help scaling up the evolutionary and comparative genome analysis. Sequence analysis used phylogenetic and statistical methods for detecting molecular adaptation. We identified different selective pressures acting on host proteins involved in HIV-1 pathogenesis. Proteins with HIV-1 restriction properties in non-human primates were under strong positive selection, in particular in regions of interaction with viral proteins. These regions carried key residues for the antiviral activity. Proteins of the innate immunity presented an evolutionary pattern of conservation (purifying selection) but with signals of relaxed constrain if we compared them to the average profile of purifying selection of the primate genomes. Large scale analysis resulted in patterns of evolutionary pressures according to molecular function, biological process and cellular distribution. The data generated by various analyses served to guide the ancestral reconstruction of TRIM5a a potent antiviral host factor. The resurrected TRIM5a from the common ancestor of Old world monkeys was effective against HIV-1 and the recent resurrected hominoid variants were more effective against other retrovirus. Thus, as the result of trade-offs in the ability to restrict different retrovirus, human might have been exposed to HIV-1 at a time when TRIM5a lacked the appropriate specific restriction activity. The application of evolutionary and comparative genetic tools should be considered for the systematical assessment of host proteins relevant in viral pathogenesis, and to guide biological and functional studies. Résumé La population mondiale est confrontée depuis le début du vingtième siècle au virus de l'immunodéficience humaine 1 (VIH-1). Ce virus a un taux de mutation particulièrement élevé, il peut donc s'évader et s'adapter très efficacement à son hôte. Les organismes évolutivement le plus proches de l'homme les primates nonhumains sont moins susceptibles au VIH-1. De façon générale, les primates répondent différemment aux rétrovirus. Cette spécificité entre espèces doit résider dans les différences génétiques entre primates. Dans cette étude nous avons appliqué des techniques d'évolution et de génétique comparative pour caractériser le modèle évolutif des déterminants cellulaires impliqués dans la pathogenèse du VIH- 1. L'étude de l'évolution des gènes, codant pour des protéines impliquées dans la restriction ou la pathogenèse du VIH-1, aidera à la compréhension des bases génétiques ayant récemment rendu l'homme susceptible. Pour les analyses de génétique comparative, nous avons constitué une collection d'ADN et d'ARN de primates dans le but d'obtenir des nouvelles séquences de gènes orthologues. Récemment deux nouveaux génomes complets ont été publiés (l'orang-outan du Bornéo et Marmoset commun) en plus des trois génomes déjà disponibles (humain, chimpanzé, macaque rhésus). Ceci a permis d'améliorer considérablement l'étendue de l'analyse. Pour détecter l'adaptation moléculaire nous avons analysé les séquences à l'aide de méthodes phylogénétiques et statistiques. Nous avons identifié différentes pressions de sélection agissant sur les protéines impliquées dans la pathogenèse du VIH-1. Des protéines avec des propriétés de restriction du VIH-1 dans les primates non-humains présentent un taux particulièrement haut de remplacement d'acides aminés (sélection positive). En particulier dans les régions d'interaction avec les protéines virales. Ces régions incluent des acides aminés clé pour l'activité de restriction. Les protéines appartenant à l'immunité inné présentent un modèle d'évolution de conservation (sélection purifiante) mais avec des traces de "relaxation" comparé au profil général de sélection purifiante du génome des primates. Une analyse à grande échelle a permis de classifier les modèles de pression évolutive selon leur fonction moléculaire, processus biologique et distribution cellulaire. Les données générées par les différentes analyses ont permis la reconstruction ancestrale de TRIM5a, un puissant facteur antiretroviral. Le TRIM5a ressuscité, correspondant à l'ancêtre commun entre les grands singes et les groupe des catarrhiniens, est efficace contre le VIH-1 moderne. Les TRIM5a ressuscités plus récents, correspondant aux ancêtres des grands singes, sont plus efficaces contre d'autres rétrovirus. Ainsi, trouver un compromis dans la capacité de restreindre différents rétrovirus, l'homme aurait été exposé au VIH-1 à une période où TRIM5a manquait d'activité de restriction spécifique contre celui-ci. L'application de techniques d'évolution et de génétique comparative devraient être considérées pour l'évaluation systématique de protéines impliquées dans la pathogenèse virale, ainsi que pour guider des études biologiques et fonctionnelles

Inhibitory Receptor Expression Depends More Dominantly on Differentiation and Activation than "Exhaustion" of Human CD8 T Cells.

