Transcriptional Response to Hypoxia in the Aquatic Fungus Blastocladiella emersonii

Global gene expression analysis was carried out with Blastocladiella emersonii cells subjected to oxygen deprivation (hypoxia) using cDNA microarrays. In experiments of gradual hypoxia (gradual decrease in dissolved oxygen) and direct hypoxia (direct decrease in dissolved oxygen), about 650 differentially expressed genes were observed. A total of 534 genes were affected directly or indirectly by oxygen availability, as they showed recovery to normal expression levels or a tendency to recover when cells were reoxygenated. In addition to modulating many genes with no putative assigned function, B. emersonii cells respond to hypoxia by readjusting the expression levels of genes responsible for energy production and consumption. At least transcriptionally, this fungus seems to favor anaerobic metabolism through the upregulation of genes encoding glycolytic enzymes and lactate dehydrogenase and the downregulation of most genes coding for tricarboxylic acid (TCA) cycle enzymes. Furthermore, genes involved in energy-costly processes, like protein synthesis, amino acid biosynthesis, protein folding, and transport, had their expression profiles predominantly down-regulated during oxygen deprivation, indicating an energy-saving effort. Data also revealed similarities between the transcriptional profiles of cells under hypoxia and under iron(II) deprivation, suggesting that Fe(2+) ion could have a role in oxygen sensing and/or response to hypoxia in B. emersonii. Additionally, treatment of fungal cells prior to hypoxia with the antibiotic geldanamycin, which negatively affects the stability of mammalian hypoxia transcription factor HIF-1 alpha, caused a significant decrease in the levels of certain upregulated hypoxic genes.

Global Gene Expression Analysis during Sporulation of the Aquatic Fungus Blastocladiella emersonii

The Blastocladiella emersonii life cycle presents a number of drastic biochemical and morphological changes, mainly during two cell differentiation stages: germination and sporulation. To investigate the transcriptional changes taking place during the sporulation phase, which culminates with the production of the zoospores, motile cells responsible for the dispersal of the fungus, microarray experiments were performed. Among the 3,773 distinct genes investigated, a total of 1,207 were classified as differentially expressed, relative to time zero of sporulation, at at least one of the time points analyzed. These results indicate that accurate transcriptional control takes place during sporulation, as well as indicating the necessity for distinct molecular functions throughout this differentiation process. The main functional categories overrepresented among upregulated genes were those involving the microtubule, the cytoskeleton, signal transduction involving Ca(2+), and chromosome organization. On the other hand, protein biosynthesis, central carbon metabolism, and protein degradation were the most represented functional categories among downregulated genes. Gene expression changes were also analyzed in cells sporulating in the presence of subinhibitory concentrations of glucose or tryptophan. Data obtained revealed overexpression of microtubule and cytoskeleton transcripts in the presence of glucose, probably causing the shape and motility problems observed in the zoospores produced under this condition. In contrast, the presence of tryptophan during sporulation led to upregulation of genes involved in oxidative stress, proteolysis, and protein folding. These results indicate that distinct physiological pathways are involved in the inhibition of sporulation due to these two classes of nutrient sources.

Estudo eritroleucométrico e proteinograma sérico do sangue do cordão umbilical e jugular de eqüinos ao nascimento e de suas respectivas mães

Colheram-se amostras de sangue do cordão umbilical (SCU) e do sangue circulante de cinco eqüinos neonatos, imediatamente após o nascimento, e o sangue da própria mãe, utilizando-se um sistema a vácuo. O material foi submetido à contagem global de hemácias e leucócitos e à determinação do volume globular e da concentração de hemoglobina; à contagem diferencial de leucócitos em esfregaços sangüíneos; e ao cálculo dos índices eritrocitométricos. Foram realizadas a dosagem de proteínas séricas totais e a eletroforese das proteínas séricas em gel de agarose. Não houve diferenças significativas entre os parâmetros do SCU e do sangue da jugular dos potros. No SCU dos potros observaram-se valores mais elevados para contagem global de hemácias (9,75x10(6)/µl), dosagem de hemoglobina (14,65g/dl) e concentração de hemoglobina corpuscular média (37,23g/dl); e valores menores para volume corpuscular médio (40,50fl), proteína total (4,37g/dl), alfa-globulinas (0,65g/dl), beta-globulinas (1,10g/dl), gama-globulinas (0g/dl) e contagens global (5,40 x 10³/µl) e diferencial de leucócitos, exceto contagem de neutrófilos bastonetes e monócitos, quando comparados com os valores obtidos no sangue de suas mães.

