The role of the microRNAs in the age-associated oancreatic β-cell dysfunction

Le corps humain emploie le glucose comme source principale d'énergie. L'insuline, sécrétée par les cellules ß-pancreatiques situées dans les îlots de Langerhans, est l'hormone principale assurant un maintien constant du taux de glucose sanguin (glycémie). Les prédispositions génétiques, le manque d'activité physique et un régime déséquilibré peuvent entraîner une perte de sensibilité à l'insuline et des taux de glucose dans le sang élevé (hyperglycémie), une condition nommée diabète de type 2. Cette maladie est initiée par une sensibilité diminuée à l'insuline dans les tissus périphériques, entraînant une demande accrue en insuline. Cette pression continue finie par épuiser les cellules ß-pancreatiques, qui sécrètent alors des niveaux d'insuline insuffisant en trainant l'apparition du diabète. Le vieillissement est un facteur de risque important pour les maladies métaboliques dont le diabète de type 2 faits partis. En effet la majeure partie des diabétiques de type 2 ont plus de 45 ans. Il est connu que le vieillissement entraine une perte de sensibilité à l'insuline, une sécrétion altérée d'insuline, une baisse de réplication et une plus grande mort des ß-cellules pancréatiques. Le but de ma thèse était de mieux comprendre les mécanismes contribuante au dysfonctionnement des cellules ß- pancréatiques lors du vieillissement. Les travaux du « Human Genome Project » ont révélés que seulement 2% de notre génome code pour des protéines. Le reste non-codant fut alors désigné sous le nom de « ADN déchets ». Cependant, l'étude approfondie de cet ADN non-codant ces dernières deux décennies a démontré qu'une grande partie code pour des «MicroARNs », des ARNs courts (20-22 nucleotides) découverts en 1997 chez le vers C.elegans. Depuis lors ces molécules ont été intensivement étudiées, révélant un rôle crucial de ces molécules dans la fonction et la survie des cellules en conditions normales et pathologiques. Le but de cette thèse était d'étudier le rôle des microARNs dans le dysfonctionnement des cellules ß lors du vieillissement. Nos données suggèrent qu'ils peuvent jouer un rôle tantôt salutaire, tantôt nocif sur les cellules ß. Par exemple, certains microARNs réduisent la capacité des cellules ß à se multiplier ou réduisent leur survie, alors que d'autres protègent ces cellules contre la mort. Pour conclure, nous avons démontré les microARNs jouent un rôle important dans le dysfonctionnement des cellules ß lors du vieillissement. Ces nouvelles découvertes préparent le terrain pour la conception de futures stratégies visant à améliorer la résistance des cellules ß pancréatiques afin de trouver de nouveaux traitements du diabète de type 2. -- Le diabète de type 2 est une maladie métabolique due à la résistance à l'action de l'insuline des tissus cibles combinée à l'incapacité des cellules ß pancréatiques à sécréter les niveaux adéquats d'insuline. Le vieillissement est associé à un déclin global des fonctions de l'organisme incluant une diminution de la fonction et du renouvellement des cellules ß pancréatiques. Il constitue ainsi un risque majeur de développement des maladies métaboliques dont le diabète de type 2. Le but de cette thèse était d'étudier le rôle des microARNs (une classe d'ARN non- codants) dans le dysfonctionnement lié au vieillissement des cellules ß. L'analyse par microarray des niveaux d'expression des microARN dans les îlots pancréatiques de rats Wistar mâles âgés de 3 et 12 mois nous a permis d'identifier de nombreux changements d'expression de microARNs associés au vieillissement. Afin d'étudier les liens entre ces modifications et le déclin des cellules ß, les changements observés lors du vieillissement ont été reproduits spécifiquement dans une lignée cellulaire, dans des cellules ß primaires de jeune rats ou de donneurs humains sains. La diminution du miR-181a réduit la prolifération des cellules ß, tandis que la diminution du miR-130b ou l'augmentation du miR-383 protège contre l'apoptose induite par les cytokines. L'augmentation du miR-34a induit l'apoptose et inhibe la prolifération des cellules ß en réponse aux hormones Exendin-4 et prolactine et au facteur de croissance PDGF-AA. Cette perte de capacité réplicative est similaire à celle observée dans des cellules ß de rats âgés de 12 mois. Dans la littérature, la perte du récepteur au PDGF-r-a est associée à la diminution de la capacité proliférative des cellules ß observée lors du vieillissement. Nous avons pu démontrer que PDGF-r-a est une cible directe de miR- 34a, suggérant que l'effet néfaste de miR-34a sur la prolifération des cellules ß est, du moins en partie, lié à l'inhibition de l'expression de PDGF-r-a. L'expression de ce miR est aussi plus élevée dans le foie et le cerveau des animaux de 1 an et augmente avec l'âge dans les ilôts de donneurs non-diabétiques. Ces résultats suggèrent que miR-34a pourrait être non seulement impliqué dans l'affaiblissement des fonctions pancréatiques associé à l'âge, mais également jouer un rôle dans les tissus cibles de l'insuline et ainsi contribuer au vieillissement de l'organisme en général. Pour conclure, les travaux obtenus durant cette thèse suggèrent que des microARNs sont impliqués dans le dysfonctionnement des cellules ß pancréatiques durant le vieillissement. -- Type 2 diabetes is a metabolic disease characterized by impaired glucose tolerance, of the insulin sensitive tissues and insufficient insulin secretion from the pancreatic ß-cells to sustain the organism demand. Aging is a risk factor for the majority of the metabolic diseases including type 2 diabetes. With aging is observed a decline in all body function, due to decrease both in cell efficiency and renewal. The aim of this thesis was to investigate the potential role of microRNAs (short non- coding RNAs) in the pancreatic ß-cell dysfunction associated with aging. Microarray analysis of microRNA expression profile in pancreatic islets from 3 and 12 month old Wistar male rats revealed important changes in several microRNAs. To further study the link between those alterations and the decline of ß-cells, the changes observed in old rats were mimicked in immortalized ß-cell lines, primary young rat and human islets. Downregulation of miR-181a inhibited pancreatic ß-cell proliferation in response to proliferative drugs, whereas downregulation of miR-130b and upregulation of miR-383 protected pancreatic ß-cells from cytokine stimulated apoptosis. Interestingly, miR-34a augmented pancreatic ß-cell apoptosis and inhibited ß-cell proliferation in response to the proliferative chemicals Exendin-4, prolactin and PDGF-AA. This loss of replicative capacity is reminiscent of what we observed in pancreatic ß-cells isolated from 12 month old rats. We further observed a correlation between the inhibitory effect of miR-34a on pancreatic ß-cell proliferation and its direct interfering effect of this microRNA on PDGF-r-a, which was previously reported to be involved in the age-associated decline of pancreatic ß-cell proliferation. Interestingly miR-34a was upregulated in the liver and brain of 1 year old animals and positively correlated with age in pancreatic islets of normoglycemic human donors. These results suggest that miR-34a might be not only involved in the age-associated impairment of the pancreatic ß-cell functions, but also play a role in insulin target tissues and contribute to the aging phenotype on the organism level. To conclude, we have demonstrated that microRNAs are indeed involved in the age-associated pancreatic ß-cell dysfunction and they can play both beneficial and harmful roles in the context of pancreatic ß-cell aging.

