Untersuchungen zu Migration, Homing und Effektor-Funktionen humaner T-Lymphozyten in NOD.Cg-Prkdc scid Il2r gtm1Wjl, SzJ-Mäusen im Rahmen der allogenen hämatopoetischen Stammzelltransplantation

Die akute myeloische Leukämie (AML) zählt zu den aggressivsten neoplastischen Erkrankungenrnder Hämatopoese. Die Mehrheit der Patienten mit AML erreicht nach Induktions-rnChemotherapie den Zustand der kompletten Remission, jedoch erleiden mehr als die Hälfterndieser Patienten anschließend einen Rückfall und versterben an den Folgen der Erkrankungrn[1]. Die allogene hämatopoetische Stammzelltransplantation (engl.: hematopoietic stem cellrntransplantation, HSCT) stellt die einzig putativ kurative Behandlungsform für rezidierendernPatienten und solche mit schlechter Prognose dar. Jedoch birgt diese Form der Therapiernauch eine Vielzahl an Risiken. Insbesondere das Auftreten einer akuten Transplantat-gegen-rnWirt-Erkrankung (engl.: graft-versus-host disease, GvHD) stellt die Hauptursache für transplantationsassoziierternMortalität und Morbidität dar [2]. Die Depletion von alloreaktiven zytotoxischenrnT Lymphozyten (CTL) aus dem Transplantat ermöglicht zwar die Prävention derrnEntstehung einer GvH-Erkrankung, jedoch häufig unter gleichzeitigem Verlust des förderlichen,rnanti-leukämischen Transplantat-gegen-Leukämie-Effekts (engl.: graft-versus-leukemia,rnGvL) [3]. Um den GvL-Effekt unter Vermeidung einer GvH-Erkrankung zu erhalten, bietetrnsich der gezielte adoptive Transfer von Leukämie-spezifischen, nicht alloreaktiven CTL alsrnattraktive Strategie der Immuntherapie für AML-Patienten nach allogener HSCT an. In derrnvorliegenden Arbeit konnte erfolgreich ein prä-klinisches murines AML-Modell unter Einsatzrndes stark immundefizienten NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ- (NSG-) Mausstamms und primärenrnAML-Blasten durch die Optimierung bereits publizierter Protokolle etabliert werden.rnBei zehn von 17 transplantierten primären AML-Proben konnte ein erfolgreiches Engraftmentrnder humanen Zellen und eine Rekonstitution der humanen Neoplasie in den NSG-Mäusenrnerzielt werden. Die Engraftment-Rate betrug somit 58,82% und lag etwas unter dem aus derrnLiteratur bekannten Wert von 65-70% [4, 5]. Es ließen sich gut, intermediär und schlecht anwachsendernAML-Proben anhand der Engraftment-Stärke und -Reproduzierbarkeit voneinanderrnunterscheiden. Anhand der Analyse von für das Engraftment kritischer Parameter konnternein Zusammenhang zwischen Engraftment-Rate in der Maus und Flt3-Mutationsstatus sowiernFAB-Klassifikation des Patienten hergestellt und somit Angaben aus der Literatur bestätigtrnwerden. Für zwei Patienten-spezifische AML-Modelle, MZ580 und MZ308, konnten in vitrornerfolgreich AML-reaktive, über einzelne bzw. duale HLA-Diskrepanzen restringierte CTLPopulationenrngeneriert und über einen Zeitraum von bis zu 70 Tagen expandiert werden.rnDeren adoptiver Transfer in zuvor mit humanen AML-Blasten inokulierte NSG-Mäuse führternzu einer nahezu vollständigen Eradikation der AML-Blasten und Remission der Versuchstiere.rnAnhand unterschiedlich langer in vitro Kultur-Zeiträume konnte ein für die in vivo ausgeübtenrnEffektor-Funktionen optimaler Reifungszustand der CTL-Populationen von maximalrn28 Tagen bestimmt werden. Die kinetische Analyse der lytischen Aktivität in vivo deutete auf eine relativ schnelle Ausübung der Effektor-Funktionen durch die CTL-Populationen innerhalbrnvon zwei bis 24 Stunden nach adoptivem Transfer hin. Durch die Verwendung von inrnvitro generierten EBV-reaktiven CTL aus einem irrelevanten Spender konnte zudem die Spezifitätrnder in vivo ausgeübten Effektor-Funktionen nachgewiesen werden. Die ex vivo Re-rnIsolation adoptiv transferierter CTL und deren in vitro Analyse in einem IFNγ ELISpot wiesrneine konstante Reaktivität der Zellen ohne Induktion einer Xeno-Reaktivität nach. Die zurrnVerbesserung der Persistenz humaner CTL-Populationen eingesetzten autologen CD4+ TrnZellen zeigten nur im AML MZ308-System eine positive Wirkung. Generell konnte die Persistenzrnin vivo jedoch trotz initialer Substitution mit den Zytokinen IL-2 und IL-7 nicht über einenrnZeitraum von sieben Tagen hinaus aufrechterhalten werden.rnZur Untersuchung des Extravasations-Mechanismus humaner T Zellen über murines Endothelrnwurden sowohl Flusskammer- als auch Transwell-Studien durchgeführt, um die molekularenrnGrundlagen des Adhäsions- und Transmigrationsprozesses aufzuklären. Durch denrnparallelen Einsatz humaner und muriner T Zellen auf murinen Endothelzellen unter Zusatzrnfunktionsblockierender monoklonaler Antikörper konnte gezeigt werden, dass derrnExtravasations-Mechanismus beider Spezies auf Interaktionen homologer Adhäsionsmolekül-rnPaare, nämlich VLA-4–VCAM-1 und LFA-1–ICAM-1, beruht. Für einzelne Moleküle konntenrnin Abhängigkeit der eingesetzten Endothelzellen Unterschiede in der Funktionalität zwischenrnden Spezies identifiziert werden. Der Adhäsionsprozess war durch die Blockade derrnVLA-4–VCAM-1-Interaktion stärker inhibierbar als durch die Blockade von LFA-1–ICAM-1.rnDie Transmigration hingegen war durch die Blockade beider Adhäsionsmolekül-Paare vergleichbarrnstark inhibierbar.