Interleucina-9 estimula a expressão de CCL17/TARC em células epiteliais de pulmão murino

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Citologia aspirativa com agulha fina e histopatologia: valor e significado para o diagnóstico e prognóstico do câncer de mama em cadelas

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FMVZ

The imbalance between Treg and Th17 cells caused by FTY720 treatment in skin allograft rejection

OBJECTIVES: FTY720 modulates CD4(+)T cells by the augmentation of regulatory T cell activity, secretion of suppressive cytokines and suppression of IL-17 secretion by Th17 cells. To further understand the process of graft rejection/acceptance, we evaluated skin allograft survival and associated events after FTY720 treatment. METHODS: F1 mice (C57BL/6xBALB/c) and C57BL/6 mice were used as donors for and recipients of skin transplantation, respectively. The recipients were transplanted and either not treated or treated with FTY720 by gavage for 21 days to evaluate the allograft survival. In another set of experiments, the immunological evaluation was performed five days post-transplantation. The spleens, axillary lymph nodes and skin allografts of the recipient mice were harvested for phenotyping (flow cytometry), gene expression (real-time PCR) and cytokine (Bio-Plex) analysis. RESULTS: The FTY720 treatment significantly increased skin allograft survival, reduced the number of cells in the lymph nodes and decreased the percentage of Tregs at this site in the C57BL/6 recipients. Moreover, the treatment reduced the number of graft-infiltrating cells and the percentage of CD4(+) graft-infiltrating cells. The cytokine analysis (splenocytes) showed decreased levels of IL-10, IL-6 and IL-17 in the FTY720-treated mice. We also observed a decrease in the IL-10, IL-6 and IL-23 mRNA levels, as well as an increase in the IL-27 mRNA levels, in the splenocytes of the treated group. The FTY720-treated mice exhibited increased mRNA levels of IL-10, IL-27 and IL-23 in the skin graft. CONCLUSIONS: Our results demonstrated prolonged but not indefinite skin allograft survival by FTY720 treatment. This finding indicates that the drug did not prevent the imbalance between Tr1 and Th17 cells in the graft that led to rejection.

Cellular Infiltrates and NF kappa B Subunit c-Rel Signaling in Kidney Allografts of Patients With Clinical Operational Tolerance

Background. Nuclear factor kappa B (NF kappa B) plays a potential role in tolerance by orchestrating onset and resolution of inflammation and regulatory T cell differentiation through subunit c-Rel. We characterized cellular infiltrates and expression of NF kappa B1, c-Rel and its upstream regulators phosphatidylinositol 3-kinase/RAC-alpha serine/threonine kinase, in allograft biopsies from patients with spontaneous clinical operational tolerance (COT). Methods. Paraffin-fixed kidney allograft biopsies from 40 patients with COT (n=4), interstitial rejection (IR; n=12), borderline changes (BC; n=12), and long-term allograft function without rejection (NR; n=12) were used in the study. Cellular infiltrates and immunohistochemical expression of key proteins of the NF kappa B pathway were evaluated in the cortical tubulointerstitium and in cellular infiltrates using digital image analysis software. Results were given as mean +/- SEM. Results. Biopsies from patients with COT exhibited a comparable amount of cellular infiltrate to IR, BC, and NR (COT, 191 +/- 81; IR, 291 +/- 62; BC, 178 +/- 45; and NR, 210 +/- 42 cells/mm(2)) but a significantly higher proportion of forkhead box P3-positive cells (COT, 11%+/- 1.7%; IR, 3.5%+/- 0.70%; BC, 3.4%+/- 0.57%; and NR, 3.7%+/- 0.78% of infiltrating cells; P=0.02). c-Rel expression in cellular infiltrates was significantly elevated in IR, BC, and NR when analyzing the number of positive cells per mm(2) (P=0.02) and positive cells per infiltrating cells (P=0.04). In contrast, tubular PI3K and c-Rel expression were significantly higher in IR and BC but not in NR compared with COT (P=0.03 and P=0.006, respectively). With RAC-alpha serine-threonine kinase, similar tendencies were observed (P=0.2). Conclusions. Allografts from COT patients show significant cellular infiltrates but a distinct expression of proteins involved in the NF kappa B pathway and a higher proportion of forkhead box P3-positive cells.

