Couple's willingness to donate embryos for research: a longitudinal study

Introduction. Decision-making on embryo disposition is a source of distress and is subject to change over time. This paper analyses the willingness of couples undergoing in vitro fertilization to donate cryopreserved embryos for research from 15 days after embryo transfer to 12 months later, taking into account the influence of psychosocial, demographic, and reproductive factors. Materials and methods. Prospective longitudinal study, with 74 heterosexual couples undergoing in vitro fertilization in a public fertility centre in Portugal, recruited between 2011 and 2012. Participants were evaluated twice: 15 days after embryo transfer and 12 months later. Results. A significant decrease in patients’ willingness to donate embryos for research over time was observed [86.5% to 73.6%; relative risk (RR) = 0.85; 95% CI 0.76–0.95]. A higher education level (>12 years) [adjusted RR (RRadj) = 0.79; 95% CI 0.64–0.96], considering research on human embryos to be important (vs. very important) (RRadj = 0.59; 95% CI 0.39–0.85) and practicing a religion less than once a month (vs. at least once a month) (RRadj = 0.73; 95% CI 0.53–1.00) seemed associated with unwillingness to donate embryos for research over time. Change towards non-donation happened mainly among couples who first considered that it was better to donate than wasting the embryos. Change towards donation occurred mostly among those stating that their priority at time 1 was to have a baby and who became pregnant in the meantime. Conclusions. Quality of care guided by patients’ characteristics, values, preferences, and needs calls for considering the factors and reasons underlying couples’ willingness to donate embryos for research over time as a topic in psychosocial guidelines for infertility and medically assisted reproductive care.

IgG and IgG2 antibodies from cattle naturally infected with Anaplasma marginale recognize the recombinant vaccine candidate antigens VirB9, VirB10, and elongation factor-Tu

Anaplasma marginale is an important vector-borne rickettsia of ruminants in tropical and subtropical regions of the world. Immunization with purified outer membranes of this organism induces protection against acute anaplasmosis. Previous studies, with proteomic and genomic approach identified 21 proteins within the outer membrane immunogen in addition to previously characterized major surface protein1a-5 (MSP1a-5). Among the newly described proteins were VirB9, VirB10, and elongation factor-Tu (EF-Tu). VirB9, VirB10 are considered part of the type IV secretion system (TFSS), which mediates secretion or cell-to-cell transfer of macromolecules, proteins, or DNA-protein complexes in Gram-negative bacteria. EF-Tu can be located in the bacterial surface, mediating bacterial attachment to host cells, or in the bacterial cytoplasm for protein synthesis. However, the roles of VirB9, VirB10, and TFSS in A. marginale have not been defined. VirB9, VirB10, and EF-Tu have not been explored as vaccine antigens. In this study, we demonstrate that sera of cattle infected with A. marginale, with homologous or heterologous isolates recognize recombinant VirB9, VirB10, and EF-Tu. IgG2 from naturally infected cattle also reacts with these proteins. Recognition of epitopes by total IgG and by IgG2 from infected cattle with A. marginale support the inclusion of these proteins in recombinant vaccines against this rickettsia.

Induction of an immune response through the idiotypic network with monoclonal anti-idiotype antibodies in the carcinoembryonic antigen system.

