Differential effects of pro- and anti-inflammatory cytokines alone or in combinations on the metabolic profile of astrocytes.

We have previously reported that the pro-inflammatory cytokines tumor necrosis factor-α (TNFα) and interleukin-1β (IL-1β) induce profound modifications of the metabolic profile of astrocytes. The present study was undertaken to further characterize the effects of cytokines in astrocytes and to determine whether similar effects could also be observed in neurons. To do so, selected pro-inflammatory (IL-6 and interferon-γ, in addition to the above-mentioned TNFα and IL-1β) and anti-inflammatory cytokines (IL-4, IL-10, transforming growth factor-β1 and interferon-β) were applied to primary neuronal and astrocytic cultures, and key metabolic parameters were assessed. As a general pattern, we observed that pro-inflammatory cytokines increased glucose utilization in astrocytes while the anti-inflammatory cytokines IL-4 and IL-10 decreased astrocytic glucose utilization. In contrast, no significant change could be observed in neurons. When pairs of pro-inflammatory cytokines were co-applied in astrocytes, several additive or synergistic modifications could be observed. In contrast, IL-10 partially attenuated the effects of pro-inflammatory cytokines. Finally, the modifications of the astrocytic metabolism induced by TNFα + IL-1β and interferon-γ modulated neuronal susceptibility to an excitotoxic insult in neuron-astrocyte co-cultures. Together, these results suggest that pro- and anti-inflammatory cytokines differentially affect the metabolic profile of astrocytes, and that these changes have functional consequences for surrounding neurons.