Vascular endothelial growth factor A (VEGFA) modulates bovine placenta steroidogenesis in vitro

Our objectives were to investigate the possible role of VEGFA in bovine placenta steroid synthesis and to determine whether cloned derived placental cells present similar responses as non-cloned ones. Placental cells from cloned (term) and non-cloned (days 90, 150, 210 and term) pregnancies were isolated and treated with VEGFA (50 ng/ml) for 24, 48 or 96 h. Progesterone (P-4) and estrone sulfate (E1S) were assessed by RIA, while aromatase P450-positive cells were quantified using the point counting test. The percentages of steroidogenic and non-steroidogenic populations were determined by flow cytometry. VEGFA augmented or decreased P-4 and E1S concentrations as well as aromatase P450-positive cell density, depending on gestational age and time in culture. The percentage of steroidogenic cells was lower than that of non-steroidogenic ones for each culture time (P < 0.05). VEGFA treatment did not change the proportion of steroidogenic and non-steroidogenic cells. Placental cells derived from cloned pregnancies presented higher concentrations of E1S and P4 than the non-cloned group. However, aromatase P450-positive cells were similar between groups (P > 0.05). VEGFA treatment altered P-4 and E1S levels in placental cells depending on type of gestation. These results suggest that VEGFA acts locally in the bovine placenta to modulate steroidogenesis during gestation, but in a different pattern between cloned and non-cloned derived placental cells at term. Therefore, this factor can be considered an important regulator of placental development and function. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Protection conferred by heterologous vaccination against tuberculosis is dependent on the ratio of CD4(+)/CD4(+) Foxp3(+) cells

CD4(+) Foxp3(+) regulatory T cells inhibit the production of interferon-?, which is the major mediator of protection against Mycobacterium tuberculosis infection. In this study, we evaluated whether the protection conferred by three different vaccines against tuberculosis was associated with the number of spleen and lung regulatory T cells. We observed that after homologous immunization with the 65 000 molecular weight heat-shock protein (hsp 65) DNA vaccine, there was a significantly higher number of spleen CD4(+) Foxp3(+) cells compared with non-immunized mice. Heterologous immunization using bacillus Calmette Guerin (BCG) to prime and DNA-hsp 65 to boost (BCG/DNA-hsp 65) or BCG to prime and culture filtrate proteins (CFP)-CpG to boost (BCG/CFP-CpG) induced a significantly higher ratio of spleen CD4(+)/CD4(+) Foxp3(+) cells compared with non-immunized mice. In addition, the protection conferred by either the BCG/DNA-hsp 65 or the BCG/CFP-CpG vaccines was significant compared with the DNA-hsp 65 vaccine. Despite the higher ratio of spleen CD4(+)/CD4(+) Foxp3(+) cells found in BCG/DNA-hsp 65-immunized or BCG/CFP-CpG-immunized mice, the lungs of both groups of mice were better preserved than those of DNA-hsp 65-immunized mice. These results confirm the protective efficacy of BCG/DNA-hsp 65 and BCG/CFP-CpG heterologous prime-boost vaccines and the DNA-hsp 65 homologous vaccine. Additionally, the prime-boost regimens assayed here represent a promising strategy for the development of new vaccines to protect against tuberculosis because they probably induce a proper ratio of CD4(+) and regulatory (CD4(+) Foxp3(+)) cells during the immunization regimen. In this study, this ratio was associated with a reduced number of regulatory cells and no injury to the lungs.

Early skin immunological disturbance after Plasmodium-infected mosquito bites

Although the role of regulatory T cells (Tregs) during malaria infection has been studied extensively, such studies have focused exclusively on the role of Treg during the blood stage of infection; little is known about the detailed mechanisms of Tregs and sporozoite deposition in the dermis by mosquito bites. In this paper we show that sporozoites introduced into the skin by mosquito bites increase the mobility of skin Tregs and dendritic cells (DCs). We also show differences in MHC class II and/or C086 expression on skin-resident dendritic cell subtypes and macrophages. From the observed decrease of the number of APCs into draining lymph nodes, suppression of CD28 expression in conventional CD4 T cells, and a low homeostatic proliferation of skin-migrated CD4 T found in nude mice indicate that Tregs may play a fundamental role during the initial phase of malaria parasite inoculation into the mammalian host. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Untersuchung der Modulation adaptiver Immunantworten in Abhängigkeit der Reifung dendritischer Zellen

Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Bildung von DALIS während der Reifung von dendritischen Zellen untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass die DALIS-Bildung mit dem Aktivierungszustand der Zelle eng verknüpft ist. Es konnten verschiedene Hitzeschockproteine in Zusammenhang mit der DaLIS-Bildung gebracht werden und ein Molekül der Siganlgebung identifiziert werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Veränderung von dendritischen Zellen in Anwesenheit von regulatorischen T-Zellen untersucht. Hierbei zeigte sich, dass zwischen den Zellen Gap Junctions entstehen, durch die cAMP von den regulatorischen T-Zellen auf die dendritischen Zellen übertragen werden kann. Weiter konnte gezeigt werden, dass regulatorische T-Zellen IL-10 sezernieren und so die dendritischen Zellen inhibieren.