Anti-idiotype antibodies can mimic the conformational epitopes of the original antigen and act as antigen substitutes for vaccination and/or serological purposes. To investigate this possibility concerning the tumor marker carcinoembryonic antigen (CEA), BALB/c mice were immunized with the previously described anti-CEA monoclonal antibody (MAb) 5.D11 (AB1). After cell fusion, 15 stable cloned cell lines secreting anti-Ids (AB2) were obtained. Selected MAbs gave various degrees of inhibition (up to 100%) of the binding of 125I-labeled CEA to MAb 5.D11. Absence of reactivity of anti-Id MAbs with normal mouse IgG was first demonstrated by the fact that anti-Id MAbs were not absorbed by passage through a mouse IgG column, and second because they bound specifically to non-reduced MAb 5.D11 on Western blots. Anti-5.D11 MAbs did not inhibit binding to CEA of MAb 10.B9, another anti-CEA antibody obtained in the same fusion as 5.D11, or that of several anti-CEA MAbs reported in an international workshop, with the exception of two other anti-CEA MAbs, both directed against the GOLD IV epitope. When applied to an Id-anti-Id competitive radioimmunoassay, a sensitivity of 2 ng/ml of CEA was obtained, which is sufficient for monitoring circulating CEA in carcinoma patients. To verify that the anti-Id MAbs have the potential to be used as CEA vaccines, syngeneic BALB/c mice were immunized with these MAbs (AB2). Sera from immunized mice were demonstrated to contain AB3 antibodies recognizing the original antigen, CEA, both in enzyme immunoassay and by immunoperoxidase staining of human colon carcinoma. These results open the perspective of vaccination against colorectal carcinoma through the use of anti-idiotype antibodies as antigen substitutes.

Notch1 deficiency dissociates the intrathymic development of dendritic cells and T cells.

Thymic dendritic cells (DCs) form a discrete subset of bone marrow (BM)-derived cells, the function of which is to mediate negative selection of autoreactive thymocytes. The developmental origin of thymic DCs remains controversial. Although cell transfer studies support a model in which T cells and thymic DCs develop from the same intrathymic pluripotential precursor, it remains possible that these two types of cells develop from independent intrathymic precursors. Notch proteins are cell surface receptors involved in the regulation of cell fate specification. We have recently reported that T cell development in inducible Notch1-deficient mice is severely impaired at an early stage, before the expression of T cell lineage markers. To investigate whether development of thymic DCs also depends on Notch1, we have constructed mixed BM chimeric mice. We report here that thymic DC development from Notch1(-/)- BM precursors is absolutely normal (in terms of absolute number and phenotype) in this competitive situation, despite the absence of Notch1(-/)- T cells. Furthermore, we find that peripheral DCs and Langerhans cells are also not affected by Notch1 deficiency. Our results demonstrate that the development of DCs is totally independent of Notch1 function, and strongly suggest a dissociation between intrathymic T cell and DC precursors.

Biotechnological production of taxanes: a molecular approach

Plant cell cultures constitute a promise for the production of a high number of phytochemicals, although the majority ofbioprocesses that have been developed so far have not resultedcommercially successful. An overview indicates that most of theresearch carried out until now is of the empirical type. For this reason,there is a need for a rational approach to the molecular and cellularbasis of metabolic pathways and their regulation in order to stimulatefuture advances.The empirical investigations are based on the optimization of theculture system, exclusively considering input factors such as theselection of cellular lines, type and parameters of culture, bioreactordesign and elicitor addition, and output factors such as cellular growth,the uptake system of nutrients, production and yield. In a rationalapproach towards the elucidation of taxol and related taxaneproduction, our group has studied the relationship between the taxaneprofile and production and the expression of genes codifying forenzymes that participate in early, intermediate and late steps of theirbiosynthesis in elicited Taxus spp cell cultures. Our results show that elicitors induce a dramatic reprogramming of gene expression in Taxus cell cultures, whichlikely accounts for the enhanced production of taxol and related taxanes and we have alsodetermined some genes that control the main flux limiting steps. The application ofmetabolic engineering techniques for the production of taxol and taxanes of interest is also discussed.

