C/EBP homologous protein contributes to cytokine-induced pro-inflammatory responses and apoptosis in β-cells.

Induction of the C/EBP homologous protein (CHOP) is considered a key event for endoplasmic reticulum (ER) stress-mediated apoptosis. Type 1 diabetes (T1D) is characterized by an autoimmune destruction of the pancreatic β-cells. Pro-inflammatory cytokines are early mediators of β-cell death in T1D. Cytokines induce ER stress and CHOP overexpression in β-cells, but the role for CHOP overexpression in cytokine-induced β-cell apoptosis remains controversial. We presently observed that CHOP knockdown (KD) prevents cytokine-mediated degradation of the anti-apoptotic proteins B-cell lymphoma 2 (Bcl-2) and myeloid cell leukemia sequence 1 (Mcl-1), thereby decreasing the cleavage of executioner caspases 9 and 3, and apoptosis. Nuclear factor-κB (NF-κB) is a crucial transcription factor regulating β-cell apoptosis and inflammation. CHOP KD resulted in reduced cytokine-induced NF-κB activity and expression of key NF-κB target genes involved in apoptosis and inflammation, including iNOS, FAS, IRF-7, IL-15, CCL5 and CXCL10. This was due to decreased IκB degradation and p65 translocation to the nucleus. The present data suggest that CHOP has a dual role in promoting β-cell death: (1) CHOP directly contributes to cytokine-induced β-cell apoptosis by promoting cytokine-induced mitochondrial pathways of apoptosis; and (2) by supporting the NF-κB activation and subsequent cytokine/chemokine expression, CHOP may contribute to apoptosis and the chemo attraction of mononuclear cells to the islets during insulitis.

Extracellular deposition of matrilin-2 controls the timing of the myogenic program during muscle regeneration.

Here, we identify a role for the matrilin-2 (Matn2) extracellular matrix protein in controlling the early stages of myogenic differentiation. We observed Matn2 deposition around proliferating, differentiating and fusing myoblasts in culture and during muscle regeneration in vivo. Silencing of Matn2 delayed the expression of the Cdk inhibitor p21 and of the myogenic genes Nfix, MyoD and Myog, explaining the retarded cell cycle exit and myoblast differentiation. Rescue of Matn2 expression restored differentiation and the expression of p21 and of the myogenic genes. TGF-β1 inhibited myogenic differentiation at least in part by repressing Matn2 expression, which inhibited the onset of a positive-feedback loop whereby Matn2 and Nfix activate the expression of one another and activate myoblast differentiation. In vivo, myoblast cell cycle arrest and muscle regeneration was delayed in Matn2(-/-) relative to wild-type mice. The expression levels of Trf3 and myogenic genes were robustly reduced in Matn2(-/-) fetal limbs and in differentiating primary myoblast cultures, establishing Matn2 as a key modulator of the regulatory cascade that initiates terminal myogenic differentiation. Our data thus identify Matn2 as a crucial component of a genetic switch that modulates the onset of tissue repair.

Modulation du métabolisme du glucose astrocytaire par les cytokines pro-inflammatoires et le peptide beta-amyloïde. A la recherche d'une composante gliale aux processus neurodégénératifs