Analyse humaner regulatorischer T-Zellen im humanisierten Mausmodell

Regulatorische T-Zellen sind essentiell für die Aufrechterhaltung der peripheren Toleranz. Hierbei sorgen diese hocheffektiven Suppressorzellen für ein immunologisches Gleichgewicht, indem sie Immunantworten gegen Autoantigene sowie harmlose Nahrungs- und Umweltantigene verhindern. Andererseits können diese bei chronischen Infekten Immunantworten reduzieren sowie effektive Antitumor-Immunantworten hemmen. Aufgrund ethischer Erwägungen ist die Erforschung regulatorischer T-Zellen und deren Rolle bei der Tumorentwicklung weitestgehend auf Mausmodelle oder humane in vitro oder ex vivo Analysen beschränkt. Um diese Limitationen zu überwinden und translationale immunologische Experimente zu ermöglichen, wurde hier ein humanisiertes Mausmodell verwendet. T- und B-Zell-defiziente NOD-scid IL2Rgammanull (NSG) Mäuse wurden mit humanen CD34+ hämatopoetischen Stammzellen aus Nabelschnurblut rekonstituiert. Aus diesen Stammzellen entstanden in den Tieren vielfältige humane Immunzellen. Im murinen Thymus der NSG Tiere entwickelten sich CD4+ und CD8+ einzelpositive T-Zellen, welche als funktionelle Effektorpopulationen in die Peripherie auswanderten. Humane regulatorische T-Zellen (CD4+ CD25+ Foxp3+ CD127-) entwickelten sich ebenfalls im murinen Thymus der Tiere und machten ca. 10% der humanen peripheren CD4+ T-Zellen in den Mäusen aus. Diese humanen regulatorischen T-Zellen zeigten vorwiegend einen HLA-DR+ Phänotyp, welcher mit höchster Suppressivität assoziiert ist. Weiter verhielten sich die regualtorischen T-Zellen anergisch und bewiesen ihre Funktionalität unter anderem durch die Inhibition der Proliferation von Effektor-T-Zellen in vitro. rnSubkutan injizierte Tumorzellen eines humanen undifferenzierten pleomorphen Sarkoms wurden in den humanisierten Mäusen nicht abgestoßen und der Tumor konnte, trotz Infiltration humaner Immunzellen, ungehindert wachsen. Als mögliche Ursache hierfür zeigte sich die selektive Akkumulation regulatorischer T-Zellen im Tumor. Zusammen mit dem erhöhten Anteil humaner regulatorischer T-Zellen in der Peripherie, weisen diese Beobachtungen deutliche Parallelen mit Befunden aus humanen Patienten auf. Dies bietet somit erstmalig die Option in vivo die Rolle humaner regulatorischer T-Zellen im undifferenzierten pleomorphen Sarkom zu analysieren. Die hier gezeigten Daten machen deutlich, dass es das humanisierte Mausmodell ermöglicht, die Entstehung und Funktion humaner regulatorischer T-Zellen in vivo zu analysieren, deren Bedeutung in klinisch relevanten Modellen zu charakterisieren und somit innovative Therapien zu etablieren.

Evaluation zellulärer Mechanismen der allergen-spezifischen Immuntherapie in einem chronischen Modell der allergischen Atemwegsentzündung