Under conditions of chronic antigen stimulation, such as persistent viral infection and cancer, CD8 T cells may diminish effector function, which has been termed "exhaustion." Expression of inhibitory Receptors (iRs) is often regarded as a hallmark of "exhaustion." Here we studied the expression of eight different iRs by CD8 T cells of healthy humans, including CTLA-4, PD1, TIM3, LAG3, 2B4, BTLA, CD160, and KLRG1. We show that many iRs are expressed upon activation, and with progressive differentiation to effector cells, even in absence of long-term ("chronic") antigenic stimulation. In particular, we evaluated the direct relationship between iR expression and functionality in CD8 T cells by using anti-CD3 and anti-CD28 stimulation to stimulate all cells and differentiation subsets. We observed a striking up-regulation of certain iRs following the cytokine production wave, in agreement with the notion that iRs function as a negative feedback mechanism. Intriguingly, we found no major impairment of cytokine production in cells positive for a broad array of iRs, as previously shown for PD1 in healthy donors. Rather, the expression of the various iRs strongly correlated with T cell differentiation or activation states, or both. Furthermore, we analyzed CD8 T cells from lymph nodes (LNs) of melanoma patients. Interestingly, we found altered iR expression and lower cytokine production by T cells from metastatic LNs, but also from non-metastatic LNs, likely due to mechanisms which are not related to exhaustion. Together, our data shows that expression of iRs per se does not mark dysfunctional cells, but is rather tightly linked to activation and differentiation. This study highlights the importance of considering the status of activation and differentiation for the study and the clinical monitoring of CD8 T cells.