Endothelin antagonism prevents diabetic retinopathy in NOD mice: a potential role of the angiogenic factor adrenomedullin

Altered activity of retinal endothelin-1 (ET-1) and nitric oxide may play a causal role in the hemodynamic and histopathological changes of diabetic retinopathy. This study evaluated the therapeutic potential of long-term selective blockade of the ET-1(A) receptor (ETRA) to prevent the development of retinopathy in a genetic mouse model of nonobese type 1 diabetes (NOD). Mice with NOD that received subcutaneous implantation of insulin pellets and wild-type control mice were treated for 4 months with the selective ETRA antagonist LU208075 (30 mg/kg/day) via drinking water. At the end of the study, blood glucose levels were evaluated, and animals were anesthetized and perfused intracardially with FITC-labeled dextran. Retinas were removed and either fixed in formalin for confocal microscope evaluation of retinal vascular filling or transferred to RNALater for quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction to evaluate expression of NOS-3, NOS-1, ET-1, ETRA, ETRB, and the angiogenic factor adrenomedullin. Compared with wild-type controls, expression of ET-1, ETRA, ETRB, and adrenomedullin in mice with NOD were markedly upregulated in the retinas of nontreated mice (cycle time values relative to GAPDH [deltaCt], 14.8 vs. 13.7, 18.57 vs. 17.5, 10.76 vs. 9.9, and 11.7 vs. 9.1, respectively). Mean integral fluorescence intensity (MIFI) of retinal vascular filling was reduced from normal values of 24 to 12.5 in nontreated animals. LU208075 treatment normalized the upregulated expression of ET-1 and adrenomedullin, as well as the deficit in MIFI, but did not affect the increased ETRA and ETRB expression or the elevated plasma glucose levels found in nontreated animals. NOS isoform expression was essentially unchanged. ETRA antagonists may provide a novel therapeutic strategy to slow or prevent progression of retinal microvascular damage and proliferation in patients for whom there is clear evidence of activation of the ET-1 system.

