Étude de la différenciation des lymphocytes T CD8+ effecteurs et mémoires : rôle de la cellule présentatrice d’antigène et de la voie de signalisation Notch

Lors d’une infection par un pathogène, des lymphocytes T CD8+ naïfs (LTn) spécifiques de l’antigène sont activés, prolifèrent et se différencient en LT effecteurs (LTe). Les LTe produisent différentes cytokines et acquièrent une activité cytotoxique menant à l’élimination du pathogène. Seulement 5 à 10 % des LTe survivront et se différencieront en LT mémoires (LTm), qui sont capables de répondre plus rapidement lors d’une seconde infection par le même pathogène, contribuant au succès de la vaccination. Toutefois, la compréhension de l’ensemble des mécanismes régulant le développement des LTe et des LTm demeure incomplète. Afin de mieux comprendre les signaux requis pour la différenciation des LT CD8+ lors de la réponse immune, nous avons posé deux hypothèses. Nous avons d’abord proposé que différentes cellules présentatrices d’antigène (CPA) fournissent différents signaux au moment de la reconnaissance antigénique influençant ainsi le devenir des LT CD8+. Vu leur potentiel d’utilisation en immunothérapie, nous avons comparé la capacité d’activation des LT CD8+ par les lymphocytes B activés via le CD40 (CD40-B) et les cellules dendritiques (CD). Nous avons montré que l’immunisation avec des CD40-B induit une réponse effectrice mais, contrairement à l’immunisation avec des CD, pratiquement aucun LTm n’est généré. Les LTe générés sont fonctionnels puisqu’ils sécrètent des cytokines, ont une activité cytotoxique et contrôlent une infection avec Listeria monocytogenes (Lm). Nous proposons qu’une sécrétion plus faible de cytokines par les CD40 B ainsi qu’une interaction plus courte et moins intime avec les LT CD8+ comparativement aux CD contribuent au défaut de différenciation des LTm observé lors de la vaccination avec les CD40-B. Ensuite, nous posé l’hypothèse que, parmi les signaux fournis par les CPA au moment de la reconnaissance antigénique, la voie de signalisation Notch influence le développement des LTe, mais aussi des LTm CD8+ en instaurant un programme génétique particulier. D’abord, grâce à un système in vitro, le rôle de la signalisation Notch dans les moments précoces suivant l’activation du LT CD8+ a été étudié. Ce système nous a permis de démontrer que la voie de signalisation Notch régule directement l’expression de la molécule PD-1. Ensuite, grâce à des souris où il y a délétion des récepteurs Notch1 et Notch2 seulement chez les LT CD8+ matures, un rôle de la voie de signalisation Notch dans la réponse immune des LT CD8+ a été démontré. Nos résultats démontrent que suite à une infection avec Lm ou à une immunisation avec des CD, la signalisation Notch favorise le développement de LTe, exprimant fortement KLRG1 et faiblement CD127, destinés à mourir par apoptose. Toutefois, la signalisation Notch n’a pas influencé la génération de LTm. De façon très intéressante, l’expression des récepteurs Notch influence la production d’IFN- en fonction du contexte d’activation. En effet, suite à une infection avec Lm, l’absence des récepteurs Notch n’affecte pas la production d’IFN- par les LTe, alors qu’elle est diminuée suite à une immunisation avec des CD suggérant un rôle dépendant du contexte pour la voie de signalisation Notch. Nos résultats permettent une meilleure compréhension des signaux fournis par les différentes CPA et de la voie de signalisation Notch, donc des mécanismes moléculaires régulant la différenciation des LT CD8+ lors de la réponse immunitaire, ce qui pourrait ultimement permettre d’améliorer les stratégies de vaccination.