Arginase as a marker of disease severity in human leishmaniasis

The leishmaniases are a group of diseases transmitted by the bite of Leishmania infected female phlebotomine sand flies. The diseases occur in different forms: localized, diffuse and muco-cutaneous leishmaniasis, and visceral leishmaniasis (VL). Inside macrophages, the main host cells of the obligate intracellular Leishmania parasites, nitric oxide synthase and arginase can regulate parasite killing or growth. In experimental leishmaniasis, we previously reported that non-healing disease is associated with higher arginase activity at site of pathology, correlating with local suppression of T cell function. To test whether these data translate to human leishmaniasis, the following study was initiated: I first tested the hypothesis that local suppression of T cell responses observed in persistent CL is associated with arginase induced L-arginine depletion. The results showed that arginase activity is increased at site of pathology compared to peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of LCL patients and intact skin of healthy controls. The phenotype of arginase expressing cells was identified in both compartments as CD15+ CD14|0W low-density granulocytes (LDGs). Finally, high arginase activity at site of pathology observed in cutaneous lesions of patients coincides with downregulation of CD3Ç, CD4 and CD8 molecules in CD4+ and CD8+ T cells at site of pathology. We concluded that increased arginase levels in lesions of LCL patients might contribute to CL pathogenesis by impairing T cell effector function at site of pathology. Next, it was tested whether arginase, an enzyme associated with immunosuppression, is higher in patients with VL and contributes to impaired T cell function through depletion of L- arginine. The results showed that higher level of arginase activity in the PBMC coincides with active phase of VL. Cells expressing arginase in PBMCs were also found to be LDGs. Importantly, increased arginase activity and frequency of degranulated neutrophils coincided with lower plasma L-arginine levels. Furthermore, downregulation of CD3Ç, in T cells correlated with low plasma arginine levels. VL/HIV co-infection is a frequently reported leishmaniasis complication in Ethiopia associated with poor prognosis, with up to 40% mortality rate and high relapse rate. Arginase activity was significantly increased in PBMCs and plasma of VL patients co-infected with HIV than in those having VL alone. Similarly, cells expressing arginase in PBMCs were found to be LDGs. In summary, the results presented here show that increased arginase activity is a marker of disease severity in human leishmaniasis with and without HIV; further, these results suggest that arginase mediated L-arginine depletion may inhibit T cell function and contribute to impaired control of infection. - Les leishmanioses sont un groupe de maladies transmises par la piqûre de mouches des sables femelles, appelées phlébotomes, ayant été infectées par Leishmania. Les maladies se manifestent sous différentes formes: la leishmaniose cutanée localisée, la leishmaniose diffuse et mucocutanée et la leishmaniose viscérale (LV). A l'intérieur des macrophages, les principales cellules hôtes des parasites, l'oxyde nitrique synthase et l'arginase, peuvent contrôler, soit la mort du parasite, soit sa croissance. Pour la leishmaniose expérimentale, nous avons déjà rapporté que le développement de lesions qui ne guérissent pas est associé à une activité plus grande d'arginase au site d'infection, en corrélation avec la suppression locale de la fonction des cellules T. Pour vérifier si ces données pouvaient s'appliquer à la leishmaniose humaine, j'ai d'abord vérifié l'hypothèse selon laquelle la suppression locale des réponses des cellules T observée dans la CL persistante, est associée à la la diminution de L- arginine induite par l'arginase. Les résultats ont montré que l'activité arginase est augmentée au site d'infection, par rapport aux cellules mononucléées du sang périphérique (CMSP) de patients LCL et à la peau intacte des contrôles sains. Le phénotype de cellules exprimant l'arginase a été identifié dans les deux compartiments comme des granulocytes CD15+ et CD 14" de basse densité (LDG). Enfin, l'activité arginase élevée au site de la pathologie, observée dans les lésions cutanées de patients, coïncide avec la reduction dde l'expression des molécules CD3Ç, CD4 et CD8 dans les cellules T CD4+ et CD8+ au site de pathologie . Nous avons conclu que l'augmentation des niveaux d'arginase dans les lésions de patients LCL pourrait contribuer à la pathogenèse de la CL, en altérant la fonction effectrice des celllules T au site de la pathologie. Ensuite, nous avons vérifié si l'arginase, une enzyme associée à l'immunosuppression, était plus élevée chez les patients atteints de VL et si elle contribuait à la mauvaise fonction des cellules T par la depletion en L-arginine. Les résultats ont montré qu'un niveau plus élevé de l'activité arginase dans les PBMC correspond à la phase active de la VL. Les cellules exprimant l'arginase dans les CMSP se sont révélées à être de type LDG . Il est important de souligner que l'augmentation de l'activité arginase et la fréquence des neutrophiles dégranulés a coïncidé avec des niveaux inférieurs de L-arginine plasmatique. En outre, la suppression de CD3Ç dans les cellules T correlle avec de faibles niveaux d'arginine plasmatique . Il a été fréquement rapporté que la co-infection VL/VIH est une complication de la leishmaniose en Ethiopie, associée à un mauvais prognostic, un taux de mortalité pouvant atteindre 40% et un pourcentage élevé de rechutes. L'activité de l'arginase a beaucoup plus augmentée dans les CMSP et le plasma de patients atteints de VL et co-infectés par le VIH, que chez ceux seulement attaints de VL. De même, les cellules exprimant l'arginase dans les CMSP sont aussi des LDG. En résumé, les résultats présentés ici montrent que l'augmentation de l'activité de l'arginase est un marqueur de gravité de la la leishmaniose humaine, avec ou sans VIH ; en outre, ces résultats suggèrent que la déplétion de L-arginine par l'arginase pourrait inhiber la fonction des cellules T et contribuer à un contrôle réduit de l'infection. - Les Leishmanioses sont des maladies parasitaires transmises par la piqûre d'une mouche des sables femelle (phlébotome) infectée par Leishmania. La maladie se manifeste sous différentes formes cliniques : la leishmaniose viscérale, une maladie progressive mortelle en l'absence de traitement, la leishmaniose muco-cutanée (MCL), la leishmaniose cutanée diffuse (LCD ) maladie mutilante, qui peut être de longue durée et la leishmaniose cutanée localisée maladie dont on guérit mais laissant une cicatrice inesthétique à vie. La maladie est largement répandue, elle affecte les populations les plus pauvres dans 98 pays et 350 millions de personnes à risque. Globalement on estime à 500.000 les nouveaux cas de la forme viscérale et 1-1.5 million ceux de la leishmaniose cutanée. La leishmaniose est fortement endémique en Ethiopie et se manifeste dans les formes viscérale et cutanée. Le parasite Leishmania infecte et se multiplie dans les cellules du système immunitaire, principalement les macrophages. Les macrophages sont capables de tuer le parasite Leishmania s'ils reçoivent des instructions correctes de la part d'autres cellules du système immunitaire, les lymphocytes. Les macrophages expriment deux enzymes importants, appelés oxide nitrique synthase inductible (iNOS ) et l'arginase, qui sont respectivement associés à la promotion de la mort du parasite et la multiplication. L'enzyme iNOS présent dans les macrophages métabolise l'arginine afin de générer de l'oxyde d'azote (NO) , une molécule effectrice nécessaire pour tuer le parasite . Au contraire, lorsque les macrophages sont activés d'une certaine manière conduisant à l'augmention de la régulation de l'arginase, ils métabolisent l'arginine en polyamines qui favorisent la croissance du parasite. Au cours du développement de la leishmaniose, les lymphocytes ne parviennent pas à transmettre aux macrophages les signaux nécessaires pour tuer le parasite. Les mécanismes cellulaires qui sont la cause de ce défaut, ne sont pas bien compris. En utilisant des modèles animaux, nous avons montré la régulation à la hausse de l'arginase au site de la pathologie, qui s'est traduit par l'altération de la fonction effectrice des lymphoctes. Nous avons initié des études de leishmaniose humaine en Ethiopie afin d'identifier le rôle de l'arginase dans la sévérité de la maladie. Nos résultats montrent, que l'arginase est fortement augmentée dans la lésion des patients CL, et dans le sang des patients VL et ceux co-infectés par VL / VIH. Le niveau d' arginase régulée à la hausse coincide avec l'expression inférieure d'une molécule de signalisation dans les lymphocytes, qui est essentielle à leur bon fonctionnement. En VL actif, l'augmentation d'arginase se traduit par la diminution de l'arginine qui est indispensable à la synthèse de NO et au bon fonctionnement des lymphocytes. Ainsi, l'incapacité des lymphocytes à envoyer des signaux adéquats aux macrophages pourrait être due à la suppression de l'arginine.