Résumé large public: Une altération localisée du métabolisme du glucose, le substrat énergétique préférentiellement utilisé dans le cerveau, est un trait caractéristique précoce de la maladie d'Alzheimer (MA). Il est maintenant largement admis que le beta-amyloïde, la neuroinflammation et le stress oxydatif participent au développement de la MA. Cependant les mécanismes cellulaires de la pathogenèse restent à identifier. Le métabolisme cérébral a ceci de remarquable qu'il repose sur la coopération entre deux types cellulaires, ainsi les astrocytes et les neurones constituent une unité métabolique. Les astrocytes sont notamment responsables de fournir aux neurones des substrats énergétiques, ainsi que des précurseurs du glutathion pour la défense contre le stress oxydatif. Ces fonctions astrocytaires sont essentielles au bon fonctionnement et à la survie neuronale; par conséquent, une altération de ces fonctions astrocytaires pourrait participer au développement de certaines maladies cérébrales. Le but de ce travail est, dans un premier temps, d'explorer les effets de médiateurs de la neuroinflammation (les cytokines pro-inflammatoires) et du peptide beta-amyloïde sur le métabolisme des astrocytes corticaux, en se focalisant sur les éléments en lien avec le métabolisme énergétique et le stress oxydatif. Puis, dans un second temps, de caractériser les conséquences pour les neurones des modifications du métabolisme astrocytaire induites par ces substances. Les résultats obtenus ici montrent que les cytokines pro-inflammatoires et le beta-amyloïde induisent une profonde altération du métabolisme astrocytaire, selon deux profils distincts. Les cytokines pro-inflammatoires, particulièrement en combinaison, agissent comme « découpleurs » du métabolisme énergétique du glucose, en diminuant l'apport potentiel de substrats énergétiques aux neurones. En plus de son effet propre, le peptide beta-amyloïde potentialise les effets des cytokines pro-inflammatoires. Or, dans le cerveau de patients atteints de la MA, les astrocytes sont exposés simultanément à ces deux types de substances. Les deux types de substances ont un effet ambivalent en termes de stress oxydatif. Ils induisent à la fois une augmentation de la libération de glutathion (potentiellement protecteur pour les neurones voisins) et la production d'espèces réactives de l'oxygène (potentiellement toxiques). Etant donné l'importance de la coopération entre astrocytes et neurones, ces modulations du métabolisme astrocytaire pourraient donc avoir un retentissement majeur sur les cellules environnantes, et en particulier sur la fonction et la survie neuronale. Résumé Les astrocytes et les neurones constituent une unité métabolique. Les astrocytes sont notamment responsables de fournir aux neurones des substrats énergétiques, tels que le lactate, ainsi que des précurseurs du glutathion pour la défense contre le stress oxydatif. Une altération localisée du métabolisme du glucose, le substrat énergétique préférentiellement utilisé dans le cerveau, est un trait caractéristique, précoce, de la maladie d'Alzheimer (MA). Il est maintenant largement admis que le beta-amyloïde, la neuroinflammation et le stress oxydatif participent au développement de la MA. Cependant, les mécanismes cellulaires de la pathogenèse restent à identifier. Le but de ce travail est d'explorer les effets des cytokines pro-inflammatoires (Il-1 ß et TNFα) et du beta-amyloïde (Aß) sur le métabolisme du glucose des astrocytes corticaux en culture primaire ainsi que de caractériser les conséquences, pour la viabilité des neurones voisins, des modifications du métabolisme astrocytaire induites par ces substances. Les résultats obtenus montrent que les cytokines pro-inflammatoires et le beta-amyloïde induisent une profonde altération du métabolisme astrocytaire, selon deux profils distincts. Les cytokines pro-inflammatoires, particulièrement en combinaison, agissent comme « découpleurs » du métabolisme glycolytique astrocytaire. Après 48 heures, le traitement avec TNFα et Il-lß cause une augmentation de la capture de glucose et de son métabolisme dans la voie des pentoses phosphates et dans le cycle de Krebs. A l'inverse, il cause une diminution de la libération de lactate et des stocks cellulaires de glycogène. En combinaison avec les cytokines tel qu'in vivo dans les cerveaux de patients atteints de MA, le peptide betaamyloïde potentialise les effets décrits ci-dessus. Isolément, le Aß cause une augmentation coordonnée de la capture de glucose et de toutes les voies de son métabolisme (libération de lactate, glycogenèse, voie des pentoses phosphate et cycle de Krebs). Les traitements altèrent peu les taux de glutathion intracellulaires, par contre ils augmentent massivement la libération de glutathion dans le milieu extracellulaire. A l'inverse, les deux types de traitements augmentent la production intracellulaire d'espèces réactives de l'oxygène (ROS). De plus, les cytokines pro-inflammatoires en combinaison augmentent massivement la production des ROS dans l'espace extracellulaire. Afin de caractériser l'impact de ces altérations métaboliques sur la viabilité des neurones environnants, un modèle de co-culture et des milieux conditionnés astrocytaires ont été utilisés. Les résultats montrent qu'en l'absence d'une source exogène d'antioxydants, la présence d'astrocytes favorise la viabilité neuronale ainsi que leur défense contre le stress oxydatif. Cette propriété n'est cependant pas modulée par les différents traitements. D'autre part, la présence d'astrocytes, et non de milieu conditionné, protège les neurones contre l'excitotoxicité due au glutamate. Les astrocytes prétraités (aussi bien avec le beta-amyloïde qu'avec les cytokines pro-inflammatoires) perdent cette propriété. Cet élément suggère que la perturbation du métabolisme astrocytaire causé par les cytokines pro-inflammatoires ou le beta-amyloïde pourrait participer à l'atteinte de la viabilité neuronale associée à certaines pathologies neurodégénératives.

Tissue homing and persistence of defined antigen-specific CD8+ tumor-reactive T-cell clones in long-term melanoma survivors.