Role of lymph node fibroblasts in T cell priming

SummarySecondary lymphoid organs, such as lymph nodes or spleen, are the only places in our body where primary adaptive immune responses are efficiently elicited. These organs have distinct Β and Τ cell rich zones and Τ lymphocytes constantly migrate from the bloodstream into Τ zones to scan dendritic cells (DCs) for antigens they present. Specialized fibroblasts, the Τ zone reticular cells (HR.Cs), span the Τ zone in the form a three-dimensional network. lK.Cs guide incoming Τ cells in their migration, both chemically, by the secretion of the chemokines CCL19 and CCL21, and physically, by construction of a road system to which also DCs adhere. In this way TRCs are thought to facilitate encounters of Τ cells with antigen-bearing DCs and thereby accelerate the selection of rare antigen-specific Τ cells. The resulting Τ cell activation, proliferation and differentiation all take place within the TRC network. However, the influence of TRCs on Τ cell activation has so fer not been elucidated with the possible reasons being that TRCs represent a relative rare cell population and that mice devoid of TRCs have not been described.To circumvent these technical limitations, we established TRC clones and lines to have an abundant source to functionally characterize TRCs. Both the clones and lines show a fibroblastic phenotype, express a surface marker profile comparable to ex vivo TRCs and produce extracellular matrix molecules. However, expression of Ccl19, Ccl21 and ZL-7 is lost and could not be restored by cytokine stimulation. When these TRC clones or lines were cultured in a three-dimensional cell culture system, their morphology changed and resembled that of in vivo TRCs as they formed networks. By adding Τ cells and antigen-loaded DCs to these cultures we successfully reconstructed lymphoid Τ zones that allowed antigen-specific Τ cell activation.To characterize the role of TRCs in Τ cell priming, TRCs were co-cultured with antigen-specific Τ cells in the presence antigen-loaded DCs. Surprisingly, the presence of TRC lines and ex vivo TRCs inhibited rather than enhanced CD8+ Τ cell activation, proliferation and effector cell differentiation. TRCs shared this feature with fibroblasts from non-lymphoid tissues as well as mesenchymal stromal cells. TRCs were identified as a strong source of nitric oxide (NO) thereby directly dampening Τ cell expansion as well as reducing the Τ cell priming capacity of DCs. The expression of inducible NO synthase (iNOS) was up- regulated in a subset of TRCs by both DC-signals as well as interferon-γ produced by primed CD8+ Τ cells. Importantly, iNOS expression was induced during viral infection in vivo in both lymph node TRCs and DCs. Consistent with a role for NO as a negative regulator, the primary Τ cell response was exaggerated in iNOS-/- mice. Our findings highlight that in addition to their established positive roles in Τ cell responses TRCs and DCs cooperate in a negative feedback loop to attenuate Τ cell expansion during acute inflammation.RésuméLes organes lymphoïdes secondaires, comme les ganglions lymphoïdes ou la rate, sont les seuls sites dans notre corps où la réponse primaire des lymphocytes Β et Τ est initiée efficacement. Ces organes ont des zones différentes, riches en cellules Β ou T. Des lymphocytes Τ circulent constamment du sang vers les zones T, où ils échantillonent la surface des cellules dendritiques (DCs) pour identifier les antigènes qu'ils présentent. Des fibroblastes spécialisés - nommés Τ zone reticular cells (TRCs)' forment un réseau tridimensionnel dans la zone T. Les TRCs guident la migration des cellules Τ par deux moyens: chimiquement, par la sécrétion des chimiokines CCL19 et CCL21 et physiquement, par la construction d'un réseau routier en trois dimensions, auquel adhèrent aussi des DCs. Dans ce? cas, on pense que la présence des TRCs facilite les rencontres entre les cellules Τ et les DCs chargées de l'antigène et accélère la sélection des rares cellules Τ spécifiques. Ensuite, l'activation de cellules T, ainsi que la prolifération et la différenciation se produisent toutes à l'intérieur du réseau des TRCs. L'influence des TRCs sur l'activation des cellules T n'est que très peu caractérisée, en partie parce que les TRCs représentent une population rare et que les souris déficientes dans les TRCs n'ont pas encore été découvertes.Pour contourner ces limitations techniques, nous avons établi des clones et des lignées cellulaires de TRC pour obtenir une source indéfinie de ces cellules permettant leur caractérisation fonctionnelle. Les clones et lignées établis ont un phénotype de fibroblaste, ils expriment des molécules de surface similaires aux TRCs ex vivo et produisent de la matrice extracellulaire. Mais l'expression de Ccl19, Ccl21 et 11-7 est perdue et ne peut pas être rétablie par stimulation avec différentes cytokines. Les clones TRC ou les lignées cultivées en un système tridimensionnel de culture cellulaire, montrent une morphologie changée, qui ressemble à celle de TRC ex vivo inclus la construction de réseaux tridimensionnels.Pour caractériser le rôle des TRC dans l'activation des cellules T, nous avons cultivé des TRCs avec des cellules T spécifiques et des DCs chargées avec l'antigène. Etonnamment, la présence des TRC (lignées et ex vivo) inhibait plutôt qu'elle améliorait l'activation, la prolifération et la différenciation des lymphocytes T CDS+. Les TRCs partageaient cette fonction avec des fibr-oblastes des organes non lymphoïdes et des cellules souches du type mésenchymateux. Dans ces conditions, les TRCs sont une source importante d'oxyde nitrique (NO) et par ce fait limitent directement l'expansion des cellules T et réduisent aussi la capacité des DCs à activer les cellules T. L'expression de l'enzyme NO synthase inductible (ïNOS) est régulée à la hausse par des signaux dérivés des DCs et par l'interféron-γ produit par des cellules T de type CD8+ activées. Plus important, l'expression d'iNOS est induite pendant une infection virale in vivo, dans les TRCs et dans les DCs. Par conséquent, la réponse primaire de cellules T est exagérée dans des souris iNOS-/-. Nos résultats mettent en évidence qu'en plus de leur rôle positif bien établi dans la réponse immunitaire, les TRCs et les DCs coopèrent dans une boucle de rétroaction négative pour atténuer l'expansion des cellules T pendant l'inflammation aigiie pour protéger l'intégrité et la fonctionnalité des organes lymphoïdes secondaires.

The interplay between radiation and the immune system in the field of post-radical pneumonitis and fibrosis and why it is important to understand it.

A discussion on the importance and pathogenesis of radiation-induced pneumonitis and fibrosis is provided, with a special focus on the role of the immune system. The need to understand this interaction is highlighted in view of emerging therapeutic potential.

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.

Yellow fever vaccine induces integrated multilineage and polyfunctional immune responses.