Étude de l’interaction Ikaros/voie de signalisation Notch au cours de l'érythropoïèse

Tout au long de la vie d’un individu, il existe un nombre optimal de cellules à produire et de progéniteurs à conserver en réserve. On parle de maintien de l’homéostasie tissulaire. De façon générale, l’organisme a cinq possibilités pour réguler l’homéostasie : l’autorenouvellement et la quiescence, souvent utilisés pour maintenir un ‘pool’ fonctionnel de progéniteurs, la différenciation qui permet de produire des cellules effectrices, l’apoptose et la sénescence, qui permettent de limiter la production de cellules ou encore d’en faire diminuer le nombre quand elles sont en excès. La régulation de ces quatre mécanismes peut se faire de façon extrinsèque en passant par différentes voies de signalisation combinées à l’action intrinsèque de facteurs de transcription comme Ikaros et GATA1. Le facteur de transcription Ikaros joue un rôle critique dans le devenir des cellules progénitrices et la différenciation des lignages hématopoïétiques. Cependant, il demeure surtout connu pour son influence sur la voie Notch dans les cellules lymphoïdes, notamment les lymphocytes T. Les cellules érythroïdes sont hautement sensibles à l’environnement et donc, particulièrement adaptées à l’étude des régulations de l’homéostasie. Les résultats de différentes études ont permis de démontrer qu’Ikaros et la voie Notch influencent l’érythropoïèse. Cependant le détail de leurs actions demeure en grande partie inconnu à ce jour. Au cours de notre étude nous avons voulu déterminer l’action d’Ikaros dans le maintien de l’homéostasie des cellules érythroïdes et si son rôle passe par un dialogue avec la voie Notch. Nous avons voulu décrypter les mécanismes de régulation transcriptionnelle utilisés par Ikaros et par Notch au cours de l’érythropoïèse et leurs effets. Notre étude montre qu’Ikaros réprime à l’aide de GATA1 le gène Hes1, une cible importante de la voie Notch, en recrutant un complexe de la famille Polycomb, le PRC2 ii (Polycomb Repressive Complex 2). Cette répression permet la promotion de la différenciation des cellules érythroïdes. Au niveau du maintien de l’homéostasie par régulation de l’apoptose, Ikaros est connu pour cibler l’anti-apoptotique Bcl2l1 dans les lymphocytes. Puisque Gata-1, partenaire préférentiel d’Ikaros cible Bcl2l1 dans les cellules érythroïdes, nous avons caractérisé leur effet sur l’expression de Bcl2l1. Nous avons découvert qu’Ikaros active de façon directe Bcl2l1 et qu’il recrute sur le gène deux complexes partenaires d’élongation : un de la famille SET1/MLL, et le complexe P-TEFb-NuRD. En l’absence d’Ikaros, le fragment intracellulaire de Notch (NICD) et son cofacteur RBP-J remplacent Ikaros et favorisent l’hyper-activation de l’expression de Bcl2l1. Ceci est associé à la modification du complexe d’élongation recruté, ainsi qu’à la mise en place de modifications épigénétiques distinctes de celles observées avec Ikaros ce qui modifie l’élongation transcriptionnelle du gène. Ikaros et Notch sont fréquemment mutés ou présentent des fonctions altérées dans les leucémies. Notre étude montre un dialogue Ikaros/Notch influençant aussi bien la différenciation que l’apoptose et met en évidence l’existence d’un circuit génétique dont le dérèglement pourrait favoriser l’apparition d’une hématopoïèse maligne.

Étude de la régulation de l'activité du ligand Delta dans le cadre de la signalisation Notch