Tumor antigen-specific cytotoxic T cells (CTLs) play a major role in the adaptive immune response to cancers. This CTL response is often insufficient because of functional impairment, tumor escape mechanisms, or inhibitory tumor microenvironment. However, little is known about the fate of given tumor-specific CTL clones in cancer patients. Studies in patients with favorable outcomes may be very informative. In this longitudinal study, we tracked, quantified, and characterized functionally defined antigen-specific T-cell clones ex vivo, in peripheral blood and at tumor sites, in two long-term melanoma survivors. MAGE-A10-specific CD8+ T-cell clones with high avidity to antigenic peptide and tumor lytic capabilities persisted in peripheral blood over more than 10 years, with quantitative variations correlating with the clinical course. These clones were also found in emerging metastases, and, in one patient, circulating clonal T cells displayed a fully differentiated effector phenotype at the time of relapse. Longevity, tumor homing, differentiation phenotype, and quantitative adaptation to the disease phases suggest the contribution of the tracked tumor-reactive clones in the tumor control of these long-term metastatic survivor patients. Focusing research on patients with favorable outcomes may help to identify parameters that are crucial for an efficient antitumor response and to optimize cancer immunotherapy.

Cell suspension culture and plant regeneration of a Brazilian plantain, cultivar Terra

The objective of this study was to establish cell suspension culture and plant regeneration via somatic embryogenesis of a Brazilian plantain, cultivar Terra Maranhão, AAB. Immature male flowers were used as explant source for generating highly embryogenic cultures 45 days after inoculation, which were used for establishment of cell suspension culture and multiplication of secondary somatic embryos. Five semisolid culture media were tested for differentiation, maturation, somatic embryos germination and for plant regeneration. An average of 558 plants per one milliliter of 5% SCV (settled cell volume) were regenerated in the MS medium, with 11.4 µM indolacetic acid and 2.2 µM 6-benzylaminopurine. Regenerated plants showed a normal development, and no visible somaclonal variation was observed in vitro. It is possible to regenerate plants from cell suspensions of plantain banana cultivar Terra using MS medium supplemented with 11.4 µM of IAA and 2.2 µM of BAP.

PTEN downregulation in adipocytes promotes inflammation of adipose tissue

Background and aims: The phosphoinositide phosphatase PTEN is a potent tumor suppressor and a regulator of insulin sensitivity in peripheral tissues. In adipocytes, experimental alterations of PTEN expression modulate the sensitivity of these cells to insulin. However, virtually nothing is known about the pathophysiological regulation of endogenous PTEN in adipose tissue. Herein, we investigated in vivo and in vitro whether alterations of PTEN expression in adipocytes are associated with the metabolic syndrome and what are the functional outcomes of dysregulated PTEN expression/activity. Materials and methods: PTEN expression was examined in vivo in adipose tissue of rats and human with the metabolic syndrome. Metabolic factors mediating dysregulation of PTEN expression in adipocytes and the subsequent effects on the physiology of these cells were investigated in vitro using human CHUB-S7 preadipocytes. Results: We demonstrated that PTEN is downregulated, both at the mRNA and protein levels, in adipose tissue of diabetic/obese ZDF rats and in subcutaneous adipose tissue of obese human patients. PTEN downregulation correlated with degradation of IκBα and hyperactivation of NF-κB, a transcription factor previously described to modulate PTEN expression. The expression of SHIP2, another PtdIns(3,4,5)P3 phosphatase involved in the control of insulin sensitivity and the development of obesity, was not altered. In vitro analyses using differentiated human CHUB-S7 preadipocytes showed that PTEN downregulation is not triggered by high concentrations of glucose or fatty acids. In contrast, the pro-inflammatory cytokines IL-1α and TNFα, significantly downregulate PTEN expression. Consistent with the IL1α-dependent PTEN downregulation, long-term incubation of CHUB-S7 cells with IL-1α potentiates insulin-induced Akt and ERK1/2 signaling. We finally showed that PTEN downregulation in CHUB-S7 preadipocytes by PTEN siRNAs induced an increased secretion of the pro-inflammatory cytokines IL-1β, IL-6 and TNFα. Conclusion: Taken together, these data indicate that PTEN expression is downregulated in adipose tissue of obese/diabetic subjects, potentially via cytokine- mediated activation of the NF-κB pathway. PTEN downregulation in adipocytes might in turn worsen adipose tissue inflammation through a vicious circle by further stimulating the secretion of pro-inflammatory cytokines.

UVB-Induced Skin Inflammation and Cutaneous Tissue Injury Is Dependent on the MHC Class I-Like Protein, CD1d.