Dermal dendritic cell number correlates with serum autoantibody titers in Brazilian pemphigus foliaceus patients

Pemphigus foliaceus (PF) is an autoimmune bullous disease endemic in Brazil. Since serum IL-12 is increased in patients with PF and Langerhans cells (LC) produce IL-12, we titrated serum autoantibodies by indirect immunofluorescence, and quantified epidermal dendritic cells, known as LC, and dermal dendritic cells (DC). Biopsies of blistering lesions were obtained from 22 patients, 13 of whom were submitted to biopsy of both injured and of apparently healthy skin. The control groups consisted of skin from 8 cadavers and from 12 women submitted to breast plastic surgery. LC and DC were identified with anti-CD1a antibody and quantified by morphometric analysis. LC number in the lesion and in apparently healthy skin from PF patients was similar to that of both control groups. DC number in the injured skin (median = 0.94 DC/mm basement membrane) was higher than that of the cadaver group (median = 0.13 DC/mm basement membrane). In the 13 patients with biopsies of both injured and apparently healthy skin, LC and DC were present in larger numbers in the lesion. There was a direct correlation between DC number in the lesion of the PF group and serum autoantibody titers. This correlation was not observed for LC number. The increased number of DC in the lesion, as well as its direct correlation with serum autoantibody titers suggest the participation of DC in the pathogenesis of PF. The relationship between increased DC number and IL-12 in PF needs to be clarified.