Correlates of immune-mediated protection to most viral and cancer vaccines are still unknown. This impedes the development of novel vaccines to incurable diseases such as HIV and cancer. In this study, we have used functional genomics and polychromatic flow cytometry to define the signature of the immune response to the yellow fever (YF) vaccine 17D (YF17D) in a cohort of 40 volunteers followed for up to 1 yr after vaccination. We show that immunization with YF17D leads to an integrated immune response that includes several effector arms of innate immunity, including complement, the inflammasome, and interferons, as well as adaptive immunity as shown by an early T cell response followed by a brisk and variable B cell response. Development of these responses is preceded, as demonstrated in three independent vaccination trials and in a novel in vitro system of primary immune responses (modular immune in vitro construct [MIMIC] system), by the coordinated up-regulation of transcripts for specific transcription factors, including STAT1, IRF7, and ETS2, which are upstream of the different effector arms of the immune response. These results clearly show that the immune response to a strong vaccine is preceded by coordinated induction of master transcription factors that lead to the development of a broad, polyfunctional, and persistent immune response that integrates all effector cells of the immune system.

Signalling pathways in skin homeostasis

SUMMARY The results presented here contribute to a better understanding of the crucial molecular relationships and signalling cues exchanged by several fundamental cell types (epidermal keratinocytes, dermal fibroblasts, immune and endothelial cells) of the skin. Importantly we provide evidence to directly implicate Wnt/ß-catenin signalling as a putative player in different cell types (keratinocytes and neutrophils) in mediation of the cutaneous inflammatory response (Fart A). Finally we highlight the importance of several molecules, specifically expressed in the hair follicle stem cell niche to the morphogenesis and homeostasis of the hair follicle (Part B). PART A Currently the body of work pertaining to Wnt signalling and immune cells largely focuses on Wnt signalling in the development of these cells. The data presented here suggests a novel mechanism in which Wnt signalling appears to modulate immune cell recruitment to the skin. Keratinocytes are major contributors to early inflammatory responses by the release of chemokines which recruit immune cells. The resultant inflammatory response is a dynamic process of sequentially infiltrating immune cells governed by a network of growth factors, chemokines and cytokines. In wild type mice the response is typified by a rapid and substantial infiltration of neutrophils followed at later time points by macrophages and Tcells. The expression of the canonical Wnt pathway activating ligand, Wnt3a, is able to induce a strong neutrophil infiltration in the dermis. This response originates in keratinocytes, as it is abrogated upon keratinocyte-specific ablation of ß-catenin. Notably, this suggests that the crucial cross talk between these resident cells and recruited immune cells is, in part, mediated by Wnt signalling. In corroboration of this role of Wnt-mediated recruitment of neutrophils, expression of the Wnt inhibitory ligand sFRPI during acute inflammation results in a dramatic 'dampening' of immune cell infiltration in particular of neutrophil chemoattraction. Importantly, an intrinsic Wnt signalling pathway is essential for neutrophil chemoattraction in response to inflammatory stimuli. There is a marked reduction of neutrophil infiltration in mice grafted with a ß-catenin deficient bone marrow upon TPA induced cutaneous inflammation. Additionally, neutrophils lacking Wnt/ß-catenin fail to respond to IFNγ, an early inflammatory cue, in vitro. In combination, these data indicate a potent function of Wnt signalling in immune cell recruitment and the modulation of the inflammatory response. PART B Tissue specific stem cells form the cellular base on which tissue homeostasis and repair of adult tissue relies. The maintenance of this stem cell pool is highly dependent on the immediate environment or niche. We have identified three genes, the fibroblast growth factor receptor 1 (FGFR1), serpin protease inhibitor (serpin F1) and the haematopoietic cell phosphatase (Hcph) to be specifically expressed in a small population of stromal cells which are in close contact to bulge stem cells. These specialized stromal cells might represent an essential mesenchymal component of the skin stem cell niche and may regulate stem cell proliferation and differentiation. Multiple FGFR1 isoforms