Early expression of antiinsulin autoantibodies of humans and the NOD mouse: Evidence for early determination of subsequent diabetes

With the development of an insulin autoantibody (IAA) assay performed in 96-well filtration plates, we have evaluated prospectively the development of IAA in NOD mice (from 4 weeks of age) and children (from 7 to 10 months of age) at genetic risk for the development of type 1 diabetes. NOD mice had heterogeneous expression of IAA despite being inbred. IAA reached a peak between 8 and 16 weeks and then declined. IAA expression by NOD mice at 8 weeks of age was strongly associated with early development of diabetes, which occurred at 16–18 weeks of age (NOD mice IAA+ at 8 weeks: 83% (5/6) diabetic by 18 weeks versus 11% (1/9) of IAA negative at 8 weeks; P < .01). In man, IAA was frequently present as early as 9 months of age, the first sampling time. Of five children found to have persistent IAA before 1 year of age, four have progressed to diabetes (all before 3.5 years of age) and the fifth is currently less than age 2. Of the 929 children not expressing persistent IAA before age 1, only one has progressed to diabetes to date (age onset 3), and this child expressed IAA at his second visit (age 1.1). In new onset patients, the highest levels of IAA correlated with an earlier age of diabetes onset. Our data suggest that the program for developing diabetes of NOD mice and humans is relatively “fixed” early in life and, for NOD mice, a high risk of early development of diabetes is often determined by 8 weeks of age. With such early determination of high risk of progression to diabetes, immunologic therapies in humans may need to be tested in children before the development of IAA for maximal efficacy.

Dissection of nodulation signaling using pea mutants defective for calcium spiking induced by Nod factors and chitin oligomers

Changes in intracellular calcium in pea root hairs responding to Rhizobium leguminosarum bv. viciae nodulation (Nod) factors were analyzed by using a microinjected calcium-sensitive fluorescent dye (dextran-linked Oregon Green). Within 1–2 min after Nod-factor addition, there was usually an increase in fluorescence, followed about 10 min later by spikes in fluorescence occurring at a rate of about one spike per minute. These spikes, corresponding to an increase in calcium of ≈200 nM, were localized around the nuclear region, and they were similar in terms of lag and period to those induced by Nod factors in alfalfa. Calcium responses were analyzed in nonnodulating pea mutants, representing seven loci that affect early stages of the symbiosis. Mutations affecting three loci (sym8, sym10, and sym19) abolished Nod-factor-induced calcium spiking, whereas a normal response was seen in peas carrying alleles of sym2A, sym7, sym9, and sym30. Chitin oligomers of four or five N-acetylglucosamine residues could also induce calcium spiking, although the response was qualitatively different from that induced by Nod factors; a rapid increase in intracellular calcium was not observed, the period between spikes was lower, and the response was not as sustained. The chitin-oligomer-induced calcium spiking did not occur in nodulation mutants (sym8, sym10, and sym19) that were defective for Nod-factor-induced spiking, suggesting that this response is related to nodulation signaling. From our data and previous observations on the lack of mycorrhizal infection in some of the sym mutants, we propose a model for the potential order of pea nodulation genes in nodulation and mycorrhizal signaling.

Germ line deletion of the CD1 locus exacerbates diabetes in the NOD mouse

Quantitative and qualitative defects in CD1-restricted natural killer T cells have been reported in several autoimmune-prone strains of mice, including the nonobese diabetic (NOD) mouse. These defects are believed to be associated with the emergence of spontaneous autoimmunity. Here we demonstrate that both CD1d-null NOD and CD1d-null NOD/BDC2.5 T cell receptor transgenic mice have an accelerated onset and increased incidence of diabetes when compared with CD1d+/− and CD1d+/+ littermates. The acceleration of disease did not seem to result from changes in the T helper (Th)1/Th2 balance because lymphocytes purified from lymphoid organs and pancreatic islets of wild-type and CD1d-null mice secreted equivalent amounts of IFN-γ and IL-4 after stimulation. In contrast, the pancreata of CD1d-null mice harbored significantly higher numbers of activated memory T cells expressing the chemokine receptor CCR4. Notably, the presence of these T cells was associated with immunohistochemical evidence of increased destructive insulitis. Thus, CD1d-restricted T cells are critically important for regulation of the spontaneous disease process in NOD mice.

Homologs of the Xenopus developmental gene DG42 are present in zebrafish and mouse and are involved in the synthesis of Nod-like chitin oligosaccharides during early embryogenesis.