Normal skin of HIV-infected individuals contains increased numbers of dermal CD8 T cells and normal numbers of Langerhans cells

Dysregulation of the skin immune system (SIS) could explain the high prevalence of skin disorders in HIV+ individuals. The present study was carried out to determine whether alterations in the cell population of SIS and epidermal immunoactivation occur in the normal skin of HIV+ individuals. Forty-five biopsies were taken from the normal upper arm skin of 45 HIV+ patients and of 15 healthy controls. HIV+ individuals were divided into three categories according to their CD4 cell blood count (<200, 200-499 and ³500/µl). Hematoxylin-eosin was used to stain tissue sections for morphological analysis and immunohistochemistry was used for the evaluation of the frequency of macrophages, Langerhans cells, and CD lymphocyte subsets. In addition, semiquantitative analysis of LFA-1, ICAM-1 and HLA-DR was determined in epidermal cells. Macrophages, Langerhans cells, and CD lymphocyte subsets did not differ significantly between any of the patient categories and the control group. When all HIV+ individuals were compared as a group to the control group, a significant increase in dermal CD8+ T lymphocytes (P < 0.01) and lower CD4-CD8 ratios (P < 0.01) were observed in the HIV+ individuals. Epidermal ICAM-1 and HLA-DR expression was negative in both HIV+ and normal skin biopsies. No evidence of a depletion of the SIS population or of epidermal immunoactivation in normal skin from HIV+ individuals was demonstrable, suggesting that alterations in the central immune system are not necessarily reflected in the SIS of HIV-infected patients.

The role of DcR3 in systemic lupus erythematosus and islet β-Cell viability and function

Le récepteur DcR3 (Decoy receptor 3) est un membre de la famille des récepteurs aux facteurs de nécrose tumorale (TNF). Il est fortement exprimé dans les tissus humains normaux ainsi que les tumeurs malignes. DcR3 est un récepteur pour trois ligands de la famille du TNF tels que FasL, LIGHT et TL1A. Étant une protéine soluble donc dépourvue de la portion transmembranaire et intracytoplasmique, le récepteur DcR3 est incapable d’effectuer une transduction de signal intracellulaire à la suite de son interaction avec ses ligands. De ce fait, DcR3 joue un rôle de compétiteur pour ces derniers, afin d’inhiber la signalisation via leurs récepteurs fonctionnels tels que Fas, HVEM/LTbetaR et DR3. Lors de nos précédentes études, nous avons pu démontrer, que DcR3 pouvaist moduler la fonction des cellules immunitaires, et aussi protéger la viabilité des îlots de Langerhans. À la suite de ces résultats, nous avons généré des souris DcR3 transgéniques (Tg) en utilisant le promoteur du gène β-actine humaine afin d’étudier plus amplement la fonction de ce récepteur. Les souris Tg DcR3 ont finalement développé le syndrome lupus-like (SLE) seulement après l’âge de 6 mois. Ces souris présentent une variété d'auto-anticorps comprenant des anticorps anti-noyaux et anti-ADN. Elles ont également manifesté des lésions rénales, cutanées, hépatiques et hématopoïétiques. Contrairement aux modèles de lupus murin lpr et gld, les souris DcR3 sont plus proche du SLE humain en terme de réponse immunitaire de type Th2 et de production d'anticorps d'anti-Sm. En péus, nous avons constaté que les cellules hématopoïétiques produisant DcR3 sont suffisantes pour causer ces pathologies. DcR3 peut agir en perturbant l’homéostasie des cellules T pour interférer avec la tolérance périphérique, et ainsi induire l'autoimmunité. Chez l'humain, nous avons détecté dans le sérum de patients SLE des niveaux élevés de la protéine DcR3. Chez certains patients, comme chez la souris, ces niveaux sont liés directement aux titres élevés d’IgE. Par conséquent, DcR3 peut représenter un facteur pathogénique important du SLE humain. L’étude des souris Tg DcR3, nous a permis aussi d’élucider le mécanisme de protection des îlots de Langerhans. Le blocage de la signalisation des ligands LIGHT et TL1A par DcR3 est impliqué dans une telle protection. D'ailleurs, nous avons identifié par ARN microarray quelques molécules en aval de cette interaction, qui peuvent jouer un rôle dans le mécanisme d’action. Nous avons par la suite confirmé que Adcyap1 et Bank1 joue un rôle critique dans la protection des îlots de Langerhans médiée par DcR3. Notre étude a ainsi élucidé le lien qui existe entre la signalisation apoptotique médiée par Fas/FasL et la pathogénèse du SLE humain. Donc, malgré l’absence de mutations génétiques sur Fas et FasL dans le cas de cette pathologie, DcR3 est capable de beoquer cette signalisation et provoquer le SLE chez l’humain. Ainsi, DcR3 peut simultanément interférer avec la signalisation des ligands LIGHT et TL1A et causer un phénotype plus complexe que les phénotypes résultant de la mutation de Fas ou de FasL chez certains patients. DcR3 peut également être utilisé comme paramètre diagnostique potentiel pour le SLE. Les découvertes du mécanisme de protection des îlots de Langerhans par DcR3 ouvrent la porte vers de nouveaux horizons afin d'explorer de nouvelles cibles thérapeutiques pour protéger la greffe d'îlots.