Characterization of the effect of mammary gland irridiation on experimental brest cancer progression and analysis of the implicated mechanisms

SUMMARY Radiotherapy is commonly and efficiently used to treat solid cancer in the clinic. Experimental evidence however suggests that radiation can promote tumor progression by inducing chronic modifications of the tumor microenvironment. Clinically, these observations are highly relevant to aggressive tumoral lesions relapsing after radiation therapy, a leading cause of patients' death. The investigation and understanding of the biological mechanisms implicated in the malignant progression of post-radiation relapses are therefore of major importance. Here we used a syngeneic (immunocompetent) breast cancer orthotopic xenograft model, to show that local irradiation of the mammary gland promotes the appearance of an invasive and metastatic tumor phenotype. Previous studies in our laboratory revealed that inhibition of tumor-induced angiogenesis and consequent increase in tumor hypoxia promotes metastasis formation through the activation of pro-invasive programs in the tumor cells. Our results extend these observations suggesting that mammary gland irradiation induces the recruitment of CD11b+ cells to both the primary tumor and the lungs at pre-metastatic stages through the hypoxia-dependent induction of Kit-ligand (KITL) expression in primary tumors. Abrogation of KITL expression in tumor cells prevented CD11 b+ cells accumulation in both the primary tumor and lungs and significantly reduced metastases of tumors growing in irradiated mammary gland. Importantly, irradiated mammary gland enhanced tumor-induced mobilization of circulating CD11b+cKit+ myelomonocytic cells through a HIF1- and KITL-dependent process. By cell transfer experiments, mobilized circulating CD11b+cKit+ cells were shown to supply both tumor- and lungs infiltrating CD11b+ cells. Using a blocking antibody against cKit (the KITL receptor), the mobilization of CD11b+cKit+ ceils was prevented as well as lung metastases derived from tumors growing in irradiated mammary gland. Taken together, these results indicate that tumors growing in a pre-irradiated mammary gland partially promote their malignant progression through the distant mobilization of circulating myelomonocytic precursor cells. They identify KITL inhibition and/or cKit receptor neutralization as potentially promising therapeutic approaches for post-radiation relapses. RESUME La radiothérapie est largement utilisée comme traitement de choix de nombreux types de cancers. L'agressivité des récidives tumorales observée en clinique après radiothérapie suggère cependant que le recours à l'irradiation pourrait dans certains cas accélérer la progression tumorale. De récents travaux expérimentaux ont en effet permis d'appuyer cette hypothèse, en montrant notamment l'effet néfaste des modifications chroniques de l'environnement induites par l'irradiation sur la progression tumorale. A l'aide d'un modèle murin syngénique orthotopique de cancer de sein, nous avons pu montrer que l'irradiation locale de la glande mammaire facilite l'invasion et la dissémination métastatique des cellules tumorales en favorisant le recrutement de cellules myéloïdes CD11 b+ vers la tumeur primaire et les poumons à un stade pré-métastatique. Comme mécanisme impliqué dans le recrutement des cellules CD11b+, nous avons pu observer après irradiation locale de la glande mammaire une expression augmentée de Kit-ligand (KITL) dans la tumeur (induite par l'hypoxie) ainsi que la mobilisation de cellules myéloïdes circulantes exprimant le récepteur cKit et précurseurs des cellules CD11b+ infiltrant la tumeur et les poumons. En empêchant la mobilisation par la tumeur de cellules circulantes cKit+ par des approches à la fois génétique et pharmacologique nous avons pu prévenir l'accumulation de cellules myéloïdes CD11 b+ dans la tumeur primaire et les poumons ainsi que la dissémination métastatique induites par' l'irradiation de la glande mammaire. De façon générale, ces résultats montrent que la progression agressive des tumeurs qui se développent dans un environnement irradié repose à la fois sur l'expression tumorale de KITL et la mobilisation de cellules myéloïdes précurseurs cKit*. Ils auront permis d'identifier KITL et/ou cKit comme des cibles thérapeutiques potentielles intéressantes pour le traitement des récidives tumorales après radiothérapie.