Regulation of catecholamine release and tyrosine hydroxylase in human adrenal chromaffin cells by interleukin-1beta: role of neuropeptide Y and nitric oxide.

Adrenal chromaffin cells synthesize and secrete catecholamines and neuropeptides that may regulate hormonal and paracrine signaling in stress and also during inflammation. The aim of our work was to study the role of the cytokine interleukin-1beta (IL-1beta) on catecholamine release and synthesis from primary cell cultures of human adrenal chromaffin cells. The effect of IL-1beta on neuropeptide Y (NPY) release and the intracellular pathways involved in catecholamine release evoked by IL-1beta and NPY were also investigated. We observed that IL-1beta increases the release of NPY, norepinephrine (NE), and epinephrine (EP) from human chromaffin cells. Moreover, the immunoneutralization of released NPY inhibits catecholamine release evoked by IL-1beta. Moreover, IL-1beta regulates catecholamine synthesis as the inhibition of tyrosine hydroxylase decreases IL-1beta-evoked catecholamine release and the cytokine induces tyrosine hydroxylase Ser40 phosphorylation. Moreover, IL-1beta induces catecholamine release by a mitogen-activated protein kinase (MAPK)-dependent mechanism, and by nitric oxide synthase activation. Furthermore, MAPK, protein kinase C (PKC), protein kinase A (PKA), and nitric oxide (NO) production are involved in catecholamine release evoked by NPY. Using human chromaffin cells, our data suggest that IL-1beta, NPY, and nitric oxide (NO) may contribute to a regulatory loop between the immune and the adrenal systems, and this is relevant in pathological conditions such as infection, trauma, stress, or in hypertension.

Use of a combined ex vivo/in vivo population approach for screening of human genes involved in the human immunodeficiency virus type 1 life cycle for variants influencing disease progression.

Humans differ substantially with respect to susceptibility to human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1). We evaluated variants of nine host genes participating in the viral life cycle for their role in modulating HIV-1 infection. Alleles were assessed ex vivo for their impact on viral replication in purified CD4 T cells from healthy blood donors (n = 128). Thereafter, candidate alleles were assessed in vivo in a cohort of HIV-1-infected individuals (n = 851) not receiving potent antiretroviral therapy. As a benchmark test, we tested 12 previously reported host genetic variants influencing HIV-1 infection as well as single nucleotide polymorphisms in the nine candidate genes. This led to the proposition of three alleles of PML, TSG101, and PPIA as potentially associated with differences in progression of HIV-1 disease. In a model considering the combined effects of new and previously reported gene variants, we estimated that their effect might be responsible for lengthening or shortening by up to 2.8 years the period from 500 CD4 T cells/mul to <200 CD4 T cells/mul.

Rectal and vaginal immunization of mice with human papillomavirus L1 virus-like particles.

Human papillomavirus (HPV) vaccines based on L1 virus-like particle (VLP) can prevent genital HPV infection and associated lesions after three intramuscular injections. Needle-free administration might facilitate vaccine implementation, especially in developing countries. Here we have investigated rectal and vaginal administration of HPV16 L1 VLPs in mice and their ability to induce anti-VLP and HPV16-neutralizing antibodies in serum and in genital, rectal and oral secretions. Rectal and vaginal immunizations were not effective in the absence of adjuvant. Cholera toxin was able to enhance systemic and mucosal anti-VLPs responses after rectal immunization, but not after vaginal immunization. Rectal immunization with Resiquimod and to a lesser extent Imiquimod, but not monophosphoryl lipid A, induced anti-HPV16 VLP antibodies in serum and secretions. Vaginal immunization was immunogenic only if administered in mice treated with nonoxynol-9, a disrupter of the cervico-vaginal epithelium. Our findings show that rectal and vaginal administration of VLPs can induce significant HPV16-neutralizing antibody levels in secretions, despite the fact that low titers are induced in serum. Imidazoquinolines, largely used to treat genital and anal warts, and nonoxonol-9, used as genital microbicide/spermicide were identified as adjuvants that could be safely used by the rectal or vaginal route, respectively.