The Xenopus developmental gene DG42 is expressed during early embryonic development, between the midblastula and neurulation stages. The deduced protein sequence of Xenopus DG42 shows similarity to Rhizobium Nod C, Streptococcus Has A, and fungal chitin synthases. Previously, we found that the DG42 protein made in an in vitro transcription/translation system catalyzed synthesis of an array of chitin oligosaccharides. Here we show that cell extracts from early Xenopus and zebrafish embryos also synthesize chitooligosaccharides. cDNA fragments homologous to DG42 from zebrafish and mouse were also cloned and sequenced. Expression of these homologs was similar to that described for Xenopus based on Northern and Western blot analysis. The Xenopus anti-DG42 antibody recognized a 63-kDa protein in extracts from zebrafish embryos that followed a similar developmental expression pattern to that previously described for Xenopus. The chitin oligosaccharide synthase activity found in extracts was inactivated by a specific DG42 antibody; synthesis of hyaluronic acid (HA) was not affected under the conditions tested. Other experiments demonstrate that expression of DG42 under plasmid control in mouse 3T3 cells gives rise to chitooligosaccharide synthase activity without an increase in HA synthase level. A possible relationship between our results and those of other investigators, which show stimulation of HA synthesis by DG42 in mammalian cell culture systems, is provided by structural analyses to be published elsewhere that suggest that chitin oligosaccharides are present at the reducing ends of HA chains. Since in at least one vertebrate system hyaluronic acid formation can be inhibited by a pure chitinase, it seems possible that chitin oligosaccharides serve as primers for hyaluronic acid synthesis.

Synthesis of "Nod"-like chitin oligosaccharides by the Xenopus developmental protein DG42.

The Xenopus DG42 gene is expressed only between the late midblastula and neurulation stages of embryonic development. Recent database searches show that DG42 has striking sequence similarity to the Rhizobium NodC protein. NodC catalyzes the synthesis of chitin oligosaccharides which subsequently are transformed into bacterium-plant root signaling molecules. We find that the DG42 protein made in an in vitro coupled transcription-translation system catalyzes the synthesis of an array of chitin oligosaccharides. The result suggests the intriguing possibility that a bacterium-plant type of "Nod" signaling system may operate during early stages of vertebrate embryonic development and raises issues about the use of chitin synthase inhibitors as fungal-specific drugs.

L'étude in vivo de l'impact de la pression pulsée sur les capillaires cérébraux de souris

Plusieurs décennies de recherche ont permis de mieux comprendre les effets de l’athérosclérose sur le système cardiovasculaire, d’améliorer la prévention et de développer des traitements efficaces. Les effets de l’athéroslérose sur le cerveau demeurent toutefois mal compris même si le lien entre le fonctionnement cognitif et la santé du système vasculaire est maintenant bien établi. La venue de nouvelles méthodes d’imagerie telle la microscopie laser à 2-photons (TPLM) permet d’étudier l’impact de certaines maladies sur la microvasculature cérébrale en mesurant le flux sanguin dans des vaisseaux uniques situés dans des régions cérébrales millimétriques sous la surface. Les résultats des études in vitro peuvent dorénavant être corrélés à ceux obtenus in vivo. En premier lieu, ce mémoire revoit la théorie ayant permis le développement de la TPLM qui permet de prendre des mesures hémodynamiques in vivo dans des vaisseaux de très petits calibres tels des capillaires cérébraux de souris. Par la suite, son utilisation est décrite chez des souris anesthésiées afin de comparer les mesures d’hémodynamie cérébrale tels la vitesse des globules rouges, le flux de globules rouges, le flux sanguin cérébral, l’hématocrite sanguin et le diamètre des vaisseaux. Finalement, nous avons comparé les données hémodynamiques entre des souris de 3 mois normales (WT ; n=6) et des souris atteintes d’athérosclérose précoce (ATX ; n=6). Les résultats obtenus sur un nombre total de 209 capillaires (103 pour les souris WT et 106 pour les souris ATX) démontrent que les souris ATX possèdent une vitesse des globules rouges (+40%) plus grande, un flux de globule rouge plus grand (+12%) et un flux capillaire plus élevé (+14%) sans démontrer pour aucun de ces paramètres, une différence statistiquement significative. L’hématocrite moyen (35±4% vs 33±2% ; p=0.71) et le diamètre moyen des vaisseaux (4.88±0.22μm vs 4.86±0.20μm ; p=0.23) étaient également comparables. La vitesse des globules rouges a démontré une faible corrélation avec le diamètre des vaisseaux (r=0.39) et avec le flux de globules rouges/seconde (r=0.59). En conclusion, les travaux menés dans le cadre de ce mémoire de maîtrise permettent d'envisager, grâce aux nouvelles méthodes d’imagerie cérébrale telle la TPLM, une meilleure compréhension des mécanismes hémodynamiques sous-jacents à la microcirculation cérébrale. L’effet d’une pression pulsée augmentée, tel que proposée dans l’athérosclérose reste cependant à démontrer avec cette méthode d’imagerie.