CD1d is a major histocompatibility complex class 1-like molecule that regulates the function and development of natural killer T (NKT) cells. Previously, we identified a critical role for the CD1d-NKT cell arm of innate immunity in promoting the development of UVB-induced p53 mutations, immune suppression, and skin tumors. Sunburn, an acute inflammatory response to UVB-induced cutaneous tissue injury, represents a clinical marker for non-melanoma skin cancer (NMSC) risk. However, the innate immune mechanisms controlling sunburn development are not considered relevant in NMSC etiology, and remain poorly investigated. Here we found that CD1d knockout (CD1d(-/-)) mice resist UVB-induced cutaneous tissue injury and inflammation compared with wild-type (WT) mice. This resistance was coupled with a faster epithelial tissue healing response. In contrast, the skins of UVB-irradiated invariant NKT cell-knockout (Jα18(-/-)) and NKT cell-deficient (TCRα(-/-)) mice, which express CD1d but are deficient in CD1d-dependent NKT cells, exhibited as much cutaneous tissue injury and inflammation as WT mice. In the absence of NKT cells, CD1d-deficient keratinocytes, dendritic cells, and macrophages exhibited diminished basal and stress-induced levels of pro-inflammatory mediators. Thus, our findings identify an essential role for CD1d in promoting UVB-induced cutaneous tissue injury and inflammation. They also suggest sunburn and NMSC etiologies are immunologically linked.

Phenotypic and functional analysis of human fetal liver hematopoietic stem cells in culture.

Steady-state hematopoiesis and hematopoietic transplantation rely on the unique potential of stem cells to undergo both self-renewal and multilineage differentiation. Fetal liver (FL) represents a promising alternative source of hematopoietic stem cells (HSCs), but limited by the total cell number obtained in a typical harvest. We reported that human FL nonobese diabetic/severe combined immunodeficient (NOD/SCID) repopulating cells (SRCs) could be expanded under simple stroma-free culture conditions. Here, we sought to further characterize FL HSC/SRCs phenotypically and functionally before and following culture. Unexpanded or cultured FL cell suspensions were separated into various subpopulations. These were tested for long-term culture potential and for in vivo repopulating function following transplantation into NOD/SCID mice. We found that upon culture of human FL cells, a tight association between classical stem cell phenotypes, such as CD34(+) /CD38(-) and/or side population, and NOD/SCID repopulating function was lost, as observed with other sources. Although SRC activity before and following culture consistently correlated with the presence of a CD34(+) cell population, we provide evidence that, contrary to umbilical cord blood and adult sources, stem cells present in both CD34(+) and CD34(-) FL populations can sustain long-term hematopoietic cultures. Furthermore, upon additional culture, CD34-depleted cell suspensions, devoid of SRCs, regenerated a population of CD34(+) cells possessing SRC function. Our studies suggest that compared to neonatal and adult sources, the phenotypical characteristics of putative human FL HSCs may be less strictly defined, and reinforce the accumulated evidence that human FL represents a unique, valuable alternative and highly proliferative source of HSCs for clinical applications.

