Angiogenic activity of breast cancer patients' monocytes reverted by combined use of systems modeling and experimental approaches.

Angiogenesis plays a key role in tumor growth and cancer progression. TIE-2-expressing monocytes (TEM) have been reported to critically account for tumor vascularization and growth in mouse tumor experimental models, but the molecular basis of their pro-angiogenic activity are largely unknown. Moreover, differences in the pro-angiogenic activity between blood circulating and tumor infiltrated TEM in human patients has not been established to date, hindering the identification of specific targets for therapeutic intervention. In this work, we investigated these differences and the phenotypic reversal of breast tumor pro-angiogenic TEM to a weak pro-angiogenic phenotype by combining Boolean modelling and experimental approaches. Firstly, we show that in breast cancer patients the pro-angiogenic activity of TEM increased drastically from blood to tumor, suggesting that the tumor microenvironment shapes the highly pro-angiogenic phenotype of TEM. Secondly, we predicted in silico all minimal perturbations transitioning the highly pro-angiogenic phenotype of tumor TEM to the weak pro-angiogenic phenotype of blood TEM and vice versa. In silico predicted perturbations were validated experimentally using patient TEM. In addition, gene expression profiling of TEM transitioned to a weak pro-angiogenic phenotype confirmed that TEM are plastic cells and can be reverted to immunological potent monocytes. Finally, the relapse-free survival analysis showed a statistically significant difference between patients with tumors with high and low expression values for genes encoding transitioning proteins detected in silico and validated on patient TEM. In conclusion, the inferred TEM regulatory network accurately captured experimental TEM behavior and highlighted crosstalk between specific angiogenic and inflammatory signaling pathways of outstanding importance to control their pro-angiogenic activity. Results showed the successful in vitro reversion of such an activity by perturbation of in silico predicted target genes in tumor derived TEM, and indicated that targeting tumor TEM plasticity may constitute a novel valid therapeutic strategy in breast cancer.

Undifferentiated and differentiated PC12 cells protected by huprines against injury induced by hydrogen peroxide

Oxidative stress is implicated in the pathogenesis of neurodegenerative disorders and hydrogen peroxide (H2O2) plays a central role in the stress. Huprines, a group of potent acetylcholinesterase inhibitors (AChEIs), have shown a broad cholinergic pharmacological profile. Recently, it has been observed that huprine X (HX) improves cognition in non transgenic middle aged mice and shows a neuroprotective activity (increased synaptophysin expression) in 3xTg-AD mice. Consequently, in the present experiments the potential neuroprotective effect of huprines (HX, HY, HZ) has been analyzed in two different in vitro conditions: undifferentiated and NGF-differentiated PC12 cells. Cells were subjected to oxidative insult (H2O2, 200 µM) and the protective effects of HX, HY and HZ (0.01 µM- 1 µM) were analyzed after a pre-incubation period of 24 and 48 hours. All huprines showed protective effects in both undifferentiated and NGF-differentiated cells, however only in differentiated cells the effect was dependent on cholinergic receptors as atropine (muscarinic antagonist, 0.1 µM) and mecamylamine (nicotinic antagonist, 100 µM) reverted the neuroprotection action of huprines. The decrease in SOD activity observed after oxidative insult was overcome in the presence of huprines and this effect was not mediated by muscarinic or nicotinic receptors. In conclusion, huprines displayed neuroprotective properties as previously observed in in vivo studies. In addition, these effects were mediated by cholinergic receptors only in differentiated cells. However, a non-cholinergic mechanism, probably through an increase in SOD activity, seems to be also involved in the neuroprotective effects of huprines.

TLR3-Mediated CD8+ Dendritic Cell Activation Is Coupled with Establishment of a Cell-Intrinsic Antiviral State.

Because of their unique capacity to cross-present Ags to CD8(+) T cells, mouse lymphoid tissue-resident CD8(+) dendritic cells (DCs) and their migratory counterparts are critical for priming antiviral T cell responses. High expression of the dsRNA sensor TLR3 is a distinctive feature of these cross-presenting DC subsets. TLR3 engagement in CD8(+) DCs promotes cross-presentation and the acquisition of effector functions required for driving antiviral T cell responses. In this study, we performed a comprehensive analysis of the TLR3-induced antiviral program and cell-autonomous immunity in CD8(+) DC lines and primary CD8(+) DCs. We found that TLR3-ligand polyinosinic-polycytidylic acid and human rhinovirus infection induced a potent antiviral protection against Sendai and vesicular stomatitis virus in a TLR3 and type I IFN receptor-dependent manner. Polyinosinic-polycytidylic acid-induced antiviral genes were identified by mass spectrometry-based proteomics and transcriptomics in the CD8(+) DC line. Nanostring nCounter experiments confirmed that these antiviral genes were induced by TLR3 engagement in primary CD8(+) DCs, and indicated that many are secondary TLR3-response genes requiring autocrine IFN-β stimulation. TLR3-activation thus establishes a type I IFN-dependent antiviral program in a DC subtype playing crucial roles in priming adaptive antiviral immune responses. This mechanism is likely to shield the priming of antiviral responses against inhibition or abrogation by the viral infection. It could be particularly relevant for viruses detected mainly by TLR3, which may not trigger type I IFN production by DCs that lack TLR3, such as plasmacytoid DCs or CD8(-) DCs.