Effets de la purification d’alginate et de la co-encapsulation avec des cellules canaliculaires sur la survie et fonction d’îlots de Langerhans microencapsulés

La transplantation d’îlots chez des sujets diabétiques permet la normalisation de leur glycémie mais nécessite l’utilisation d’immunosuppresseurs. Afin d’éliminer l’utilisation de ceux-ci, une capsule d’alginate capable d’immunoprotéger l’îlot a été proposée. Cependant, un problème persiste : la survie de l’implant est limitée. Deux moyens afin d’améliorer ce facteur seront présentés dans ce mémoire: l’utilisation d’alginate purifié et la co-encapsulation des îlots avec des cellules canaliculaires pancréatiques. La première étude rapporte un aspect nouveau : les effets directs de l’alginate non-purifié, versus purifié, sur la survie d’îlots encapsulés. Ceci est démontré in vitro sur la viabilité à long terme des îlots, leur fonction et l’incidence de leur mort cellulaire par apoptose et nécrose. Ces investigations ont permis de conclure que l’alginate purifié permet de maintenir à long terme une meilleure survie et fonction des îlots. De plus, cette étude ajoute un autre rôle aux contaminants de l’alginate en plus de celui d’initier la réaction immunitaire de l’hôte; celle-ci étant indirectement reliée à la mort des îlots encapsulés. La deuxième étude consiste à déterminer les impacts possibles d’une co-encapsulation d’îlots de Langerhans avec des cellules canaliculaires pancréa-tiques. Les résultats obtenus démontrent que cette co-encapsulation n’améliore pas la survie des îlots microencapsulés, par des tests de viabilité et de morts cellulaires, ni leur fonction in vivo testée par des implantations chez un modèle murin immmunodéficient. Pour conclure, la survie des îlots encapsulés peut être améliorée par la purification de l’alginate mais reste inchangée lors d’une co-encapsulation avec des cellules canaliculaires pancréatiques.

Amélioration de la résistance à l'hypoxie des îlots de Langerhans microencapsulés par l’utilisation d’agrégats de cellules dispersées

La transplantation d’îlots de Langerhans microencapsulés est un traitement prometteur du diabète de type 1. La microcapsule protège l’îlot du système immunitaire, tout en permettant la diffusion de petites molécules. Comme la microcapsule empêche la revascularisation des îlots, leur oxygénation se fait par diffusion d’oxygène et ils sont exposés à l’hypoxie. Le manque d’oxygène est un facteur limitant dans la survie des îlots microencapsulés. Il est connu que les plus petits îlots sont plus résistant à l’hypoxie à cause d’une meilleure diffusion de l’oxygène. À cette fin, les agrégats de cellules dispersées d’îlots seront étudiés. Lorsque les cellules des îlots sont dispersées, elles ont la propriété de se ré-assembler dans une structure semblable à celle des îlots. La présente étude a permis de mettre au point une technique de formation des agrégats, de les caractériser et de comparer la résistance à l’hypoxie des îlots et des agrégats. Ceux-ci ont une structure semblable aux îlots et ils sont de plus petite taille. Pour cette raison, ils sont plus viables après un choc hypoxique tout en renversant efficacement l’hyperglycémie de souris diabétiques. Les agrégats sont une alternative intéressante pour la transplantation d’îlots microencapsulés puisque leur oxygénation est plus efficace.