Characterization of local and systemic immune-modulation in melanoma patients

Le mélanome cutané est un des cancers les plus agressifs et dont l'incidence augmente le plus en Suisse. Une fois métastatique, le pronostic de survie moyenne avec les thérapies actuelles est d'environ huit mois, avec moins de 5% de survie à cinq ans. Les récents progrès effectués dans la compréhension de la biologie de la cellule tumorale mais surtout dans l'importance du système immunitaire dans le contrôle de ce cancer ont permis le développement de nouveaux traitements novateurs et prometteurs. Ces thérapies, appelées immunothérapies, reposent sur la stimulation et l'augmentation de la réponse immunitaire à la tumeur. Alors que les derniers essais cliniques ont démontré l'efficacité de ces traitements chez les patients avec des stades avancés de la maladie, le contrôle de la maladie à long- terme est seulement atteint chez une minorité des patients. La suppression locale et systémique de la réponse immunitaire spécifique anti-tumorale apparaitrait comme une des raisons expliquant la persistance d'un mauvais pronostic clinique chez ces patients. Des études sur les souris ont montré que les vaisseaux lymphatiques joueraient un rôle primordial dans ce processus en induisant une tolérance immune, ce qui permettrait à la tumeur d'échapper au contrôle du système immunitaire et métastatiser plus facilement. Ces excitantes découvertes n'ont pas encore été établi et prouvé chez l'homme. Dans cette thèse, nous montrons pour la première fois que les vaisseaux lymphatiques sont directement impliqués dans la modulation de la réponse immunitaire au niveau local et systémique dans le mélanome chez l'homme. Ces récentes découvertes montrent le potentiel de combiner des thérapies visant le système lymphatique avec les immunothérapies actuellement utilisées afin d'améliorer le pronostic des patients atteint du mélanome. -- Cutaneous melanoma is one of the most invasive and metastatic human cancers and causes 75% of skin cancer mortality. Current therapies such as surgery and chemotherapy fail to control metastatic disease, and relapse occurs frequently due to microscopic residual lesions. It is, thus, essential to develop and optimize novel therapeutic strategies to improve curative responses in these patients. In recent decades, tumor immunologists have revealed the development of spontaneous adaptive immune responses in melanoma patients, leading to the accumulation of highly differentiated tumor-specific T cells at the tumor site. This remains one of the most powerful prognostic markers to date. Immunotherapies that augment the natural function of these tumor-specific T cells have since emerged as highly attractive therapeutic approaches to eliminate melanoma cells. While recent clinical trials have demonstrated great progress in the treatment of advanced stage melanoma, long-term disease control is still only achieved in a minority of patients. Local and systemic immune suppression by the tumor appears to be responsible, in part, for this poor clinical evolution. These facts underscore the need for a better analysis and characterization of immune- related pathways within the tumor microenvironment (TME), as well as at the systemic level. The overall goal of this thesis is, thus, to obtain greater insight into the complexity and heterogeneity of the TME in human melanoma, as well as to investigate immune modulation beyond the TME, which ultimately influences the immune system throughout the whole body. To achieve this, we established two main objectives: to precisely characterize local and systemic immune modulation (i) in untreated melanoma patients and (ii) in patients undergoing peptide vaccination or checkpoint blockade therapy with anti-cytotoxic T- lymphocyte-asisctaed protein-4 (CTLA-4) antibody. In the first and main part of this thesis, we analyzed lymphatic vessels in relation to anti-tumor immune responses in tissues from vaccinated patients using a combination of immunohistochemistry (IHC) techniques, whole slide scanning/analysis, and an automatic quantification system. Strikingly, we found that increased lymphatic vessel density was associated with high expression of immune suppressive molecules, low functionality of tumor-infiltrating CD8+ T cells and decreased cytokine production by tumor-antigen specific CD8+ T cells in the blood. These data revealed a previously unappreciated local and systemic role of lymphangiogenesis in modulating T cell responses in human cancer and support the use of therapies that target lymphatic vessels combined with existing and future T cell based therapies. In