Klinische Studien haben gezeigt, dass die allergenspezifische Immuntherapie (SIT) eine effektive Therapieoption für allergische Erkrankungen ist. Obwohl dieses Therapieverfahren seit über 100 Jahren existiert, sind die zugrunde liegenden Suppressionsmechanismen jedoch nicht vollständig verstanden. Bisher wird angenommen, dass der Behandlungserfolg der SIT auf einer Blockade durch allergenspezifische Antikörper, einer Verschiebung des Th1-Th2-Gleichgewichtes und/oder auf einer Suppression durch regulatorische T-Zellen (Tregs) basiert. Um die Effekte der SIT in einer chronischen Erkrankung in vivo untersuchen zu können, wurde in dieser Doktorarbeit ein Mausmodell für chronisches Asthma entwickelt, das die Situation im Menschen nach einer SIT nachahmt. rnDurch eine SIT war es möglich, allergeninduzierte Asthmasymptome wie Atemwegshyperreagibilität (AHR), Eosinophilie in der Lunge, IgE-Produktion und Atemwegsentzündung im Modell zu unterdrücken. Bemerkenswert ist, dass durch OVA-spezifische Immuntherapie (OVA-IT) ebenfalls eine Verringerung der strukturellen Veränderungen im Lungengewebe im chronischen Krankheitsverlauf erreicht wurde.rnDes Weiteren wurde in diesem Modell nach den Prozessen gesucht, die für die toleranzinduzierende Wirkung der SIT verantwortlich sein können. Dabei wurde im Vergleich zur Placebo-behandelten Gruppe eine erhöhte Antwort spezifischer IgG1-Antikörper, eine verstärkte Th1-Antwort, sowie eine erhöhte Frequenz von FoxP3+ Tregs und von IL-10-produzierenden T-Zellen (Tr1-Zellen) nach OVA-IT festge-stellt. Zur weiteren Untersuchung der von SIT-induzierten T-Zellantworten wurden Mausmodelle des allergischen Asthmas mit einem akuten Verlauf gewählt.rnDie Bedeutung der Th1-Zellen für die SIT wurde in T-bet-/- Mäusen untersucht, welche aufgrund des Fehlens des Transkriptionsfaktors T-bet keine stabile Th1-Antwort induzieren können. Durch SIT war es möglich, allergeninduzierte Asthmasymptome wie AHR, eosinophile Granulozyten in der Lunge, IgE-Produktion und Atemwegsentzündung in den T-bet-/- Tieren im gleichen Maße wie in den Wildtyptieren zu unterdrücken. Diese Untersuchung zeigte, dass die SIT auch ohne funktionelle Th1-Zellen die allergische Entzündung unterdrücken kann. rnDie Rolle der Tregs für die SIT wurde in DO11.10 Mäusen und DO11.10 RAG-/- Mäusen untersucht. In beiden Stämmen konnte nach SIT eine Induktion OVA-spezifischer Tregs nachgewiesen werden. In DO11.10 RAG-/- Mäusen können durch den Knockout im rag2-Gen keine natürlichen, d.h. im Thymus gereiften, Tregs entstehen. Im Blut von DO11.10 RAG-/- Mäusen war direkt nach Durchführung der OVA-IT eine FoxP3+ Treg-Population detektierbar. Demnach wird durch die OVA-IT eine de-novo-Induktion von FoxP3+ Tregs in Gang gesetzt. In Abwesenheit der natürlichen Tregs zeigte sich weiterhin, dass diese Zellen zur Produktion von IL-10 in T-Zellen und somit zum Erfolg der SIT beitragen.rnDie Rolle der FoxP3+ Tregs bei der SIT wurde in DEREG Mäusen untersucht. Eine Depletion der FoxP3+ Tregs in DEREG Mäusen während der Durchführung der OVA-IT hob die protektiven Effekte der Therapie jedoch nur teilweise auf. rnUm die Rolle des regulatorischen Zytokins IL-10 bei der SIT zu untersuchen, wurde ein blockierender Antikörper gegen den IL-10-Rezeptor (anti-IL-10R) im chronischen Modell des allergischen Asthmas mit SIT angewendet. Anti-IL-10R hob die protektive Wirkung der SIT auf die AHR, die Atemwegsentzündung und die strukturellen Veränderungen im Lungengewebe auf. Somit ist die protektive Wirkung der SIT abhängig vom IL-10-Signalweg.rnZusammenfassend stellt diese Arbeit die Bedeutung der SIT für allergische Erkrankungen heraus. SIT kann durch die positive Beeinflussung der allergiebedingten, strukturellen Veränderungen in der Lunge auch für Asthmapatienten große Vorteile bringen. Die aus Studien bekannten Mechanismen konnten im Modell bestätigt werden und wurden im weiteren Verlauf untersucht. Die Arbeit stellt im Besonderen die Bedeutung der IL-10-produzierenden und FoxP3+ Tregs für die Effektivität der SIT in den Vordergrund. Zudem ist durch die Etablierung eines neuen Mausmodells der SIT für chronisches allergisches Asthma ein Mittel zur weiteren Erforschung der zugrunde liegenden Prozesse dieser erfolgreichen Therapie geschaffen worden. rn