are generated through alternate transcript splicing and are able to interact with both FGFs and cell adhesion molecules. Two predominant forms of the receptor are FGFR1-α and FGFR1-ß. Expression of a dominant negative form of the alpha isoform prevents hair follicle morphogenesis altogether. Given that FGFR1-ß signals principally through the FGF ligands, this data indicates that FGF signalling is dispensable for follicle morphogenesis. Moreover the loss of follicular morphogenesis upon suggests a requirement for signalling via cell adhesion molecule association with the receptor as FGFR1 α has a greater affinity for these molecules. The expression of the second candidate niche gene serpin f1, lead to the complete ablation of hair follicle morphogenesis. The serpin f1 product, pigment-epithelial derived factor (PEDF) has potent anti-angiogenic effects. Immunohistochemical analysis using CD31, a endothelial cell marker, revealed that although these cells are present, they have are disorganised and do not form vessels. Interestingly, endothelial cells have been found to contribute to the neuronal stem cell niche and our results suggest a similar mechanism in the skin. SHP1, the Hcph gene product, is a phosphatase which acts in the haematopoetic system. Motheaten mice carrying spontaneous mutations in the Hcph gene have patchy alopecia in their skin and severe defects in their haematopoietic system. However the haematopoietic rescue of the mouse does not result in normal follicular homeostasis. Additionally, ablation of Hcph in either the dermal or keratinocyte compartments of the skin produces hair follicles with abberant morphologies. This data indicates that although SHP1 is not essential for hair follicle morphogenesis it is required in both epidermal and dermal compartments to maintain follicular morphology. RÉSUMÉ PARTIE A Jusqu'à présent, les travaux dédiés à l'étude de la voie de signalisation Wnt dans le système immunitaire se sont essentiellement concentrés sur son rôle dans le développement des cellules immunitaires. Les données présentées ici suggèrent fortement et de manière nouvelle, l'existence d'un mécanisme par lequel la voie de signalisation Wnt/ß-caténine module le recrutement de cellules immunitaires dans un tissu périphérique, la peau, et ainsi la réponse inflammatoire cutanée. La réponse inflammatoire cutanée est un processus dynamique d'infiltration séquentielle de diverses cellules immunitaires, orchestré par un réseau de facteurs de croissance, chémokines et cytokines. Les kératinocytes sont des contributeurs majeurs à la réponse inflammatoire précoce par la libération de chémokines qui permettent ensuite de recruter les cellules immunitaires. Dans des souris sauvages, la réponse est d'abord caractérisée par une infiltration rapide et substantielle de neutrophiles, suivie par celle des macrophages et des lymphocytes T. L'expression d'un ligand activateur de le voie canonique de signalisation Wnt (après injection infra-dermique de fibroblastes sur-exprimant Wnt-3a) induit une infiltration dermique très marquée de neutrophiles. De plus, la réponse est éliminée en l'absence de ß-caténine spécifiquement dans les kératinocytes, indiquant que ces cellules sont à l'origine de la réponse. De manière remarquable, ceci suggère qu'une signalisation cruciale entre ces cellules résidentes de la peau et les cellules immunitaires recrutées est, au moins en partie, médiée par la voie Wnt. Corroborant ce rôle de la voie Wnt/ß-caténine dans le recrutement des neutrophiles, l'expression d'un ligand inhibiteur de la voie (sFRP1) résulte au cours d'une inflammation aigüe en une réduction spectaculaire de l'infiltration des cellules immunitaires en général, et des neutrophiles en particulier. De manière importante, la voie de signalisation Wnt est intrinsèquement requise pour la chémoattraction des neutrophiles en réponse à un stimulus inflammatoire. En effet, suite à une inflammation cutanée induite par un ester de phorbol (TPA), une réduction notable de l'infiltration des neutrophiles est observée dans des souris préalablement greffées avec de la moelle osseuse constituée de cellules déficientes en ß-caténine. De plus, in vitro, les neutrophiles sans ß-caténine ne répondent pas à une stimulation par l'interféron γ, qui est pourtant un signal inflammatoire établi in vivo. En conclusion, nos données indiquent que la voie de signalisation Wnt/ß-caténine joue une fonction active dans le recrutement des cellules immunitaires vers un organe périphérique, la peau, ainsi que dans la modulation, à plusieurs niveaux, de la réponse inflammatoire cutanée. PARTIE B Les cellules souches tissu-spécifiques forment la base cellulaire sur laquelle repose l'homéostase et la