Tolerogenic dendritic cells and their role in induction of immune tolerance

Les cellules dendritiques sont des cellules du système immunitaire qui permettent d'instruire les lymphocytes T, autres cellules de ce système, pour mettre en place une réponse immunitaire adaptée afin de combattre et vaincre une infection. Ces cellules dendritiques vont reconnaître des motifs spécifiquement exprimés par des pathogènes par l'intermédiaire de récepteurs exprimés à leur surface. En détectant ces molécules, elles vont s'activer et subir diverses modifications pour pouvoir activer les lymphocytes T. Elles vont alors interagir avec les lymphocytes Τ et transférer les informations nécessaires pour que ces cellules s'activent à leur tour et produisent différentes protéines de façon à éliminer le pathogène. En fonction du type de pathogène, les informations transférées entre les cellules dendritiques et les lymphocytes seront différentes de manière à produire la réponse immunitaire la mieux adaptée pour supprimer l'élément infectieux. Dans le corps, les cellules dendritiques circulent continuellement afin de détecter les éléments étrangers. Quand elles reconnaissent une protéine étrangère, elles la phagocytent, c'est-à-dire qu'elles la mangent afin de pouvoir la présenter aux lymphocytes T. Mais quand elles phagocytent un élément étranger, elles peuvent également prendre des éléments du soi, comme par exemple quand elles phagocytent une cellule infectée par un virus. Les cellules dendritiques doivent alors être capables de différentier les molécules du soi et du non-soi de façon à ne pas induire une réponse en présentant un antigène du soi aux lymphocytes T. D'autant plus que lors de leur développement, les lymphocytes Τ qui sont capables de reconnaître le soi sont éliminés mais ce système n'est pas parfait et donc certains lymphocytes Τ auto-reactifs peuvent se trouver dans le corps. Il existe ainsi d'autres mécanismes en périphérie du site de développement pour inhiber ces lymphocytes Τ auto-reactifs. Ce sont les mécanismes de tolérance. Quand les lymphocytes Τ induisent une réponse aux antigènes du soi, cela résulte à des maladies auto-immunes. Dans mon projet de recherche, nous avons travaillé avec des lignées de cellules dendritiques, c'est-à-dire des cellules dendritiques semblables à celles que l'on peut trouver in vivo mais qui sont immortalisées, elles peuvent donc être cultiver et manipuler in vitro. Nous avons génétiquement modifiées ces lignées cellulaires pour qu'elles expriment des molécules immunosuppressives afin d'étudier comment induire une tolérance immunitaire, c'est-à-dire si l'expression de ces molécules permet d'éviter de générer une réponse immunitaire. Pour cela, nous avons utilisé des modèles murins de tumeurs et de maladies auto-immunes. Nous avons démontré que ces lignées de cellules dendritiques peuvent être un grand outil de recherche pour étudier les bénéfices de différentes molécules immuno-modulatrices afin d'induire une tolérance immunitaire à différents antigènes. - Les cellules dendritiques sont responsables de l'induction des réponses immunitaires adaptatives. Suite à une infection microbienne, les cellules dendritiques s'activent, elles induisent l'expression de molécules de costimulation à leur surface, sécrètent des cytokines et induisent la différentiation des cellules Τ effectrices et mémoires. De plus, les cellules dendritiques ont un rôle important dans l'induction et la maintenance de la tolérance immunitaire au niveau du thymus et en périphérie, en induisant l'anergie, la délétion ou la conversion des cellules Τ naïves en cellules régulatrices. Dans notre groupe, une nouvelle lignée de cellules dendritiques appelée MuTu a été crée par la culture de cellules dendritiques tumorales isolées à partir d'une rate d'une souris transgénique, dans laquelle l'expression de l'oncogène SV40 et du GFP sont sous le contrôle du promoteur CD1 le, et sont ainsi spécifiquement exprimés dans les cellules dendritiques. Ces nouvelles lignées appartiennent au sous-type des cellules dendritiques conventionnelles exprimant CD8a. Elles ont conservé leur capacité d'augmenter l'expression des marqueurs de costimulation à leur surface ainsi que le production de cytokines en réponse à des ligands des récepteurs Toll, ainsi que leur capacité à présenter des antigènes associés aux molécules du complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) de classe I ou II pour activer la prolifération et la différentiation des lymphocytes T. En utilisant un système de transduction de lentivirus de seconde génération, ces nouvelles lignées de cellules dendritiques ont été génétiquement modifiées pour sur-exprimer des molécules immunosuppressives (IL-10, TGFP latent, TGFp actif, Activin A, Arginase 1, IDO, B7DC et CTLA4). Ces lignées permettent d'étudier de manière reproductible le rôle de ces molécules potentiellement tolérogènes sur les réponses immunitaires in vitro et in vivo. Ces lignées potentiellement tolérogènes ont été testées, tout d'abord, in vitro, pour leur capacité à inhiber l'activation des cellules dendritiques, à bloquer la prolifération des cellules Τ ou à modifier leur polarisation. Nos résultats démontrent qu'en réponse à une stimulation, la sur-expression des molécules costimulatrices et la sécrétion de molécules pro- inflammatoires est réduite quand les cellules dendritiques sur-expriment l'IL-10. La sur¬expression de TGFp sous sa forme active induit le développement de cellules régulatrices CD4+ CD25+ Foxp3+ et bloque la réponse CD8 cytotoxique tandis que la sur-expression de CTLA4 à la surface des cellules dendritiques inhibe une réponse Thl et induit des lymphocytes Τ anergiques. Ces lignées ont également été utilisées pour étudier l'induction de tolérance in vivo. Tout d'abord, nous avons étudié l'induction de tolérance dans un modèle de développement de tumeurs. En effet, quand les lignées tumorales sont transférées dans les lignées de souris C57BL/6, elles sont reconnues comme du non-soi du à l'expression de l'oncogène SV40 et du GFP et sont éliminées. Ce mécanisme d'élimination a été étudié en utilisant une lignée de cellules dendritiques modifiée pour exprimer la luciférase et qui a permis de suivre le développement des tumeurs par de l'imagerie in vivo