Papilomavírus humano (HPV) e células de Langerhans em carcinoma epidermóide oral

The Human Papillomavirus (HPV) has been strongly implicated on development of some cases of oral squamous cell carcinoma (OSCC). However, the immunological system somehow reacts against the presence of this virus. Among the cells involved on such mechanism of defense detaches the Langerhans cells (LC), which are responsible for processing and presenting antigens. The purpose of this study was to evaluate the immunohistochemical reactivity for Langerhans cells between HPV positive and HPV negative OSCC, as well as, the relation of the immunoreactivity for this cells and the histological grading of malignancy proposed by Bryne (1998) and modified by Miranda (2002). Additionally, HPV infection was evaluated in relation to sex, age, lesion localization and histological grading of malignancy. In the total, 27 cases of OSSC were evaluated, 09 of them HPV positive and 18 HPV negative. Anti S-100 antibody was utilized for the immunohistochemical labelling, followed by the counting of LCs in 5 highpower fields (400x). No statistically significant difference was verified between the variables sex, age, lesion localization, histological grading of malignancy and HPV presence in OSSC. There was neither association between the immunohistochemical labeling for LCs (S-100+) and HPV infection nor correlation between the quantity of LCs labeled and the histological grading of malignancy of OSSC. The results suggest that despite the absence of statistically significant difference, the presence of HPV in such cases of OSCC can alter the immunological system, particularly the Langerhans cells

AMINO-ACID-SEQUENCE OF TSTX-V, AN ALPHA-TOXIN FROM TITYUS-SERRULATUS SCORPION-VENOM, AND ITS EFFECT ON K+ PERMEABILITY OF BETA-CELLS FROM ISOLATED RAT ISLETS OF LANGERHANS

Highly purified Tityustoxin V (TsTX-V), an alpha-toxin isolated from the venom of the Brazilian scorpion Tityus serrulatus, was obtained by ion exchange chromatography on carboxymethylcellulose-52. It was shown to be homogeneous by reverse phase high performance liquid chromatography, N-terminal sequencing (first 39 residues) of the reduced and alkylated protein and by polyacrylamide gel electrophoresis in the presence of sodium dodecylsulfate and tricine. Following enzymatic digestion, the complete amino acid sequence (64 residues) was determined. The sequence showed higher homology with the toxins from the venoms of the North African than with those of the North and South American scorpions. Using the rate of Rb-86(+) release from depolarized rat pancreatic beta-cells as a measure of K+ permeability changes, TsTX-V (5.6 mu g/ml) was found to increase by 2.0-2.4-fold the rate of marker outflow in the presence of 8.3 mM glucose. This effect was persistent and slowly reversible, showing similarity to that induced by 100 mu-M veratridine, an agent that increases the open period of Na+ channels, delaying their inactivation. It is suggested that, by extending the depolarized period, TsTX-V indirectly affects beta-cell voltage-dependent K+ channels, thus increasing K+ permeability.