réparation tissulaires chez l'adulte. La maintenance de ce réservoir de cellules souches est hautement dépendante de leur environnement cellulaire immédiat, encore appelé «niche des cellules souches». Dans la peau, ces cellules stromales spécialisées représentent un compartiment mésenchymateux essentiel de la niche des cellules souches en régulant leurs prolifération et différentiation. Nous avons identifié trois gènes, le «récepteur 1 àux facteurs de croissance des fibroblastes » (Fgfr1 ), l' «inhibiteur de protéase à sérine » (serpinf1 ou pedf) et la « phosphatase des cellules hématopoiétiques » (Hcph ou Ptpn6), comme spécifiquement exprimés par une petite population de cellules stromales qui sont étroitement associées aux cellules souches de la peau (localisées au niveau du bombement du follicule pileux). Pour analyser leur fonction dans ce contexte, nous avons utilisé un test de reconstitution complète de peau murine en combinaison à des. transductions géniques basées sur l'utilisation de lentivirus. Ce test repose sur le mélange de deux compartiments cellulaires, épidermique (kératinocytes) et dermique (fibroblastes), greffés sur une zone ouverte de peau du dos d'une souris pour ensemble reconstituer la peau. Des isoformes multiples de FGFR1 sont générées par épissage alternatif de transcrits et sont capables d'interagir à la fois avec les FGFs (facteurs de croissance des fibroblastes) et les molécules d'adhésion cellulaires. Les deux formes prédominantes du récepteur, FGFR1-α et FGFR1-ß, ne différent que par le «domaine ressemblant aux immunoglobulines 1 » (immunoglobulin-like 1 domain), absent de FGFR1-ß. De plus, FGFR1-ß a une affinité plus grande pour les FGFs et plus faible pour les molécules d'adhésion cellulaires telles que la Ncadhérine (connue pour activer FGFR). La sur-expression de l'une ou l'autre des formes n'empêche pas la morphogenèse folliculaire mais conduit à la formation de follicules aberrants. Toutefois, une différence phénotypique majeure est observée lorsqu'une forme «Dominant-Négatif » (DN) est exprimée dans le compartiment dermique. La sur-expression de FGFR1-ß DN conduit en effet à la formation de follicules petits et tronqués, avec des gaines épithéliales et un bulbe élargis ainsi qu'une petite papille dermique. Par contre, l'expression de FGFR1-α DN abolit complètement la morphogenèse folliculaire. Etant donné que la signalisation par FGFR1-ß est principalement dépendante des ligands FGFs, ces données indiquent que la signalisation par ceux-cì est non-nécessaire à la morphogenèse folliculaire. De plus, l'abolition du processus par la sur-expression de FGFR1-a DN suggëre une signalisation nécessaire entre le récepteur FGFR1 et une ou des molécules d'adhésion cellulaire. L'expression de notre second candidat comme gène spécifique de la niche des cellules souches de la peau, serpinf1, prévient la morphogenèse folliculaire. Seules de petites structures ressemblant à des cystes sont observées après reconstitution de la peau. De plus, dans ces transplants, aucune cellule CD34-positive (marqueur des cellules souches) n'est retrouvée associé à ces cystes. Le produit du gène serpin f1, le «facteur dérivé d'épithélium pigmentaire » (PEDF) est un puissant facteur anti-angiogénique. Nous avons donc analysé la vascularisation des transplants par immunohistochirnies utilisant CD31, un marqueur des cellules endothéliales. Nos résultats révèlent que les cellules endothéliales sont bien présentes, mais de manière désorganisée et ne formant pas de vaisseaux. De manière intéressante, les cellules endothéliales contribuent activement à la niche des cellules souches neuronales, et nos résultats suggèrent donc l'existence possible d'un mécanisme similaire dans la peau. SHP1, le produit du gène Hcph, est une phosphatase quì agit dans le système hématopoiétique. Les souris « motheaten »qui portent des mutations spontanées du gène ont une alopécie inégale au niveau de la peau et de sévères troubles du système hématopoiétique. Pour s'assurer que le phénotype observé au niveau de la peau n'est pas une conséquence d'un défaut du système hématopoiétique, nous avons transplanté des souris Hcph -/- avec de la moelle osseuse sauvage afin de restaurer la fonction de SHP 1 dans le système hématopoiétique. Toutefois, le défaut de morphologie folliculaire est maintenu. De plus, l'ablation d'Hcph dans le compartiment dermique ou épidermique d'essais de reconstitution de peau conduit à la production de follicules pileux avec des morphologies aberrantes. Ces données indiquent que SHP1 n'est pas essentiel à la morphogenèse folliculaire mais est toutefois requis à la fois dans les compartiments épidermiques et dermiques pour la maintenance de la forme du follicule.