dans des animaux vivants. Ces lignées de cellules dendritiques MuTu sont éliminées dans la souris C57BL/6 par les lymphocytes CD8 et l'action cytotoxique de la perforine. Après plusieurs injections, les cellules dendritiques sur-exprimant CTLA4 ou l'actif TGFp peuvent casser cette réponse immunitaire inhérente aux antigènes de la lignée et induire le développement de la tumeur dans la souris C57BL/6. Le développement tumoral a pu être suivi en mesurant la bioluminescence émise par des cellules dendritiques modifiées pour exprimer à la fois l'actif TGFp et la luciférase. Ces tumeurs ont pu se développer grâce à la mise en place d'un microenvironnement suppressif pour échapper à l'immunité en recrutant des cellules myéloïde suppressives, des lymphocytes CD4 régulateurs et en induisant l'expression d'une molécule inhibitrice PD-1 à la surface des lymphocytes CD8 infiltrant la tumeur. Dans un deuxième temps, ces lignées tolérogènes ont également été testées dans un modèle murin de maladies auto-immunes, appelé l'encéphalomyélite auto-immune expérimental (EAE), qui est un modèle pour la sclérose en plaques. L'EAE a été induite dans la souris par le transfert de cellules de ganglions prélevées d'une souris donneuse préalablement immunisée avec une protéine du système nerveux central, la glycoprotéine myéline oligodendrocyte (MOG) émulsifiée dans de l'adjuvant complet de Freund. La vaccination des souris donneuses et receveuses avec les cellules sur-exprimant l'actif TGFP préalablement chargées avec la protéine MOG bloque l'induction de l'EAE. Nous sommes actuellement en train de définir les mécanismes qui permettent de protéger la souris du développement de la maladie auto-immune. Dans cette étude, nous avons ainsi démontré la possibilité d'induire la tolérance in vivo et in vitro à différents antigènes en utilisant nos nouvelles lignées de cellules dendritiques et en les modifiant pour exprimer des molécules immunosuppressives. En conséquence, ces nouvelles lignées de cellules dendritiques représentent un outil pour explorer les bénéfices de différentes molécules ayant des propriétés immuno-modulatrices pour manipuler le système immunitaire vers un phénotype tolérogène. - Dendritic cells (DC) are widely recognized as potent inducers of the adaptive immune responses. Importantly, after microbial infections, DC become activated, induce co- stimulation, secrete cytokines and induce effector and memory Τ cells. DC furthermore play an important role in inducing and maintaining central and peripheral tolerance by inducing anergy, deletion or commitment of antigen-specific naïve Τ cells into regulatory Τ cells. In our group, stable MuTu DC lines were generated by culture of splenic DC tumors from transgenic mice expressing the SV40 large Τ oncogene and the GFP under DC-specific CDllc promoter. These transformed DC belong to the CD8a+ conventional DC subtype and have fully conserved their capacity to upregulate co-stimulatory markers and produce cytokines after activation with Toll Like Receptors-ligands, and to present Major Histocompatibility class-I or MHCII-restricted antigens to activate Τ cell expansion and differentiation. Using a second- generation lentiviral transduction system, these newly developed MuTu DC lines were genetically modified to overexpress immunosuppressive molecules (IL-10, latent TGFp, active TGFp, Activin A, Arginase 1, IDO, B7DC and CTLA4). This allows to reproducibly investigate the role of these potentially tolerogenic molecules on in vitro and in vivo immune responses. These potentially tolerogenic DC were tested in vitro for their ability to inhibit DC activation, to prevent Τ cell proliferation and to modify Τ cell polarization. Our results show that the upregulation of costimulatory molecules and the secretion of pro-inflammatory cytokines were reduced upon stimulation of DC overexpressing IL-10. The overexpression of active TGFP induced the development of CD4+ CD25+ Foxp3+ regulatory Τ cells and inhibited the cytotoxic CD8 Τ cell response as shown by using the OT-II Τ cell system whereas the surface expression of CTLA-4 on DC prevented the Thl response and prompted an anergic antigen-specific Τ cell response. These MuTu DC lines were also used in vivo in order to study the induction of tolerance. First we addressed the induction of tolerance in a model of tumorogenesis. The adoptively transferred tumor cell lines were cleared in C57BL/6 mice due to the foreign expression of SV40 LargeT and GFP. The mechanism of clearance of MuTu DC line into C57BL/6 mice was investigated by using luciferase-expressing DC line. These DC line allowed to follow, by in vivo imaging, the tumor development in living animals and determined that MuTu DC lines were eliminated in a perforin-mediated CD8 Τ cell dependent and CD4 Τ cell independent response. After multiple injections, DC overexpressing CTLA4 or active TGFp could break the immune response to these inherent antigens and induced DC tumorogenesis in wild type mice. The tumor outgrowth in C57BL/6 mice was nicely observed by double-transduced DC lines to express both luciferase and active TGFp. actTGFp-DC tumor was shown to recruit myeloid-derived suppressor cells, induce CD4+ CD25+ Foxp3+ regulatory Τ cells and induce the expression of the inhibitory receptor PD-1 on tumor- infiltrating CD8+ Τ cells in order to escape tumor immunity. Tolerogenic DC lines were also tested for the induction of tolerance in a murine model of autoimmune disease, the experimental autoimmune encephalitis (EAE) model for human multiple sclerosis. EAE was induced in C57BL/6 mice by the adoptive transfer of lymph node cells isolated from donor mice previously immunized by a protein specific to the central nervous system, the myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG) emulsified in the complete freund adjuvant. The vaccination of donor and recipient mice with MOG-pulsed actTGFP-DC line prevented EAE induction. We are still investigating how the active TGFP protect mice from EAE development. We generated tolerogenic DC lines inducing tolerance in vitro and in vivo. Thereby these MuTu DC lines represent a great tool to explore the benefits of various immuno-modulatory molecules to manipulate the immune system toward a tolerogenic phenotype.