Pancreatic β-cell defects in women at risk of type 2 diabetes

We evaluated insulin release and insulin sensitivity in women with basal and/or postprandial hyperglycemia but normal oral glucose tolerance test (OGTT) in previous pregnancy (GHG). These women were individually matched with females without previous hyperglycemia (NGT). Both groups consisted of normal glucose-tolerant women at the time of this study. They underwent OGTT (75g; n= 32 pairs) and hyperglycemic clamp experiments (10mmoll-1; n=27 pairs) with plasma glucose, insulin, and C-peptide measurements and calculation of insulinogenic index, first- and second-phase insulin release, and insulin sensitivity index (ISI). The GHG group showed higher glycosylated hemoglobin levels (6.2±0.6% versus 5.8±0.8%; P<0.05); lower insulinogenic index at 30min (134.03±62.69pmolmmol-1 versus 181.59±70.26pmolmmoll-1; P<0.05) and diminished C-peptide response in relation to glucose (4.05±0.36nmolmmol-1 versus 4.23±0.36nmolmmol-1; P<0.05) at OGTT. Both groups did not show difference in insulin secretion and ISI by hyperglycemic clamp technique. We concluded that in up to 12 years from index pregnancy, women with previous GHG, presenting normal glucose tolerance and well-matched with their controls, showed β-cell dysfunction without change in ISI. As women with previous GHG are at risk of type 2 diabetes, β-cell dysfunction may be its primary defect. © 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effect of dietary supplementation with vitamin E and stocking density on macrophage recruitment and giant cell formation in the teleost fish, Piaractus mesopotamicus

The effect of dietary supplementation with 0, 100 and 450 mg of vitamin E (DL-α tocopheryl acetate)/kg of a dry diet on the kinetics of macrophage recruitment and giant cell formation in the pacu, maintained at different stocking densities (5 kg/m3 and 20 kg/m3), was investigated by insertion of round glass coverslips into the subcutaneous connective tissue. After a feeding period of 18 weeks, the coverslips were implanted and later removed for examination at 2, 7 and 15 days post-implantation. Fish fed diets supplemented with 450 mg of vitamin E showed an increase (P<0.05) in the accumulation of macrophages, foreign body giant cells and Langhans type cells. The kinetics of macrophage recruitment and giant cell formation on the glass coverslips appeared to be strongly influenced by vitamin E supplementation, since fish fed a basal diet and held at high stocking densities showed low numbers of adhering cells on the coverslips, and high concentrations of plasma corticosteroids. On the other hand, fish given a diet supplemented with 450 mg of vitamin E did not show a similar difference in plasma cortisol concentrations related to stocking density. The effect of cortisol concentrations on carbohydrate metabolism, analysed by assessment of plasma glycaemia, was not clear. Blood glucose concentrations did not vary substantially with the different treatments examined. These results suggest that vitamin E may contribute to the efficiency of the fish's inflammatory response by increasing macrophage recruitment and giant cell formation in the foreign body granulomatous reaction. Vitamin E appeared to act on the stress response of pacus by preventing a stress-related immunosuppression. © 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Análise morfológica das células de Langerhans purificadas da epiderme de camundongo Balb/c, após interação in vitro com Leishania (Viannia) brasiliensis e Leishamania (Leishmania) amazonensis

Células de Langerhans (CL) são células apresentadoras de antígenos, MHC classe II positivas, que constituem 2 a 3% de todas as células da epiderme, e que têm demonstrado serem estimuladoras de uma resposta vigorosa de linfócitos T contra Leishmania major. A leishmanionse cutânea do Novo Mundo é causada por diferentes espécies, apresentando formas clínicas diversas variando de leishmaniose cutânea difusa anérgica. Utilizando a técnica de "panning", CL da epiderme de comundongos BALB/c foram purificadas para em torno de 95% de pureza (pCL) em relação à outras células da epiderme. As CL recentemente isoladas apresentaram dentritos pequenos e delicados e os clássicos grânulos de Birbeck. Tem sido sugerido que os parasitos do subgênero Viannia e Leishmania, que são geneticamente bastante distintos, podem ter respostas espécie-específicas na resposta imune celular. Neste estudo, pCL e L. (V.) brasilienses ou L. (L.) amazonensis foram cultivadas e a morfologia das CL foi analizada após 12 ou 36 h de cultura. Utilizando a coloração de Giemsa e a microscopia eletrônica de varredura, alterações morfológicas diferentes foram detectadas nas CL após 12 h de cultivo nas duas culturas, CL e L. (V.) brasiliensis ou CL e L. (L.) amazonensis. Depois da interação com L. (V.) brasiliensis as CL tornaram-se mais dentríticas, que eram mais curtos quando comparados às CL cultivadas isoladamente. Em contraste, após a interação com L. (L.) amazonensis, as CL tornaram-se arredondadas com algumas células mostrando alguns dendritos. Além disto, verificou-se um contato íntimo entre o flagelo das prostigota com as CL, mas sem observar a fagocitose das leishmanias após 12 ou 36 h de cultivo, o que é diferente dos relatos da literatura com CL e L. major. Estes resultados sugerem que a resposta imune primária das CL contra as diferentes espécies de leishamania podem ser distintas de acordo com a espécie envolvida no processo de interação.