La voie de signalisation Notch est conservée au cours de l'évolution. Elle joue un rôle clé dans le développement, et elle est impliquée dans de nombreuses décisions de destin cellulaire, dans le maintien des cellules souches, et dans le contrôle de la prolifération et de la différenciation cellulaires. Une dérégulation de la signalisation Notch est impliquée dans diverses maladies et cancers, y compris les tumeurs solides, comme les cancers du sein et du col de l'utérus, et les leucémies, comme la Leucémie Aiguë Lymphoblastique des cellules T (LAL-T). Notch est un récepteur transmembranaire activé par des ligands transmembranaires de la famille DSL (Delta/Serrate/Lag-2). Bien que plusieurs mutations oncogéniques ont été identifiées au niveau du récepteur Notch, de nombreux cancers modulés par Notch demeurent ligand-dépendants. Étonnamment, les mécanismes moléculaires régulant l'activation du ligand sont encore relativement peu caractérisés par rapport à ceux qui régissent le récepteur Notch lui-même. Utilisant un essai de co-culture avec un rapporteur luciférase de Notch, nous avons effectué le premier crible d'ARNi pan-génomique visant spécifiquement à identifier des régulateurs des ligands de Notch dans la cellule émettrice du signal. Nous avons ainsi pu découvrir de nouvelles classes de régulateurs communs pour les ligands Delta-like1 et 4. Ces régulateurs comprennent des inhibiteurs de protéases, des facteurs de transcription, et des gènes divers à fonction inconnue, tels que Tmem128 « Transmembrane protein 128 », ou à fonction préalablement caractérisée tels que la co-chaperonne moléculaire Cdc37 « Cell division cycle 37 homolog ». Par la suite, nous avons développé des cribles secondaires fonctionnels où nous avons démontré l'importance de ces régulateurs pour des événements Notch-dépendants, comme la différenciation des cellules T normales, et la survie des cellules souches pré-leucémiques isolées à partir d'un modèle murin de LAL-T. En outre, nous avons prouvé que les régulateurs les plus forts du crible de survie sont également nécessaires pour l'activité d'auto-renouvellement des cellules souches pré-leucémiques. Finalement, nous avons entamé une caractérisation moléculaire préliminaire de deux régulateurs nouvellement identifiés; Tmem128 et Cdc37 afin d'étudier leur mécanisme d'action sur les ligands. En conclusion, cette étude nous a permis d'identifier de nouveaux régulateurs de la voie Notch qui pourraient servir de cibles thérapeutiques potentielles dans les cancers; tel qu'illustré par le modèle LAL-T. La compréhension des détails moléculaires sous-jacents aux fonctions de ces régulateurs sera essentielle afin de développer des inhibiteurs pharmacologiques pour bloquer leur action et entraver la signalisation Notch dans le cancer.

Ultra-wideband slot antenna with band-notch characteristics for wireless USB dongle applications

A compact ultra-wideband (UWB) printed slot antenna is described, suitable for integration with the printed circuit board (PCB) of a wireless, universal, serial-bus dongle. The design comprises of a near-rectangular slot fed by a coplanar waveguide (CPW) printed on a PCB of size 20 × 30 mm2. It has a large bandwidth covering the 3.1–10.6 GHz UWB band, with omnidirectional radiation patterns. Further, a notched band centered at 5.45 GHz wireless local area network bands is obtained within the wide bandwidth by inserting a narrow slot inside the tuning stub. Details of the antenna design are described, and the experimental results of the constructed prototype are presented. The time domain studies on the antenna shows a linear phase response throughout the band except at the notched frequency. The transient analysis of the antenna indicates very little pulse distortion confirming its suitability for high speed wireless connectivity.

Manifestaciones renales en pacientes con síndrome de Alagille: Reporte de casos y revisión de la literatura.

El síndrome de Alagille es una condición autosómica dominante que se define clínicamente por alteraciones de cinco sistemas principales: escasez de ductos biliares con colestasis crónica, compromiso cardíaco (estenosis pulmonar), óseo (vétebras en mariposa), oftálmico (embriotoxon posterior) y de la cara (fascies dismórficas leves pero reconocibles). La afectación renal es común en estos pacientes; sin embargo, no hace parte de los criterios que definen el síndrome. Reportamos los casos de 3 pacientes con síndrome de Alagille y compromiso renal y realizamos una revisión de la literatura para establecer la importancia de incluir la evaluación de este sistema en el diagnóstico del síndrome. Concluimos que el compromiso renal es frecuente, y por lo tanto sugerimos que en todos los casos se evalúe la posibilidad de compromiso renal tanto a nivel estructural como funcional glomerular y tubular.

A role for Notch signaling in human corneal epithelial cell differentiation and proliferation