Immunomodulatory effect of mesenchymal stem cells on B cells

The research on T cell immunosuppression therapies has attracted most of the attention in clinical transplantation. However, B cells and humoral immune responses are increasingly acknowledged as crucial mediators of chronic allograft rejection. Indeed, humoral immune responses can lead to renal allograft rejection even in patients whose cell-mediated immune responses are well controlled. On the other hand, newly studied B cell subsets with regulatory effects have been linked to tolerance achievement in transplantation. Better understanding of the regulatory and effector B cell responses may therefore lead to new therapeutic approaches. Mesenchymal stem cells (MSC) are arising as a potent therapeutic tool in transplantation due to their regenerative and immunomodulatory properties.The research on MSCs has mainly focused on their effects onT cells and although data regarding the modulatory effects of MSCs on alloantigen-specific humoral response in humans is scarce, it has been demonstrated that MSCs significantly affect B cell functioning. In the present review we will analyze and discuss the results in this field.

Product placement in integrated marketing communications strategy

Perinteisten markkinointiviestintäkanavien menettäessä jatkuvasti tehoaan mediakentän ja kohderyhmien sirpaloituessa yhä pienempiin yksiköihin markkinointiorganisaatiot etsivät vaihtoehtoisia tapoja tavoittaakseen kohdeyleisönsä. Yksi vaihtoehtoinen markkinointiviestintäkeino on tuotesijoittelu (product placement), jossa (merkki)tuotteita sijoitetaan erilaisten viihdetuotantojen, kuten elokuvien, televisio-ohjelmien ja tietokonepelien, tarinan yhteyteen, jotta yhä medialukutaitoisempi kohdeyleisö ei pystyisi välttämään kaupallista viestiä esimerkiksi vaihtamalla televisiokanavaa tai kääntämällä lehden sivua. Koska tuote on sijoitettu kerrottavan tarinan sisään, markkinointiviestin — eli tuotteen havaitsemisen — välttäminen on huomattavasti vaikeampaa kuin perinteisten markkinointiviestintämenetelmien kohdalla. Lisäksi, sijoitellut tuotteet ovat tavallisesti kiinteässä yhteydessä tarinan juonen ja henkilöhahmojen kanssa siten, että tuote saa näistä yhteyksistä positiivista vahvistusta imagolleen. Pro Gradu-tutkielman tarkoituksena oli selvittää tuotesijoittelun käyttökelpoisuutta markkinointiviestinnässä sekä miten kulutushyödykemarkkinoijat voivat hyödyntää menetelmää markkinointiviestintästrategioissaan. Tuotesijoittelun poikkeava luonne markkinointiviestintävälineenä tuotti kysymyksen miten tuotesijoittelua voitaisiin hyödyntää yhteistyössä muiden markkinointiviestintäkeinojen kanssa. Tätä varten tutkimuksessa tuotesijoittelu yhdistettiin integroidun markkinointiviestinnän (IMC) viitekehykseen. IMC-konsepti syntyi markkinointiviestinnässä vastaamaan samaan tarpeeseen kuin tuotesijoittelukin: pirstaloitunut mediakenttä ja yksittäiset kohderyhmät vaativat kehittyneempää ja yhtenäisempää markkinointiviestinnän suunnittelua ja toteutusta. Tutkimuksen johtopäätöksenä tuotesijoittelu todettiin käyttökelpoiseksi markkinointiviestintäkeinoksi mikäli viestinnän tavoitteena on muu kuin tuotteen myyntiin suorasti vaikuttaminen. Tuotesijoittelu on sen sijaan erittäin tehokas tuotetietoisuuden lisäämisessä, erityisesti tunnistamisen kohdalla. Tuotesijoittelu voi myös tuottaa suoran ostotarpeen mutta tällöin viestin vastaanottajalla täytyy olla vallitseva tarve kyseisen tuoteryhmän osalta ennen altistumista ko. markkinointiviestille. Tuotesijoittelu voidaan sisällyttää IMC-suunnitteluprosessiin markkinointiviestintästrategian kiinteänä osana. Integraatio markkinointiviestinnässä siten, että tuotesijoittelua tuettaisiin muilla viestintäkeinoilla yhtenäisen kampanjan kehittämiseksi on kuitenkin paljon ennakoitua harvinaisempaa, johtuen ehkä eniten tuotesijoittelun poikkeuksellisesta luonteesta ja kyseisen viestintämuodon vaikeasta hallittavuudesta markkinoijan taholta. Tutkimus toteutettiin normatiivisena case-tutkimuksena pääasiassa sekundäärisiä tietolähteitä hyödyntäen. Case-tutkimuksia varten kerättiin primääristä tietoa kyselylomakkeella kahdesta tuotesijoittelua käyttävästä kansainvälisestä yhtiöstä, jonka lisäksi myös sekundäärisiä tietolähteitä hyödynnettiin case-osan tiedonkeruussa.