Gut permeability and food allergies.

Intestinal permeability is a critical feature of the gastrointestinal epithelium as it must allow an efficient passage of nutrients and restrict the entry of larger molecules, such as protein antigen, in order to facilitate appropriate immune responses towards food antigens. The proper regulation of the epithelial barrier relies on multiple, intricate physiological and immunologic mechanisms, in terms of which recent progresses regarding the cellular and molecular components have been unravelled. In genetically predisposed individuals, breakdown of oral tolerance can occur, leading to the inadequate production of allergen-specific IgE and the recruitment of mast cells in the gastrointestinal mucosa. Under such conditions, the intestinal permeability towards allergen is altered via different mechanisms, with IgE-CD23-mediated transport across the mucosa playing an important amplification role. Additionally, during the effector phase of the allergic reaction, when mast cells degranulate, a series of inflammatory mediators, such as proteases and cytokines, are released and further affects intestinal permeability. This leads to an increase in the passage of allergens and hence contributes to perpetuate the inflammatory reaction. In this review, we describe the importance of properly balanced intestinal permeability in oral tolerance induction and address the processes involved in damaging the intestinal barrier in the sensitized epithelium and during allergic reactions. We conclude by speculating on the effect of increased intestinal permeability on the onset of sensitization towards dietary antigens.

Understanding the multifaceted role of inflammatory mediators in ischemic stroke.

The evolution of ischemic brain damage is strongly affected by an inflammatory reaction that involves soluble mediators, such as cytokines and chemokines, and specialized cells activated locally or recruited from the periphery. The immune system affects all phases of the ischemic cascade, from the acute intravascular reaction due to blood flow disruption, to the development of brain tissue damage, repair and regeneration. Increased endothelial expression of adhesion molecules and blood-brain barrier breakdown promotes extravasation and brain recruitment of blood-borne cells, including macrophages, neutrophils, dendritic cells and T lymphocytes, as demonstrated both in animal models and in human stroke. Nevertheless, most anti-inflammatory approaches showing promising results in experimental stroke models failed in the clinical setting. The lack of translation may reside in the redundancy of most inflammatory mediators, exerting both detrimental and beneficial functions. Thus, this review is aimed at providing a better understanding of the dualistic role played by each component of the inflammatory/immune response in relation to the spatio-temporal evolution of ischemic stroke injury.

Tissue-based immune monitoring I: tumor core needle biopsies allow in-depth interrogation of the tumor microenvironment.

We sought to assess the feasibility and reproducibility of performing tissue-based immune characterization of the tumor microenvironment using CT-compatible needle biopsy material. Three independent biopsies were obtained intraoperatively from one metastatic epithelial ovarian cancer lesion of 7 consecutive patients undergoing surgical cytoreduction using a 16-gauge core biopsy needle. Core specimens were snap-frozen and subjected to immunohistochemistry (IHC) against human CD3, CD4, CD8, and FoxP3. A portion of the cores was used to isolate RNA for 1) real-time quantitative (q)PCR for CD3, CD4, CD8, FoxP3, IL-10 and TGF-beta, 2) multiplexed PCR-based T cell receptor (TCR) CDR3 Vβ region spectratyping, and 3) gene expression profiling. Pearson's correlations were examined for immunohistochemistry and PCR gene expression, as well as for gene expression array data obtained from different tumor biopsies. Needle biopsy yielded sufficient tissue for all assays in all patients. IHC was highly reproducible and informative. Significant correlations were seen between the frequency of CD3+, CD8+ and FoxP3+ T cells by IHC with CD3ε, CD8A, and FoxP3 gene expression, respectively, by qPCR (r=0.61, 0.86, and 0.89; all p< 0.05). CDR3 spectratyping was feasible and highly reproducible in each tumor, and indicated a restricted repertoire for specific TCR Vβ chains in tumor-infiltrating T cells. Microarray gene expression revealed strong correlation between different biopsies collected from the same tumor. Our results demonstrate a feasible and reproducible method of immune monitoring using CT-compatible needle biopsies from tumor tissue, thereby paving the way for sophisticated translational studies during tumor biological therapy.

UV irradiation of human keratinocytes activates the inflammasome

Human keratinocytes represent a potent source of the pro-inflammatory cytokines pro-interleukin(IL)-1α and -β. ProIL-1β requires processing by caspase-1 (IL-1β-converting enzyme, ICE) for activation and receptor binding. ProIL-1α and -β lack a signal peptide and leave the cell via the alternative secretion pathway, which is independent of the classical ER/Golgi pathway. Both cytokines are stored in the cytoplasm and can be activated and released upon UV irradiation. In macrophages maturation of proIL-1β requires the activation of inflammasomes, innate multiprotein immune complexes, which are essential for the activation of caspase-1 and thereby for processing of proIL-1β. However, the intracellular pathways, which are responsible for activation of proIL-1β and secretion of IL-1β in keratinocytes, are unknown. We show that human keratinocytes express inflammasome proteins in vitro and in vivo. UVB irradiation of keratinocytes results in an increase of cytoplasmic Ca2+ from intracellular stores. This shift is required for inflammasome-dependent activation of caspase-1 and subsequent processing of proIL-1β and secretion of IL-1β. In contrast to macrophages, caspase-1 cannot activate proIL-18 in keratinocytes, although secretion of this cytokine is also induced by UVB irradiation. In vivo, caspase-1 is also essential for UVB-induced inflammation in the skin, since caspase-1 knockout mice showed a strongly reduced inflammatory response after UVB irradiation. Our results suggest that keratinocytes are important immuno-competent cells under physiological and pathological conditions.