PURPOSE. To identify the role of Notch signaling in the human corneal epithelium. METHODS. Localization of Notch1, Notch2, Delta1, and Jagged1 in the human corneal epithelium was observed with the use of indirect immunofluorescence microscopy. Gene and protein expression of Notch receptors and ligands in human corneal epithelial cells was determined by RT-PCR and Western blot analysis, respectively. The effects of Notch inhibition (by {gamma}-secretase inhibition) and activation (by recombinant Jagged1) on epithelial cell proliferation (Ki67) and differentiation (CK3) were analyzed after Western blotting and immunocytochemistry. RESULTS. Immunofluorescent labeling localized Notch1 and Notch2 to suprabasal epithelial cell layers, whereas Delta1 and Jagged1 were observed throughout the corneal epithelium. Notch1, Notch2, Delta1, and Jagged1 genes and proteins were expressed in human corneal epithelial cells. {gamma}-Secretase inhibition resulted in decreased Notch1 and Notch2 expression, with an accompanying decrease in Ki67 and increased CK3 expression. The activation of Notch by Jagged1 resulted in the upregulation of active forms of Notch1 and 2 proteins (P < 0.05), with a concurrent increase in Ki67 (P < 0.05) and a decrease in CK3 (P < 0.05) expression. Interestingly, {gamma}-secretase inhibition in a three-dimensional, stratified corneal epithelium equivalent had no effect on Ki67 or CK3 expression. In contrast, Jagged1 activation resulted in decreased CK3 expression (P < 0.05), though neither Notch activation nor inhibition affected cell proliferation in the 3D tissue equivalent. CONCLUSIONS. Notch family members and ligands are expressed in the human corneal epithelium and appear to play pivotal roles in corneal epithelial cell differentiation.

Notch signaling controls the balance of ciliated and secretory cell fates in developing airways

Although there is accumulated evidence of a role for Notch in the developing lung, it is still unclear how disruption of Notch signaling affects lung progenitor cell fate and differentiation events in the airway epithelium. To address this issue, we inactivated Notch signaling conditionally in the endoderm using a Shh-Cre deleter mouse line and mice carrying floxed alleles of the Pofut1 gene, which encodes an O-fucosyltransferase essential for Notch-ligand binding. We also took the same conditional approach to inactivate expression of Rbpjk, which encodes the transcriptional effector of canonical Notch signaling. Strikingly, these mutants showed an almost identical lung phenotype characterized by an absence of secretory Clara cells without evidence of cell death, and showed airways populated essentially by ciliated cells, with an increase in neuroendocrine cells. This phenotype could be further replicated in cultured wild-type lungs by disrupting Notch signaling with a gamma-secretase inhibitor. Our data suggest that Notch acts when commitment to a ciliated or non-ciliated cell fate occurs in proximal progenitors, silencing the ciliated program in the cells that will continue to expand and differentiate into secretory cells. This mechanism may be crucial to define the balance of differentiated cell profiles in different generations of the developing airways. It might also be relevant to mediate the metaplastic changes in the respiratory epithelium that occur in pathological conditions, such as asthma and chronic obstructive pulmonary disease.

February 2002: Kicking It Up a Notch

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Myocardial contractile dysfunction contributes to the development of heart failure in rats with aortic stenosis

Objectives: To analyze the potential contribution of contractility state and ventricular geometry to the development of heart failure in rats with aortic stenosis.Methods: Rats were divided into three groups: compensated aortic stenosis (AS, n = 11), heart failure AS (n = 12) and control rats (C, n = 13).Results: After 21 weeks, failing AS rats presented higher systolic (C = 36.6 +/- 3.1, AS-78.6 +/- 4.8*, failing AS = 104.6 +/- 7.8*) and diastolic meridian stress (C = 6.9 +/- 0.4, AS = 20.1 +/- 1.1*, failing AS = 43.2 +/- 3.2*(dagger)), hydroxyproline (C = 3.6 +/- 0.7 mg/g, AS = 6.6 +/- 0.6* mg/g, failing AS = 9.2 +/- 1.4*(dagger) mg/g) and cross-sectional area (C = 338 +/- 25 mu m(2), AS = 451 +/- 32* mu m(2), failing AS = 508 +/- 36*(dagger) mu m(2)), in comparison with control and compensated AS animals (*p < 0.05 vs. control, (dagger)p < 0.05 vs. AS). In the isometric contraction study, considering the time from peak tension to 50% relaxation (RT50), the relative variation responses, following post-rest contraction and increase in Ca2+ concentration, were higher in failing AS than compensated AS animals. In contrast, following post-rest contraction, compensated AS group presented higher values of the peak developed tension (DT) than failing AS group. Following beta-adrenergic stimulation, control animals presented higher values of +dT/dt and -dT/dt than AS animals. In addition, failing AS animals presented higher TPT values than compensated AS animals.Conclusion: Myocardial contractile dysfunction contributes to the development of heart failure in rats with aortic stenosis. (c) 2006 Elsevier B.V.. All rights reserved.

Follow-up study of morphology and cardiac function in rats undergoing induction of supravalvular aortic stenosis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)