Optimising approaches to active immunotherapy of cancer

The design of therapeutic cancer vaccines is aimed at inducing high numbers and potent T cells that are able to target and eradicate malignant cells. This calls for close collaboration between cells of the innate immune system, in particular dendritic cells (DCs), and cells of the adaptive immune system, notably CD4+ helper T cells and CD8+ cytotoxic T cells. Therapeutic vaccines are aided by adjuvants, which can be, for example, Toll¬like Receptor agonists or agents promoting the cytosolic delivery of antigens, among others. Vaccination with long synthetic peptides (LSPs) is a promising strategy, as the requirement for their intracellular processing will mainly target LSPs to professional antigen presenting cells (APCs), hence avoiding the immune tolerance elicited by the presentation of antigens by non-professional APCs. The unique property of antigen cross-processing and cross-presentation activity by DCs plays an important role in eliciting antitumour immunity given that antigens from engulfed dead tumour cells require this distinct biological process to be processed and presented to CD8+T cells in the context of MHC class I molecules. DCs expressing the XCR1 chemokine receptor are characterised by their superior capability of antigen cross- presentation and priming of highly cytotoxic T lymphocyte (CTL) responses. Recently, XCR1 was found to be also expressed in tissue-residents DCs in humans, with a simitar transcriptional profile to that of cross- presenting murine DCs. This shed light into the value of harnessing this subtype of XCR1+ cross-presenting DCs for therapeutic vaccination of cancer. In this study, we explored ways of adjuvanting and optimising LSP therapeutic vaccinations by the use, in Part I, of the XCLl chemokine that selectively binds to the XCR1 receptor, as a mean to target antigen to the cross-presenting XCR1+ DCs; and in Part II, by the inclusion of Q.S21 in the LSP vaccine formulation, a saponin with adjuvant activity, as well as the ability to promote cytosolic delivery of LSP antigens due to its intrinsic cell membrane insertion activity. In Part I, we designed and produced XCLl-(OVA LSP)-Fc fusion proteins, and showed that their binding to XCR1+ DCs mediate their chemoattraction. In addition, therapeutic vaccinations adjuvanted with XCLl-(OVA LSP)-Fc fusion proteins significantly enhanced the OVA-specific CD8+ T cell response, and led to complete tumour regression in the EL4-OVA model, and significant control of tumour growth in the B16.0VA tumour model. With the aim to optimise the co-delivery of LSP antigen and XCLl to skin-draining lymph nodes we also tested immunisations using nanoparticle (NP)-conjugated OVA LSP in the presence or absence of XCLl chemokine. The NP-mediated delivery of LSP potentiated the CTL response seen in the blood of vaccinated mice, and NP-OVA LSP vaccine in the presence of XCLl led to higher blood frequencies of OVA-specific memory-precursor effector cells. Nevertheless, in these settings, the addition XCLl to NP-OVA LSP vaccine formulation did not increase its antitumour therapeutic effect. In the Part II, we assessed in HLA-A2/DR1 mice the immunogenicity of the Melan-AA27L LSP or the Melan-A26. 35 AA27l short synthetic peptide (SSP) used in conjunction with the saponin adjuvant QS21, aiming to identify a potent adjuvant formulation that elicits a quantitatively and qualitatively strong immune response to tumour antigens. We showed a high CTL immune response elicited by the use of Melan-A LSP or SSP with QS21, which both exerted similar killing capacity upon in vivo transfer of target cells expressing the Melan-A peptide in the context of HLA-A2 molecules. However, the response generated by the LSP immunisation comprised higher percentages of CD8+T cells of the central memory phenotype (CD44hl CD62L+ and CCR7+ CD62L+) than those of SSP immunisation, and most importantly, the strong LSP+QS21 response was strictly CD4+T cell-dependent, as shown upon CD4 T cell depletion. Altogether, these results suggest that both XCLl and QS21 may enhance the ability of LSP to prime CD8 specific T cell responses, and promote a long-term memory response. Therefore, these observations may have important implications for the design of protein or LSP-based cancer vaccines for specific immunotherapy of cancer -- Les vacans thérapeutiques contre le cancer visent à induire une forte et durable réponse immunitaire contre des cellules cancéreuses résiduelles. Cette réponse requiert la collaboration entre le système immunitaire inné, en particulier les cellules dendrites (DCs), et le système immunitaire adaptatif, en l'occurrence les lymphocytes TCD4 hdper et CD8 cytotoxiques. La mise au point d'adjuvants et de molécules mimant un agent pathogène tels les ligands TLRs ou d'autres agents facilitant l'internalisation d'antigènes, est essentielle pour casser la tolérance du système immunitaire contre les cellules cancéreuses afin de générer une réponse effectrice et mémoire contre la tumeur. L'utilisation de longs peptides synthétiques (LSPs) est une approche prometteuse du fait que leur présentation en tant qu'antigénes requiert leur internalisation et leur transformation par les cellules dendrites (DCs, qui sont les mieux à même d'éviter la tolérance immunitaire. Récemment une sous-population de DCs exprimant le récepteur XCR1 a été décrite comme ayant une capacité supérieure dans la cross-présentation d'antigènes, d'où un intérêt à développer des vaccins ciblant les DCs exprimant le XCR1. Durant ma thèse de doctorat, j'ai exploré différentes approches pour optimiser les vaccins avec LSPs. La première partie visait à cibler les XCR1-DCs à l'aide de la chemokine XCL1 spécifique du récepteur XCR1, soit sou s la forme de protéine de fusion XCL1-OVA LSP-Fc, soit associée à des nanoparticules. La deuxième partie a consisté à tester l'association des LSPs avec I adjuvant QS21 dérivant d'une saponine dans le but d'optimiser l'internalisation cytosolique des longs peptides. Les protéines de fusion XCLl-OVA-Fc développées dans la première partie de mon travail, ont démontré leur capacité de liaison spécifique sur les XCRl-DCs associée à leur capacité de chemo-attractio. Lorsque inclues dans une mmunisation de souris porteuse de tumeurs établies, ces protéines de fusion XCL1-0VA LSP-Fc et XCLl-Fc plus OVA LSP ont induites une forte réponse CDS OVA spécifique permettant la complète régression des tumeurs de modèle EL4- 0VA et un retard de croissance significatif de tumeurs de type B16-0VA. Dans le but d'optimiser le drainage des LSPs vers es noyaux lymphatiques, nous avons également testé les LSPs fixés de manière covalente à des nanoparticules co- injectees ou non avec la chemokine XCL1. Cette formulation a également permis une forte réponse CD8 accompagnée d'un effet thérapeutique significatif, mais l'addition de la chemokine XCL1 n'a pas ajouté d'effet anti-tumeur supplémentaire. Dans la deuxième partie de ma thèse, j'ai comparé l'immunogénicité de l'antigène humain Melan A soit sous la forme d un LSP incluant un épitope CD4 et CD8 ou sous la forme d'un peptide ne contenant que l'épitope CD8 (SSP) Les peptides ont été formulés avec l'adjuvant QS21 et testés dans un modèle de souris transgéniques pour les MHC let II humains, respectivement le HLA-A2 et DR1. Les deux peptides LSP et SSP ont généré une forte réponse CD8 similaire assoc.ee a une capacité cytotoxique équivalente lors du transfert in vivo de cellules cibles présentant le peptide SSP' Cependant les souris immunisées avec le Melan A LSP présentaient un pourcentage plus élevé de CD8 ayant un Phénotype «centra, memory» (CD44h' CD62L+ and CCR7+ CD62L+) que les souris immunisées avec le SSP, même dix mois après I'immunisation. Par ailleurs, la réponse CD8 au Melan A LSP était strictement dépendante des lymphocytes CD4, contrairement à l'immunisation par le Melan A SSP qui n'était pas affectée. Dans l'ensemble ces résultats suggèrent que la chemokine XCL1 et l'adjuvant QS21 améliorent la réponse CD8 à un long peptide synthétique, favorisant ainsi le développement d'une réponse anti-tumeur mémoire durable. Ces observations pourraient être utiles au développement de nouveau vaccins thérapeutiques contre les tumeurs.