Ectopic lymphoid-organ development occurs through interleukin 7-mediated enhanced survival of lymphoid-tissue-inducer cells.

Development of Peyer's patches and lymph nodes requires the interaction between CD4+ CD3- IL-7Ralpha+ lymphoid-tissue inducer (LTi) and VCAM-1+ organizer cells. Here we showed that by promoting their survival, enhanced expression of interleukin-7 (IL-7) in transgenic mice resulted in accumulation of LTi cells. With increased IL-7 availability, de novo formation of VCAM-1+ Peyer's patch anlagen occurred along the entire fetal gut resulting in a 5-fold increase in Peyer's patch numbers. IL-7 overexpression also led to formation of multiple organized ectopic lymph nodes and cecal patches. After immunization, ectopic lymph nodes developed normal T cell-dependent B cell responses and germinal centers. Mice overexpressing IL-7 but lacking either RORgamma, a factor required for LTi cell generation, or lymphotoxin alpha1beta2 had neither Peyer's patches nor ectopic lymph nodes. Therefore, by controlling LTi cell numbers, IL-7 can regulate the formation of both normal and ectopic lymphoid organs.

The JNK inhibitor XG-102 protects from ischemic damage with delayed intravenous administration also in the presence of recombinant tissue plasminogen activator.

BACKGROUND: XG-102 (formerly D-JNKI1), a TAT-coupled dextrogyre peptide which selectively inhibits the c-Jun N-terminal kinase, is a powerful neuroprotectant in mouse models of middle cerebral artery occlusion (MCAo) with delayed intracerebroventricular injection. We aimed to determine whether this neuroprotection could also be achieved by intravenous injection of XG-102, which is a more feasible approach for future use in stroke patients. We also tested the compatibility of the compound with recombinant tissue plasminogen activator (rtPA), commonly used for intravenous thrombolysis and known to enhance excitotoxicity. METHODS: Male ICR-CD1 mice were subjected to a 30-min-suture MCAo. XG-102 was injected intravenously in a single dose, 6 h after ischemia. Hippocampal slice cultures were subjected to oxygen (5%) and glucose (1 mM) deprivation for 30 min. rtPA was added after ischemia and before XG-102 administration, both in vitro and in vivo. RESULTS: The lowest intravenous dose achieving neuroprotection was 0.0003 mg/kg, which reduced the infarct volume after 48 h from 62 +/- 19 mm(3) (n = 18) for the vehicle-treated group to 18 +/- 9 mm(3) (n = 5, p < 0.01). The behavioral outcome was also significantly improved at two doses. Addition of rtPA after ischemia enhanced the ischemic damage both in vitro and in vivo, but XG-102 was still able to induce a significant neuroprotection. CONCLUSIONS: A single intravenous administration of XG-102 several hours after ischemia induces a powerful neuroprotection. XG-102 protects from ischemic damage in the presence of rtPA. The feasibility of systemic administration of this promising compound and its compatibility with rtPA are important steps for its development as a drug candidate in ischemic stroke.

Nonactivated versus thrombin-activated platelets on wound healing and fibroblast-to-myofibroblast differentiation in vivo and in vitro.