Global Genomic Diversity of Human Papillomavirus 6 Based on 724 Isolates and 190 Complete Genome Sequences.

Human papillomavirus type 6 (HPV6) is the major etiological agent of anogenital warts and laryngeal papillomas and has been included in both the quadrivalent and nonavalent prophylactic HPV vaccines. This study investigated the global genomic diversity of HPV6, using 724 isolates and 190 complete genomes from six continents, and the association of HPV6 genomic variants with geographical location, anatomical site of infection/disease, and gender. Initially, a 2,800-bp E5a-E5b-L1-LCR fragment was sequenced from 492/530 (92.8%) HPV6-positive samples collected for this study. Among them, 130 exhibited at least one single nucleotide polymorphism (SNP), indel, or amino acid change in the E5a-E5b-L1-LCR fragment and were sequenced in full. A global alignment and maximum likelihood tree of 190 complete HPV6 genomes (130 fully sequenced in this study and 60 obtained from sequence repositories) revealed two variant lineages, A and B, and five B sublineages: B1, B2, B3, B4, and B5. HPV6 (sub)lineage-specific SNPs and a 960-bp representative region for whole-genome-based phylogenetic clustering within the L2 open reading frame were identified. Multivariate logistic regression analysis revealed that lineage B predominated globally. Sublineage B3 was more common in Africa and North and South America, and lineage A was more common in Asia. Sublineages B1 and B3 were associated with anogenital infections, indicating a potential lesion-specific predilection of some HPV6 sublineages. Females had higher odds for infection with sublineage B3 than males. In conclusion, a global HPV6 phylogenetic analysis revealed the existence of two variant lineages and five sublineages, showing some degree of ethnogeographic, gender, and/or disease predilection in their distribution. IMPORTANCE: This study established the largest database of globally circulating HPV6 genomic variants and contributed a total of 130 new, complete HPV6 genome sequences to available sequence repositories. Two HPV6 variant lineages and five sublineages were identified and showed some degree of association with geographical location, anatomical site of infection/disease, and/or gender. We additionally identified several HPV6 lineage- and sublineage-specific SNPs to facilitate the identification of HPV6 variants and determined a representative region within the L2 gene that is suitable for HPV6 whole-genome-based phylogenetic analysis. This study complements and significantly expands the current knowledge of HPV6 genetic diversity and forms a comprehensive basis for future epidemiological, evolutionary, functional, pathogenicity, vaccination, and molecular assay development studies.

Expression of killer cell immunoglobulin-like receptors (KIRs) by natural killer cells during acute CMV infection after kidney transplantation.

Human cytomegalovirus (CMV) infection may be a serious complication related to immunosuppression after solid organ transplantation. Due to their cytotoxicity, T-cells and natural killer (NK) cells target and clear the virus from CMV-infected cells. Although immunosuppressive drugs suppress T-cell proliferation and activation, they do not affect NK cells that are crucial for controlling the infection. The regulation of NK cells depends on a wide range of activating and inhibitory receptors such as the family of killer-cell immunoglobulin-like receptors (KIRs). Several human genetic studies have demonstrated the association of KIR genes with the clearance of infections. Since the respective activities of the different KIR proteins expressed by NK cells during CMV infection have not been extensively studied, we analyzed the expression of KIRs in a cohort of 22 CMV-IgG(+) renal transplant patients at the time of CMV reactivation, after antiviral therapy and 6 months later. Our data revealed a marked expression of KIR3DL1 during the acute phase of the reactivation. We set up an in vitro model in which NK cells, derived either from healthy donors or from transplanted patients, target allogeneic fibroblasts, CMV-infected or uninfected. Our results demonstrate a significant correlation between the lysis of CMV-infected fibroblasts and the expression of KIR3DL1. Blocking experiments with antibodies to MHC-I, to NKG2D and to NKG2C confirmed the importance of KIR3DL1. Consequently, our results suggest that KIR proteins and especially KIR3DL1 could play an important role during CMV-infection or CMV reactivation in immunosuppressed patients.