The effects of cocoa on the immune system

Cocoa is a food relatively rich in polyphenols, which makes it a potent antioxidant. Due to its activity as an antioxidant, as well as through other mechanisms, cocoa consumption has been reported to be beneficial for cardiovascular health, brain functions, and cancer prevention. Furthermore, cocoa influences the immune system, in particular the inflammatory innate response and the systemic and intestinal adaptive immune response. Preclinical studies have demonstrated that a cocoa-enriched diet modifies T-cell functions that conduce to a modulation of the synthesis of systemic and gut antibodies. In this regard, it seems that a cocoa diet in rats produces changes in the lymphocyte composition of secondary lymphoid tissues and the cytokines secreted by T cells. These results suggest that it is possible that cocoa could inhibit the function of Th2 cells, and in line with this, the preventive effect of cocoa on IgE synthesis in a rat allergy model has been reported, which opens up new perspectives when considering the beneficial effects of cocoa compounds. On the other hand, cocoa intake modifies the functionality of gut-associated lymphoid tissue by means of modulating IgA secretion and intestinal microbiota. The mechanisms involved in these influences are discussed here. Further research may elucidate the cocoa compounds involved in such an effect and also the possible medical approaches to these repercussions

Development of novel immunotherapies against bladder cancer

Le cancer de la vessie est le deuxième cancer urologique le plus fréquent dans le monde. La plupart des patients (75%) sont initialement diagnostiqués avec un cancer non musculo- invasif. Après résection trans-urétrale, ie traitement standard pour ce type de lésion chez les patients présentant un risque important de récidive/progression consiste en une série d'instillations intravésicales du Bacille de Calmette-Guerin (i.e. le vaccin BCG). Cependant cette "BCG thérapie" est associée à des effets secondaires non négligeables et s'avère inefficace dans 30% des cas, des limitations donc importantes qui soulignent la nécessité de développer des stratégies thérapeutiques alternatives. L'utilisation d'antigènes associés aux tumeurs (TAA) comme vaccin, combinée à une application locale d'immunostimulants sur le site tumoral, est une approche prometteuse en vue de maximiser les réponses immunitaires anti-tumorales localement. Nous montrons que la bactérie vivante atténuée Ty21a, issue du vaccin Vivotif® contre la fièvre typhoïde, peut être utilisée comme immunostimulant intravésical (IVES), mais ce uniquement dans le cas où la bactérie est en phase exponentielle de croissance (Vivotif exp). En effet, l'instillation IVES de Vivotif exp à la suite d'une vaccination par un TAA, un antigène mineur d'histocompatibilité mâle H-Y (Uty), permet d'augmenter de 15 fois le nombre de cellules T CD8 totales et spécifiques de l'antigène dans la vessie. Le recrutement des cellules T est TLR4-dépendent, ce qui suggère un rôle des lipopolysaccharides du Vivotif exp. Par ailleurs, en comparaison avec le contenu bactérien de la capsule de Vivotif, les bactéries en phase exponentielle de croissance permettent également une augmentation préférentielle des chemokines C5/C5a, CXCL1, CXCL2 et CXCL5 dans la vessie, mais pas du nombre de cellules T exprimant les récepteurs apparentés (C5aR et CXCR2). De plus, combiner la vaccination Uty avec le Vivotif exp en IVES permet d'améliorer la survie des souris présentant une tumeur orthotopique de la vessie exprimant l'antigène Uty (lignée tumorale murine MB49). Puisque pour certains cancers, aucun TAA - du moins exprimé à tous les stades tumoraux - n'est identifié, il est nécessaire de développer d'autres approches non vaccinales. Dans une deuxième partie de ce travail de thèse, nous avons donc investigué deux stratégies permettant d'induire une destruction des cellules tumorales, la thérapie génique par gène de suicide, d'une part, et la thérapie photodynamique dans le proche infrarouge (NIR-PDT), d'autre part. Pour appliquer ces thérapies, nous avons utilisé comme vecteur sûr et non toxique une forme non réplicative du virus du « Human Papillomavirus » (HPV) capable de "pseudo-infecter" préférentiellement les souris présentant des tumeurs vésicales (MB49). L'utilisation de pseudovirions (PsV) HPV portant comme gène suicide la thymidine kinase, une enzyme du virus de l'herpès simplex, suivi d'un traitement par la prodrogue Ganciclovir, permet de tuer 90% des cellules MB49 in-vitro ainsi que de ralentir significativement le développement des tumeurs vésicales in-vivo. Par ailleurs, l'emploi de particules pseudo- virales HPV couplées à la phtalocyanine IR700, un pigment photosensible présentant un pouvoir cytotoxique une fois activé, permet de tuer, après application d'une lumière dans le proche infrarouge, quasi 100% des cellules MB49 in-vitro et, plus important, de régresser des tumeurs in-vivo. De façon générale, ce travail de thèse présente des approches thérapeutiques innovantes et prometteuses pour le traitement des patients avec un cancer non musculo-invasif de la vessie. -- Bladder cancer is the second most common urological malignancy in the world. At initial diagnosis, non-muscle invasive bladder cancer (NMIBC) accounts for 75% of bladder cancer. The standard of care of NMIBC consists of intravesical (IVES) treatments with Bacillus- Calmette-Guerin (BCG) following transurethral resections of the lesions. However, repeated BCG treatments are associated with significant side effects and treatment failure may occur in 30% of the cases, underlying the necessity of alternative therapeutic strategies. The use of tumor-associated antigens (TAA) as vaccines followed by the local application of immunostimulants where the tumor resides is a promising approach to increase anti-tumor immune responses locally. We show that live attenuated Ty21a bacteria used from the vivotif® vaccine against typhoid fever can efficiently be used as IVES immunostimulant, only if bacteria are grown to exponential phase (Vivotif exp). In this condition, IVES immunostimulation after TAA vaccination with a minor histocompatibility male antigen HY (Uty) resulted in more than 15-fold increase of both vaccine-specific and total CD8-T cells in the bladder. T cell recruitment was mediated by TLR-4 suggesting that it was mainly mediated by lipopolysaccharides of Vivotif exp. In addition, these bacteria, as compared to the bacterial content of the vivotif capsule preferentially increased C5/C5a, CXCL1, CXCL2 and CXCL5 chemokines, but not the numbers of T cells expressing the cognate receptors (C5aR and CXCR2). Combination of IVES Vivotif exp with Uty vaccination improved survival of mice with pre-established orthotopic Uty-expressing MB49 murine bladder tumors, as compared to vaccination alone. As known TAA are not identified in all cancers, or not expressed in all stages of the tumor, we further investigated two potent approaches able of initiating tumor-cell destruction, suicide-gene therapy and near-infrared (NIR) photodynamic therapy (PDT). Towards a safe and non-toxic application of these therapies, we used Human Papillomavirus (HPV) replication-defective vectors that were able to preferentially pseudo-infect MB49-tumor bearing mice. HPV pseudovirions (PsV) carrying the Herpex-Simplex virus thymidine kinase suicide-gene followed by treatment with the prodrug Ganciclovir resulted in 90% of MB49 cell-death in-vitro and was able to significantly reduce bladder tumor growth in-vivo. Furthermore, HPV virus-like particles coupled to a NIR phtalocyanine dye, IR700 in combination with specific NIR light led to almost 100% of MB49 cell-death in-vitro and more interestingly, to bladder tumors shrinkage in-vivo. Overall, in this thesis, we offer promising therapeutic approaches for application in NMIBC patients.