Background: Platelet preparations for tissue healing are usually preactivated before application to deliver concentrated growth factors. In this study, the authors investigated the differences between nonactivated and thrombin-activated platelets in wound healing.Methods: The healing effects (i.e., wound closure, myofibroblast formation, and angiogenesis) of nonactivated and thrombin-activated platelets were compared in experimental wounds in diabetic (db/db) animals. In vitro, fibroblast phenotype and function were tested in response to platelets and activated platelets. No treatment served as a negative control.Results: Wounds treated with platelets reached 90 percent closure after 15 days, faster than activated platelets (26 days), and with higher levels of myofibroblasts and angiogenesis. In vitro, platelets enhanced cell migration and induced twofold higher myofibroblast differentiation and contraction compared with activated platelets.Conclusions: Platelets stimulate wound healing more efficiently compared with activated platelets by enhancing fibroblast differentiation and contractile function. Similar levels of growth factors may induce different biological effects when delivered "on demand" rather than in an initial bolus. (Plast. Reconstr. Surg. 129: 46e, 2012.)

T cell differentiation in chronic infection and cancer: functional adaptation or exhaustion?

Chronic viral infections and malignant tumours induce T cells that have a reduced ability to secrete effector cytokines and have upregulated expression of the inhibitory receptor PD1 (programmed cell death protein 1). These features have so far been considered to mark terminally differentiated 'exhausted' T cells. However, several recent clinical and experimental observations indicate that phenotypically exhausted T cells can still mediate a crucial level of pathogen or tumour control. In this Opinion article, we propose that the exhausted phenotype results from a differentiation process in which T cells stably adjust their effector capacity to the needs of chronic infection. We argue that this phenotype is optimized to cause minimal tissue damage while still mediating a critical level of pathogen control. In contrast to the presently held view of functional exhaustion, this new concept better reflects the pathophysiology and clinical manifestations of persisting infections, and it provides a rationale for emerging therapies that enhance T cell activity in chronic infection and cancer by blocking inhibitory receptors.

c-Myc controls the balance between hematopoietic stem cell self-renewal and differentiation.

The activity of adult stem cells is essential to replenish mature cells constantly lost due to normal tissue turnover. By a poorly understood mechanism, stem cells are maintained through self-renewal while concomitantly producing differentiated progeny. Here, we provide genetic evidence for an unexpected function of the c-Myc protein in the homeostasis of hematopoietic stem cells (HSCs). Conditional elimination of c-Myc activity in the bone marrow (BM) results in severe cytopenia and accumulation of HSCs in situ. Mutant HSCs self-renew and accumulate due to their failure to initiate normal stem cell differentiation. Impaired differentiation of c-Myc-deficient HSCs is linked to their localization in the differentiation preventative BM niche environment, and correlates with up-regulation of N-cadherin and a number of adhesion receptors, suggesting that release of HSCs from the stem cell niche requires c-Myc activity. Accordingly, enforced c-Myc expression in HSCs represses N-cadherin and integrins leading to loss of self-renewal activity at the expense of differentiation. Endogenous c-Myc is differentially expressed and induced upon differentiation of long-term HSCs. Collectively, our data indicate that c-Myc controls the balance between stem cell self-renewal and differentiation, presumably by regulating the interaction between HSCs and their niche.

Isolation and in vitro chondrogenic potential of human foetal spine cells.

Cell therapy for nucleus pulposus (NP) regeneration is an attractive treatment for early disc degeneration as shown by studies using autologous NP cells or stem cells. Another potential source of cells is foetal cells. We investigated the feasibility of isolating foetal cells from human foetal spine tissues and assessed their chondrogenic potential in alginate bead cultures. Histology and immunohistochemistry of foetal tissues showed that the structure and the matrix composition (aggrecan, type I and II collagen) of foetal intervertebral disc (IVD) were similar to adult IVD. Isolated foetal cells were cultured in monolayer in basic media supplemented with 10% Fetal Bovine Serum (FBS) and from each foetal tissue donation, a cell bank of foetal spine cells at passage 2 was established and was composed of around 2000 vials of 5 million cells. Gene expression and immunohistochemistry of foetal spine cells cultured in alginate beads during 28 days showed that cells were able to produce aggrecan and type II collagen and very low level of type I and type X collagen, indicating chondrogenic differentiation. However variability in matrix synthesis was observed between donors. In conclusion, foetal cells could be isolated from human foetal spine tissues and since these cells showed chondrogenic potential, they could be a potential cell source for IVD regeneration.