Effet du CP-3(iv), un ligand du récepteur CD36, sur le stress oxydatif suite à une ischémie cardiaque transitoire chez la souris

Le récepteur éboueur CD36 facilite l’internalisation des acides gras libres non estérifiés (AGNE) au niveau des tissus cardiaque et périphériques. Lors d’une ischémie-reperfusion du myocarde (MI/R), les dommages produits sont en partie liés à l’internalisation des AGNE et à la production d’espèces réactives de l’oxygène, contrairement à ce qui est observé chez des souris déficientes en CD36 (CD36-/-). Nous avons émis l’hypothèse selon laquelle le CP-3(iv), un ligand synthétique du récepteur CD36, exercerait un effet cardioprotecteur en réduisant la taille de la zone myocardique infarcie lors d’une ischémie transitoire du myocarde. Nos objectifs étaient 1) de déterminer l’effet cardioprotecteur du CP-3(iv) et 2) de définir son mécanisme. Pour cela, des études in vivo et ex vivo ont été faites. Des souris de type sauvage ont été traitées avec le CP-3(iv) (289 nmol/kg) par voie sous-cutanée pendant 14 jours avant d’être soumises à 30 minutes d’ischémie suivant la ligature de l’artère coronaire gauche descendante et de sa reperfusion pendant une période de 6 ou 48 heures. De plus, des coeurs isolés de souris ont été perfusés 30 minutes, suivi de 40 minutes à faible débit (10%) et de 30 minutes de reperfusion pendant laquelle le coeur est perfusé avec le CP-3(iv) à une concentration de 10-6 M. Nos travaux ont montré que l’effet cardioprotecteur d’un traitement préventif par le CP-3(iv) permet de diminuer la taille de l’infarctus et préserve l’hémodynamie cardiaque de façon dépendante du CD36 puisque cet effet est non visible chez les souris CD36-/-. De plus, le CP-3(iv) exerce non seulement un effet systémique, mais aussi un effet cardioprotecteur direct sur le coeur isolé.

Lake Darling Spillway, Souris River, North Dakota. hydraulic model investigation /

Cover title.

Sefer Zekher tsadiḳ : kolel toldot Mosheh Segal Leṿinger ha-nodʻa le-misgav ba-shem Mosheh Ḳomorn /

Mode of access: Internet.

Effet du CP-3(iv), un ligand du récepteur CD36, sur le stress oxydatif suite à une ischémie cardiaque transitoire chez la souris

Le récepteur éboueur CD36 facilite l’internalisation des acides gras libres non estérifiés (AGNE) au niveau des tissus cardiaque et périphériques. Lors d’une ischémie-reperfusion du myocarde (MI/R), les dommages produits sont en partie liés à l’internalisation des AGNE et à la production d’espèces réactives de l’oxygène, contrairement à ce qui est observé chez des souris déficientes en CD36 (CD36-/-). Nous avons émis l’hypothèse selon laquelle le CP-3(iv), un ligand synthétique du récepteur CD36, exercerait un effet cardioprotecteur en réduisant la taille de la zone myocardique infarcie lors d’une ischémie transitoire du myocarde. Nos objectifs étaient 1) de déterminer l’effet cardioprotecteur du CP-3(iv) et 2) de définir son mécanisme. Pour cela, des études in vivo et ex vivo ont été faites. Des souris de type sauvage ont été traitées avec le CP-3(iv) (289 nmol/kg) par voie sous-cutanée pendant 14 jours avant d’être soumises à 30 minutes d’ischémie suivant la ligature de l’artère coronaire gauche descendante et de sa reperfusion pendant une période de 6 ou 48 heures. De plus, des coeurs isolés de souris ont été perfusés 30 minutes, suivi de 40 minutes à faible débit (10%) et de 30 minutes de reperfusion pendant laquelle le coeur est perfusé avec le CP-3(iv) à une concentration de 10-6 M. Nos travaux ont montré que l’effet cardioprotecteur d’un traitement préventif par le CP-3(iv) permet de diminuer la taille de l’infarctus et préserve l’hémodynamie cardiaque de façon dépendante du CD36 puisque cet effet est non visible chez les souris CD36-/-. De plus, le CP-3(iv) exerce non seulement un effet systémique, mais aussi un effet cardioprotecteur direct sur le coeur isolé.