Identification of novel HIV restriction factors

To efficiently replicate within mammalian cells, viruses have to manoeuvre through complex host mechanisms, hijacking a network of host proteins to achieve successful propagation. To prevent this invasion, cells have evolved over time to efficiently block the incursing pathogen by direct or indirect targeting. Human immunodeficiency virus (HIV) is a retrovirus of major global public health issue. In the last decade, extensive focus on innate immune proteins has been given, and particularly restriction factors, proteins inhibiting HIV replication by affecting various stages of the viral cycle. Because of the importance of developing new HIV therapies that are associated with reduced side effects and resistances, there is an urge to understand the antiviral response against HIV. Using common features of known restriction factors as a signature to identify new anti-HIV factors, candidates were identified. Particularly multiple members of the apolipoproteins L (APOL) family were found. Cotransfection experiments confirmed very potent inhibitory effects on HIV-1 expression. Further characterization of APOL6, the best candidate, was carried out. APOL6 was not able to inhibit HIV specifically but rather inhibited any gene-encoded DNA that was cotransfected and therefore APOL6 does not classify as a bona fide restriction factor. In addition, we were able to map the activity of APOL6 to the MAD domain and mainly to residue 174. We also found that other members of the family identified in the screen, APOL1 and 3, could have similar mechanism of action as APOL6. Finally, although the complete mechanism of action of APOL6 has yet to be elucidated, it might be blocked during transfections, potentially improving transfection of primary cells. -- Pour se répliquer efficacement dans les cellules de mammifères, les virus doivent manoeuvrer à travers des mécanismes cellulaires complexes et détourner un réseau de protéines de l'hôte. Pour empêcher cette invasion, les gènes de l'hôte ont évolué dans le temps pour cibler efficacement, directement ou indirectement, l'agent pathogène. Le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) est un rétrovirus de problème majeur de santé publique mondiale, mais le faible risque de transmission du virus pourrait être expliqué par la présence d'un système antiviral de l'hôte qui, en cas d'échec, conduit à une infection productive. Durant la dernière décennie, il y a eu un intérêt spécial porté sur les protéines immunitaires innées appelé facteurs de restriction présentant des effets inhibiteurs puissants sur la réplication du VIH en affectant différentes étapes du cycle viral. En raison de l'importance de la recherche de nouvelles thérapies anti-VIH associées à des effets secondaires et des résistances réduites comparé aux traitements actuels, il existe un besoin de comprendre la réponse antivirale innée contre le VIH. Basé sur des caractéristiques communes des facteurs de restriction connus, nous avons proposé d'identifier de nouveaux facteurs anti-VIH. Nous avons trouvé une famille de protéines, les apolipoprotéines L (APOL) montrant les effets inhibiteurs très puissants contre l'expression du VIH-1 dans des expériences de co-transfection. Nous avons décidé d'approfondir le rôle de ces protéines dans l'immunité innée et de se concentrer sur le meilleur candidat APOL6. Nous avons en outre établi qu'APOL6 n'a pas d'activité anti-virale spécifique et donc pas classé comme un facteur de bonne foi de restriction. Par ailleurs, APOL6 est capable d'inhiber fortement l'expression de tout Plasmide cotransfecté. En outre, nous avons été en mesure de cartographier l'activité d'APOL6 au domaine MAD et principalement au résidu 174. Nous avons également constaté que d'autres membres de la famille identifiés dans l'étude, APOL1 et 3, pourraient avoir le même mécanisme d'action qu'APOL6. Enfin, bien que le mécanisme d'action complet d'APOL6 reste à être élucidé, il pourrait être d'une importance biotechnologique car il pourrait potentiellement faciliter la transfection de cellules primaires après l'inhibition d'APOL6.