Imunopatogenia da interação entre acrófagos e/ou células de Langerhans e Lacazia loboi

A lobomicose é uma infecção subcutânea crônica, granulomatosa, causada pela implantação traumática do fungo Lacazia loboi nos tecidos cutâneo e subcutâneo. Ocorre predominantemente na região Amazônica e atinge qualquer grupo populacional. Histologicamente, observa-se reação inflamatória crônica caracterizada por intensa histiocitose e fibroplasia, abundante número de macrófagos, células gigantes multinucleadas do tipo corpo estranho e presença de considerável número de células leveduriformes. Os macrófagos são células fagocíticas que participam do reconhecimento e da resposta a patógenos através da fagocitose, da apresentação de antígenos aos linfócitos T e da produção de citocinas. As células de Langerhans (LC) são um grupo de Células dendríticas (CD) derivadas da medula óssea situadas principalmente em uma camada suprabasal da epiderme. Estudos envolvendo a interação fungo-hospedeiro na doença de Jorge Lobo são escassos. Assim, Este estudo é um passo importante para o melhor entendimento da biologia e patogenia do L. loboi, e para o estudo da imunopatologia da interação patógeno versus hospedeiro desta doença emergente e pouco conhecida. O objetivo do presente trabalho foi analisar a interação in vitro entre macrófagos peritoneais não ativados e/ou LC, isolados de camundongos BALB/c, com L. loboi recém-isolado de pacientes com doença de Jorge Lobo, bem como determinar os índices de infecção, fagocitose e fusão, e medir a produção das citocinas TNF-α, IL-4, IL-6, IL-10 e IL-12. Os resultados demonstraram que L. loboi é fagocitado por macrófagos, mas não por LC. O índice de infecção na interação entre macrófagos e L. loboi foi semelhante à interação entre macrófagos, LC e L. loboi em todos os tempos analisados. A média do número de fungos por macrófago também foi praticamente igual entre as interações e ao longo do tempo, variando de 1,2 a 1,6 fungos/macrófagos. Não houve a formação de células gigantes em macrófagos cultivados ou LC cultivadas isoladamente e em nenhum dos co-cultivos. Não houve diferença significante na produção de IL-4, IL-2 e IL-10 nas interações estudadas. Os níveis de TNF-α diminuem ao longo do tempo na interação entre macrófagos e L. loboi, enquanto a adição de LC induz aumento da produção de TNF-α, principalmente após 48 horas. LC modulam negativamente a produção de IL-6 por macrófagos e L. loboi também inibem essa produção por macrófagos isoladamente ou em co-cultivo com LC. L. loboi estimulam significativamente a produção de IL-12 por macrófagos co-cultivados com LC, mas não em LC ou macrófagos isoladamente.

Depletion of Langerhans cells in the tongue from patients with advanced-stage acquired immune deficiency syndrome: relation to opportunistic infections

Aims: To quantify and compare the expression of Langerhans cells (LCs) in the tongue mucosa of AIDS patients with different opportunistic infections, and from acquired immune deficiency syndrome (AIDS) and non-AIDS patients with normal tongues, using autopsy material. Methods and results: Human leucocyte antigen D-related (HLA-DR), CD1a and CD83 antibodies were used to identify and quantify LCs by immunohistochemistry in tongue tissue of 40 AIDS patients (10 with lingual candidiasis, 10 with lingual herpes, 10 with oral hairy leukoplakia and 10 with no lesions) and 23 tongues from human immunodeficiency virus (HIV)negative control patients. Quantification was performed by means of conventional morphometry in four different regions (anterior, middle, posterior and lateral) of the tongue. The results were expressed as positive cells per area of epithelium. The AIDS patients presented a lower density of CD1a(+) cells (P < 0.001), HLA-DR (P < 0.003) and CD83 (P < 0.001) in all regions of the tongue compared to the non-AIDS control group. However, no differences in any of the markers were found when AIDS patients with different opportunistic infections were compared with AIDS patients without tongue infection. Conclusions: Advanced stage AIDS patients showed a depletion of LCs in the tongue mucosa. HIV infection induces cytopathic changes in LCs, contributing to their depletion regardless of the presence of oral infections.