Notch signaling in the immune system.

The Notch signaling pathway regulates many aspects of embryonic development, as well as differentiation processes and tissue homeostasis in multiple adult organ systems. Disregulation of Notch signaling is associated with several human disorders, including cancer. In the last decade, it became evident that Notch signaling plays important roles within the hematopoietic and immune systems. Notch plays an essential role in the development of embryonic hematopoietic stem cells and influences multiple lineage decisions of developing lymphoid and myeloid cells. Moreover, recent evidence suggests that Notch is an important modulator of T cell-mediated immune responses. In this review, we discuss Notch signaling in hematopoiesis, lymphocyte development, and function as well as in T cell acute lymphoblastic leukemia.

Deletion of the Vaccinia Virus Gene A46R, Encoding for an Inhibitor of TLR Signalling, Is an Effective Approach to Enhance the Immunogenicity in Mice of the HIV/AIDS Vaccine Candidate NYVAC-C.

Viruses have developed strategies to counteract signalling through Toll-like receptors (TLRs) that are involved in the detection of viruses and induction of proinflammatory cytokines and IFNs. Vaccinia virus (VACV) encodes A46 protein which disrupts TLR signalling by interfering with TLR: adaptor interactions. Since the innate immune response to viruses is critical to induce protective immunity, we studied whether deletion of A46R gene in a NYVAC vector expressing HIV-1 Env, Gag, Pol and Nef antigens (NYVAC-C) improves immune responses against HIV-1 antigens. This question was examined in human macrophages and in mice infected with a single A46R deletion mutant of the vaccine candidate NYVAC-C (NYVAC-C-ΔA46R). The viral gene A46R is not required for virus replication in primary chicken embryo fibroblast (CEF) cells and its deletion in NYVAC-C markedly increases TNF, IL-6 and IL-8 secretion by human macrophages. Analysis of the immune responses elicited in BALB/c mice after DNA prime/NYVAC boost immunization shows that deletion of A46R improves the magnitude of the HIV-1-specific CD4 and CD8 T cell immune responses during adaptive and memory phases, maintains the functional profile observed with the parental NYVAC-C and enhances anti-gp120 humoral response during the memory phase. These findings establish the immunological role of VACV A46R on innate immune responses of macrophages in vitro and antigen-specific T and B cell immune responses in vivo and suggest that deletion of viral inhibitors of TLR signalling is a useful approach for the improvement of poxvirus-based vaccine candidates.

Entamoeba lysyl-tRNA synthetase contains a cytokine-like fomain with chemokine activity towards human endothelial cells

Immunological pressure encountered by protozoan parasites drives the selection of strategies to modulate or avoid the immune responses of their hosts. Here we show that the parasite Entamoeba histolytica has evolved a chemokine that mimics the sequence, structure, and function of the human cytokine HsEMAPII (Homo sapiens endothelial monocyte activating polypeptide II). This Entamoeba EMAPII-like polypeptide (EELP) is translated as a domain attached to two different aminoacyl-tRNA synthetases (aaRS) that are overexpressed when parasites are exposed to inflammatory signals. EELP is dispensable for the tRNA aminoacylation activity of the enzymes that harbor it, and it is cleaved from them by Entamoeba proteases to generate a standalone cytokine. Isolated EELP acts as a chemoattractant for human cells, but its cell specificity is different from that of HsEMAPII. We show that cell specificity differences between HsEMAPII and EELP can be swapped by site directed mutagenesis of only two residues in the cytokines' signal sequence. Thus, Entamoeba has evolved a functional mimic of an aaRS-associated human cytokine with modified cell specificity.