Induced pluripotent stem cells as a promising tool to study the effect of interleukin-22 in multiple sclerosis

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie démyélinisante du système nerveux central (SNC) provoquant des pertes motrices, sensitives et cognitives. La SEP se déclare chez le jeune adulte ayant des prédispositions génétiques, mais semble induite, par des facteurs environnementaux. La SEP touche principalement les femmes et sa prévalence dans les zones à haut risque, tel que la Suisse, est de 0.1%. Bien que son étiologie exacte reste méconnue, nous savons que la maladie est médiée par des lymphocytes T autoréactifs périphériques, qui infiltrent le SNC où ils activent d'autres cellules immunitaires ainsi que les cellules du SNC elles-mêmes, créant un foyer inflammatoire, qui va attaquer et finir par tuer les oligodendrocytes et les neurones. Les épisodes inflammatoires sont entrecoupés par des phases de rémission associées à une guérison partielle des lésions. Cette première phase de la maladie, comprenant des épisodes inflammatoires et de rémissions est appelé SEP récurrente-rémittente (SEP-RR) et touche 90% des patients. Elle évolue, dans deux-tiers des cas, vers une SEP secondaire progressive (SEP-SP), qui est caractérisée par une progression constante de la maladie, associée à une réduction de l'inflammation mais une augmentation de la neurodégénérescence. Les patients souffrants de SEP primaire progressive (SEP-PP) développent directement les symptômes de la phase progressive de la maladie. Les thérapies disponibles ont considérablement amélioré l'évolution de la maladie des patients SEP-RR, en agissant sur une diminution de la réponse immunitaire et donc de l'inflammation. Cependant, ces traitements sont inefficaces chez les patients SEP-SP et SEP-PP, n'agissant pas sur la neurodégénérescence. IL-22, une cytokine sécrétée notoirement par les cellules Th17, a été associée à la SEP en contribuant à la perméabilisation de la barrière hémato-encéphalique et à l'inflammation du SNC, qui sont des étapes clés de la pathogenèse de la maladie. En outre, le gène codant pour un inhibiteur puissant d'IL- 22, 'IL-22 binding protein' (IL-22BP), a été démontré comme un facteur de risque de la SEP. Ces indices nous ont poussés à nous intéresser de plus près au rôle de l'IL-22 dans la SEP. Nous avons pu montrer qu'IL-22 et IL-22BP étaient augmentées dans le sang des patients SEP par rapport à des sujets sains. Nous avons trouvé qu'IL-22 cible spécifiquement les astrocytes dans le SNC et que son récepteur est particulièrement exprimé dans les lésions des patient SEP. Contre toute attente, nous avons pu montrer que l'IL-22 semble soutenir la survie des astrocytes. Cette découverte, suggérant qu'IL-22 serait protecteur pour le SNC et pour la SEP, confirme de récentes publications et ouvre la voie à de potentielles applications thérapeutiques. En parallèle, dans le but de mieux comprendre l'immunopathogenèse de la SEP, nous avons développé les techniques de culture de cellules souches pluripotentes induites (iPSC). Nos iPSC sont dérivées du sang des donneurs et acquièrent toutes les propriétés des cellules souches embryonnaires après induction. Les iPSC peuvent ensuite être différenciées en différents types de cellules, dont les cellules du SNC. Nous avons ainsi pu obtenir avec succès des neurones, dérivés de cellules du sang, en passant par le stade des iPSC. La prochaine étape consiste à générer des cultures d'astrocytes et d'oligodendrocytes et ainsi obtenir les principales cellules du SNC, le but étant de former de véritables 'cerveaux-en-culture'. Cet outil semble particulièrement adapté à l'étude de l'activité de diverses molécules sur les cellules du SNC, comme par exemple l'IL-22 et d'autres molécules ayant un potentiel intérêt thérapeutique au niveau du SNC. Le but ultime étant de développer des co-cultures de cellules du SNC avec des cellules immunitaires autologues, de patients SEP et de sujets sains, afin de mettre en évidence l'attaque des cellules du SNC par des leucocytes autoréactifs. Ce projet prospectif a permis d'accroître nos connaissance sur des aspects immunitaires de la SEP et à pour but de mieux comprendre l'immunopathogenèse de la SEP afin d'élaborer de nouvelles stratégies thérapeutiques. -- La sclérose en plaques est une maladie auto-inflammatoire du système nerveux central conduisant à la destruction de la myéline, indispensable à la conduction nerveuse, et finalement à la mort des neurones eux-mêmes. Cela a pour conséquence des pertes motrices, sensorielles et cognitives, qui ont tendance à s'aggraver au fil de la maladie. Elle se déclare chez le jeune adulte, entre l'âge de 20 et 40 ans, et prédomine chez la femme. En Suisse, environ une personne sur l'OOO est atteinte de sclérose en plaques. Les causes exactes de cette maladie, qui incluent des facteurs génétiques et environnementaux, sont encore mal connues. Des traitements de plus en plus efficaces ont été développés ces dernières années et ont permis de drastiquement améliorer l'évolution de la maladie chez les patients atteints de sclérose en plaques. Cependant, ces traitements ne sont efficaces que sur certaines catégories de patients et peuvent engendrer de lourds effets secondaires. Ces thérapies agissent presque exclusivement sur les cellules du système immunitaire