Placental growth factor-1 attenuates vascular endothelial growth factor-A-dependent tumor angiogenesis during beta cell carcinogenesis

Members of the vascular endothelial growth factor (VEGF) family are critical players in angiogenesis and lymphangiogenesis. Although VEGF-A has been shown to exert fundamental functions in physiologic and pathologic angiogenesis, the exact role of the VEGF family member placental growth factor (PlGF) in tumor angiogenesis has remained controversial. To gain insight into PlGF function during tumor angiogenesis, we have generated transgenic mouse lines expressing human PlGF-1 in the beta cells of the pancreatic islets of Langerhans (Rip1PlGF-1). In single-transgenic Rip1PlGF-1 mice, intra-insular blood vessels are found highly dilated, whereas islet physiology is unaffected. Upon crossing of these mice with the Rip1Tag2 transgenic mouse model of pancreatic beta cell carcinogenesis, tumors of double-transgenic Rip1Tag2;Rip1PlGF-1 mice display reduced growth due to attenuated tumor angiogenesis. The coexpression of transgenic PlGF-1 and endogenous VEGF-A in the beta tumor cells of double-transgenic animals causes the formation of low-angiogenic hPlGF-1/mVEGF-A heterodimers at the expense of highly angiogenic mVEGF-A homodimers resulting in diminished tumor angiogenesis and reduced tumor infiltration by neutrophils, known to contribute to the angiogenic switch in Rip1Tag2 mice. The results indicate that the ratio between the expression levels of two members of the VEGF family of angiogenic factors, PlGF-1 and VEGF-A, determines the overall angiogenic activity and, thus, the extent of tumor angiogenesis and tumor growth.

Investigation of mechanisms involved in ultraviolet B radiation-induced, T cell -mediated immune suppression

Cutaneous exposure to ultraviolet-B radiation (UVR) results in the suppression of cell-mediated immune responses such as contact hypersensitivity (CHS) and delayed-type hypersensitivity (DTH). This modulation of immune responses is mediated by local or systemic mechanisms, both of which are associated with the generation of antigen-specific suppressor T lymphocytes (Ts). UV-induced Ts have been shown to be CD3+CD4+CD8 − T cells that control multiple immunological pathways. However, the precise mechanisms involved in the generation and function of these immunoregulatory cells remain unclear. We investigated the cellular basis for the generation of UV-induced Ts lymphocytes in both local and systemic models of immune suppression, and further examined the pleiotrophic function of these immunoregulatory cells. ^ We used Thy1.1 and Thy1.2 congenic mice in a draining lymph node (DLN) cell transfer model to analyze the role played by epidermal Langerhans cells in the generation of Ts cells. We demonstrate that T cells tightly adhered to antigen-presenting cells (APC) from UV-irradiated skin are the direct progenitors of UV-induced Ts lymphocytes. Our studies also reveal that UV-induced DNA-damage in the form of cyclobutyl pyrimidine dimers (CPD) in the epidermal APC is crucial for the altered maturation of these adherent T cells into Ts. ^ We used TCR transgenic mice in an adoptive transfer model and physically tracked the antigen-specific clones during immune responses in unirradiated versus UV-irradiated mice. We demonstrate that UV-induced Ts and effector TDTH cells share the same epitope specificity, indicating that both cell populations arise from the same clonal progenitors. UVR also causes profound changes in the localization and proliferation of antigen-specific T cells during an immune response. Antigen-specific T cells are not detectable in the DLNs of UV-irradiated mice after 3 days post-immunization, but are found in abundance in the spleen. In contrast, these clones continue to be found in the DLNs and spleens of normal animals several days post-immunization. Our studies also reveal that a Th2 cytokine environment is essential for the generation of Ts in UV-irradiated mice. ^ The third part of our study examined the pleiotrophic nature of UV-induced Ts. We used a model for the induction of both cellular and humoral responses to human gamma-globulin (HGG) to demonstrate that UV-induced Ts lymphocytes can suppress DTH as well as antibody responses. (Abstract shortened by UMI.) ^