Viral- and myelin-specific cellular immune response in patients treated with natalizumab: a cross-sectional and a longitudinal prospective study

Introduction: Natalizumab, a monoclonal antibody binding to the alpha4 integrins, is efficient in preventing relapses and progression of disability in multiple sclerosis (MS) patients. However, a total of seven MS patients treated with natalizumab suffered from progressive multifocal leukoencephalopathy (PML), on a total of 53?000 patients (data of March 6, 2009) treated with this drug. PML is a disease affecting immunosuppressed people, which is caused by the polyomavirus JC (JCV). This virus produces a lytic infection of the oligodendrocytes. Yet, natalizumab cannot be considered as a classical immunosuppressant, such as suggested by the fact that no increased incidence of other opportunistic infections was reported with this drug. It has been postulated that, by closing the blood-brain, natalizumab might prevent JCV-specific CD8_ T cells to reach the CNS and perform immune surveillance. Alternatively, it has been suggested that this drug acts by releasing JCV from the bone marrow, one of its site of latency. In this study, we address the question whether there is an increased activity of JCV in the blood of natalizumab-treated MS patients. Material and Methods: In this prospective longitudinal study, we are following a cohort of 24 MS patients receiving monthly injections of natalizumab. Blood and urine are drawn every one to three months, up to 12 months. As a control group, we follow 16 MS patients treated with IFN-beta. For this control group, there are two time-points: before and 1094 months after treatment onset. We are analysing the viral (JCV-, EBV- and CMV-) as well as the myelin- (MOG-, MOBP-) specific cellular immune responses using proliferation and ELISPOT (IFNgamma) assays. For JCV, we study the response against VP1, the major capsid protein. For JCV VP1, MOG and MOBP, we use 15-mer peptides overlapping by 10 amino acids, thus eliciting CD4_ as well as CD8_ T cell response. These peptides encompasse the whole sequence of the proteins. For EBV and CMV, we use pools of immunodominant 8- to 10-mer peptides eliciting CD8_ T cells. At the same time-points, using RTPCR, we determine the presence of JCV DNA coding for the VP1 protein in the PBMC, plasma, and urine. Results: At the time of writing this abstract, 16 patients have reached the 9-month (T9), and 11 the T12 time-point. We expect that by the ISNV meeting in June 2009, 18 and 14 patients will be at T9 and T12, respectively. Virological and immunological results will be presented. 9th International Symposium on NeuroVirology 2_6 June 2009 39 J Neurovirol Downloaded from informahealthcare.com by Cantonale et Universitaire on 06/25/10 For personal use only. Conclusions: This ongoing longitudinal prospective study should tell us whether there is an enhanced JCV activity in the peripheral blood of patients on natalizumab. This work is supported by the FNS (PP00B-106716), the Swiss MS Society and a research grant from Biogen Dompe.

Enrichment of human CD4+ V(alpha)24/Vbeta11 invariant NKT cells in intrahepatic malignant tumors.

Invariant NKT cells (iNKT cells) recognize glycolipid Ags via an invariant TCR alpha-chain and play a central role in various immune responses. Although human CD4(+) and CD4(-) iNKT cell subsets both produce Th1 cytokines, the CD4(+) subset displays an enhanced ability to secrete Th2 cytokines and shows regulatory activity. We performed an ex vivo analysis of blood, liver, and tumor iNKT cells from patients with hepatocellular carcinoma and metastases from uveal melanoma or colon carcinoma. Frequencies of Valpha24/Vbeta11 iNKT cells were increased in tumors, especially in patients with hepatocellular carcinoma. The proportions of CD4(+), double negative, and CD8alpha(+) iNKT cell subsets in the blood of patients were similar to those of healthy donors. However, we consistently found that the proportion of CD4(+) iNKT cells increased gradually from blood to liver to tumor. Furthermore, CD4(+) iNKT cell clones generated from healthy donors were functionally distinct from their CD4(-) counterparts, exhibiting higher Th2 cytokine production and lower cytolytic activity. Thus, in the tumor microenvironment the iNKT cell repertoire is modified by the enrichment of CD4(+) iNKT cells, a subset able to generate Th2 cytokines that can inhibit the expansion of tumor Ag-specific CD8(+) T cells. Because CD4(+) iNKT cells appear inefficient in tumor defense and may even favor tumor growth and recurrence, novel iNKT-targeted therapies should restore CD4(-) iNKT cells at the tumor site and specifically induce Th1 cytokine production from all iNKT cell subsets.