en les désactivant partiellement, mais pas sur les cellules nerveuses, qui sont pourtant celles qui conditionnent le devenir du patient. Le développement de médicaments protégeant ou permettant la régénération des cellules du système nerveux central est donc primordial. L'étude de l'interleukine-22 nous a permis de montrer que cette cytokine ('hormone' du système immunitaire) pouvait cibler spécifiquement les astrocytes, des cellules gliales qui jouent un rôle central dans le maintien de l'équilibre du système nerveux central. Nos recherches ont montré que cette interleukine-22 permettrait une meilleure survie des astrocytes durant la phase aiguë de la maladie et aurait aussi des propriétés neuroprotectrices. En parallèle, nous sommes en train de développer un nouveau modèle in vitro d'étude de la sclérose en plaques grâce à la technologie des cellules souches pluripotentes induites. Ces cellules souches sont induites à partir de cellules du sang du donneur et acquièrent toutes les caractéristiques des cellules souches embryonnaires présentes dans un organisme en formation. Ainsi, ces cellules souches pluripotentes ont, par exemple, la capacité de se différencier en cellules du système nerveux central. Nous avons pu, de cette manière, obtenir des neurones. Le but ultime serait de pouvoir reconstituer une ébauche de cerveau in vitro, en cultivant ensemble différents types de cellules du système nerveux central, afin d'y réaliser des expériences avec des cellules immunitaires du même donneur. Ces travaux ont pour but d'améliorer notre compréhension de la pathogenèse de la sclérose en plaques et de permettre le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. --Multiple sclerosis (MS) is a demyelinating disease of the central nervous system leading to cognitive, sensitive and motor disabilities. MS occurs in genetically predisposed young adults with probable environmental triggers. MS affects predominantly women and its prevalence in high risk area such as Switzerland is 0.1%. Though its exact aetiology remains undetermined, we know that autoreactive T cells from de periphery are reactivated and recruited into the central nervous system (CNS) were they further activate other immune cells and resident cells, creating inflammatory foci, where oligodendrocytes and neurons are insulted and, eventually, killed. Inflammatory episodes, called relapses, are interspersed with remission phases where partial recovery of the lesions occurs. This first phase of the disease, occurring in 90% of the patients, is called relapsing-remitting MS (RR-MS) and is leading, in two-third of the cases, to secondary-progressive MS (SP-MS), where there is a continuous steady progression of the disease, associated with reduced inflammation but increased neurodegeneration. Primary-progressive MS (PP-MS) patients experience directly this progressive phase of the disease. Whereas disease modifying therapies have dramatically ameliorated the disease course of RR-MS patients by dampening immunity and, in turn, inflammation, treatments of SP-MS and PP-MS patients, who suffer primarily from the neurodegenerative aspect of the disease, are still inexistent. IL-22, a pro-inflammatory Th17 cell cytokine, has been associated with MS by participating to blood-brain barrier infiltration and CNS inflammation, which are crucial steps in MS pathogenesis. In addition, the gene coding for IL-22 binding protein (IL-22BP), which is a potent secreted IL-22 inhibitor, has been associated with MS risk. These findings call for further investigation on the role of IL-22 in MS. We detected increased IL-22 and IL-22BP in the blood of MS patients as compared to healthy controls. Acting exclusively on cells of nonhematopoietic origin, we found that IL-22 targets specifically astrocytes in the CNS and that its receptor is highly expressed in the lesion of MS patients. Unexpectedly, we found that IL-22 seems to promote survival of astrocytes. This finding, suggesting that IL-22 might be protective for the CNS in the context of MS, is consistent with recent publications and might open putative therapeutic applications at the CNS level. In parallel, with the aim of better understanding the immunopathogenesis of MS, we developed induced pluripotent stem cell (iPSC) techniques. IPSC are derived from blood cells of the donors and bear embryonic stem cell properties. IPSC can be differentiated into various cell types including CNS cells. We successfully obtained neurons derived from the donor blood cells, through iPSC. We further aim at developing astrocytes and oligodendrocytes cultures to recreate a 'brain-in-a-dish'. This would be a powerful tool to test the activity of various compounds on CNS cells, including IL-22 and other putative neuroprotective drugs. Ultimately, the goal is to develop co-cultures of CNS cells with autologous immune cells of MS patients as well as healthy controls to try to expose evidence of CNS cells targeted by autoreactive leukocytes. This prospective project has increased our knowledge of immune aspects of MS and further aims at better understanding the immunopathology of MS in order to pave the way to the elaboration of new therapeutic strategies.

Usos del sòl i activitats productives a Barcelona a partir de l"anàlisi paleoambiental de la llacuna litoral medieval del Pa de Palau

[cat]Els treballs arqueològics duts a terme al solar localitzat entre la plaça de Pau Vila i els carrers del Dr. Aiguader i de la Marquesa, al peu del baluard del Migdia, han permès descriure l'evolució geoarqueològica d'un tram del front marítim de Barcelona i generar dades fiables de la configuració de la façana litoral. Sota una potent capa de sorres, s'identificà un paquet de llims i argiles orgàniques característiques d'un medi de baixa energia; és a dir, protegit de l'onatge marí probablement per barres sorrenques. Aquesta seqüència presenta una cronologia entre finals del segle IX i ca. 1440, moment en què es realitzaren els primers intents de construcció d'estructures portuàries. En aquest nivell llimoargilós s'han dut a terme analítiques paleoambientals consistents en l'estudi pol·línic, sedimentològic i geoquímic dels sediments que han posat en evidència els canvis ambientals del front marítim barceloní, del paisatge vegetal del pla, com també de les activitats agrícoles i productives urbanes en època medieval i inicis de l'edat moderna. La informació així obtinguda ha estat contrastada amb la informació històrica. [eng]The archaeological work conducted at the site located at the foot of the Baluard del Migdia bastion between Plaça Pau Vila and Carrer Dr. Aiguader and Carrer Marquesa has provided the opportunity to describe the geoarchaeological evolution of a stretch of the seafront of Barcelona and to generate reliable data on the configuration of the coastline. A layer of silt and organic clays typical of a low-energy environment was found below a thick layer of sands. In other words, this packet was protected from the swell of the sea, probably by sandbars. This sequence presents a chronology spanning from the late 9th century BC to around 1440, the time when the first attempts were made to build port structures. This layer of silt and clay has been subjected to palaeoenvironmental analyses consisting of the study of the pollen, sediment and the geochemistry of the sediments. The results of this analysis provide evidence of the environmental changes in the seafront of Barcelona and the landscape in the plain, as well as the urban agricultural and production activities in medieval times and the early modern age. The information obtained has been compared with historical information.

Molecular profiling of CD8 T cells in autochthonous melanoma identifies Maf as driver of exhaustion.

T cells infiltrating neoplasms express surface molecules typical of chronically virus-stimulated T cells, often termed "exhausted" T cells. We compared the transcriptome of "exhausted" CD8 T cells infiltrating autochthonous melanomas to those of naïve and acutely stimulated CD8 T cells. Despite strong similarities between transcriptional signatures of tumor- and virus-induced exhausted CD8 T cells, notable differences appeared. Among transcriptional regulators, Nr4a2 and Maf were highly overexpressed in tumor-exhausted T cells and significantly upregulated in CD8 T cells from human melanoma metastases. Transduction of murine tumor-specific CD8 T cells to express Maf partially reproduced the transcriptional program associated with tumor-induced exhaustion. Upon adoptive transfer, the transduced cells showed normal homeostasis but failed to accumulate in tumor-bearing hosts and developed defective anti-tumor effector responses. We further identified TGFβ and IL-6 as main inducers of Maf expression in CD8 T cells and showed that Maf-deleted tumor-specific CD8 T cells were much more potent to restrain tumor growth in vivo. Therefore, the melanoma microenvironment contributes to skewing of CD8 T cell differentiation programs, in part by TGFβ/IL-6-mediated induction of Maf.

Computational toolbox towards evolutionary domain mapping of membrane proteins

Membrane proteins account for about 20% to 30% of all proteins encoded in a typical genome. They play central roles in multiple cellular processes mediating the interaction of the cell with its surrounding. Over 60% of all drug targets contain a membrane domain. The experimental difficulties of obtaining a crystal structural severely limits our ability or understanding of membrane protein function. Computational evolutionary studies of proteins are crucial for the prediction of 3D structures. In this project, we construct a tool able to quantify the evolutionary positive selective pressure on each residue of membrane proteins through maximum likelihood phylogeny reconstruction. The conservation plot combined with a structural homology model is also a potent tool to predict those residues that have essentials roles in the structure and function of a membrane protein and can be very useful in the design of validation experiments.

Sustained-release steroids for the treatment of diabetic macular edema.

Glucocorticoids have been used for decades in the treatment of ocular disorders via topical, periocular, and more recently intravitreal routes. However, their exact mechanisms of action on ocular tissues remain imperfectly understood. Fortunately, two recently approved intravitreal sustained-release drug delivery systems have opened new perspectives for these very potent drugs. To date, among other retinal conditions, their label includes diabetic macular edema, for which a long-lasting therapeutic effect has been demonstrated both morphologically and functionally in several randomized clinical trials. The rate of ocular complications of intravitreal sustained-release steroids, mainly cataract formation and intraocular pressure elevation, is higher than with anti-vascular endothelial growth factor agents. Yet, a better understanding of the mechanisms underlying these adverse effects and the search for the minimal efficient dose should help optimize their therapeutic window.

Com fer una anàlisi quantitativa de dades de tipus descriptiu amb el paquet estadístic de l"SPSS?

En l"actualitat és difícil parlar de processos estadístics d"anàlisi quantitativa de dades sense fer referència a la informàtica aplicada a la recerca. Aquests recursos informàtics es basen sovint en paquets de programes informàtics que tenen l"objectiu d"ajudar al/a la investigador/a en la fase d"anàlisi de dades. En aquests moments un dels paquets més perfeccionats i complets és l"SPSS (Statistical Package for the Social Sciences). L"SPSS és un paquet de programes per tal de dur a terme l"anàlisi estadística de les dades. Constitueix una aplicació estadística força potent, de la qual s"han anat desenvolupant diverses versions des dels seus inicis, als anys setanta. En aquest manual les sortides d"ordinador que es presenten pertanyen a la versió 11.0.1. No obstant això, tot i que la forma ha anat variant des dels inicis, pel que fa al funcionament segueix essent molt similar entre les diferents versions. Abans d"iniciar-nos en la utilització de les aplicacions de l"SPSS és important familiaritzarse amb algunes de les finestres que més farem servir. En entrar a l"SPSS el primer que ens trobem és l"editor de dades. Aquesta finestra visualitza, bàsicament, les dades que anirem introduint. L"editor de dades inclou dues opcions: la Vista de les dades i la de les variables. Aquestes opcions es poden seleccionar a partir de les dues pestanyes que es presenten en la part inferior. La vista de dades conté el menú general i la matriu de dades. Aquesta matriu s"estructura amb els casos a les files i les variables a les columnes.