the second objective, we describe a metastatic melanoma patient who developed pulmonary sarcoid-like granulomatosis following repetitive vaccination with peptides and CpG. We demonstrated that the onset of this pulmonary autoimmune adverse event was related to the development of a strong and long-lasting tumor-specific CD8+ T cell response. This constitutes the first demonstration that a new generation tumor vaccine can induce the development of autoimmune adverse events. In the third objective, we assessed the use of Fourier Transform Infrared (FTIR) imaging to identify melanoma cells and lymphocyte subpopulations in lymph node (LN) metastasis tissues, thanks to a fruitful collaboration with researchers in Brussels. We demonstrated that the different cell types in metastatic LNs have different infrared spectral features allowing automated identification of these cells. This technic is therefore capable of distinguishing known and novel biological features in human tissues and has, therefore, significant potential as a tool for histopathological diagnosis and biomarker assessment. Finally, in the fourth objective, we investigated the role of colony- stimulating factor-1 (CSF-1) in modulating the anti-tumor response in ipilimumab-treated patients using IHC and in vitro co-cultures, revealing that melanoma cells produce CSF-1 via CTL-derived cytokines when attacked by cytotoxic T lymphocytes (CTLs), resulting in the recruitment of immunosuppressive monocytes. These findings support the combined use of CSF-1R blockade with T cell based immunotherapy for melanoma patients. Taken together, our results reveal the existence of novel mechanisms of immune modulation and thus promote the optimization of combination immunotherapies against melanoma. -- Le mélanome cutané est un des cancers humains les plus invasifs et métastatiques et est responsable de 75% de la mortalité liée aux cancers de la peau. Les thérapies comme la chirurgie et la chimiothérapie ont échoué à contrôler le mélanome métastatique, par ailleurs les rechutes sous ces traitements ont été montrées fréquentes. Il est donc essentiel de développer et d'optimiser de nouvelles stratégies thérapeutiques pour améliorer les réponses thérapeutiques de ces patients. Durant les dernières décennies, les immunologistes spécialisés dans les tumeurs ont démontré qu'un patient atteint du mélanome pouvait développer spontanément une réponse immune adaptative à sa tumeur et que l'accumulation de cellules T spécifiques tumorales au sein même de la tumeur était un des plus puissants facteurs pronostiques. Les immunothérapies qui ont pour but d'augmenter les fonctions naturelles de ces cellules T spécifiques tumorales ont donc émergé comme des approches thérapeutiques très attractives pour éliminer les cellules du mélanome. Alors que les derniers essais cliniques ont démontré un progrès important dans le traitement des formes avancées du mélanome, le contrôle de la maladie à long-terme est seulement atteint chez une minorité des patients. La suppression immune locale et systémique apparaitrait comme une des raisons expliquant la persistance d'un mauvais pronostic clinique chez ces patients. Ces considérations soulignent la nécessité de mieux analyser et caractériser les voies immunitaires non seulement au niveau local dans le microenvironement tumoral mais aussi au niveau systémique dans le sang des patients. Le but de cette thèse est d'obtenir une plus grande connaissance de la complexité et de l'hétérogénéité du microenvironement tumoral dans les mélanomes mais aussi d'investiguer la modulation immunitaire au delà du microenvironement tumoral au niveau systémique. Afin d'atteindre ce but, nous avons établi deux objectifs principaux : caractériser précisément la modulation locale et systémique du système immunitaire (i) chez les patients atteints du mélanome qui n'ont pas reçu de traitement et (ii) chez les patients qui ont été traités soit par des vaccins soit par des thérapies qui bloquent les points de contrôles. Dans la première et majeure partie de cette thèse, nous avons analysé les vaisseaux lymphatiques en relation avec la réponse immunitaire anti-tumorale dans les tissus des patients vaccinés grâce à des techniques d'immunohistochimie et de quantification informatisé et automatique des marquages. Nous avons trouvé qu'une densité élevée de vaisseaux lymphatiques dans la tumeur était associée à une plus grande expression de molécules immunosuppressives ainsi qu'à une diminution de la fonctionnalité des cellules T spécifiques tumoral dans la tumeur et dans le sang des patients. Ces résultats révèlent un rôle jusqu'à là inconnu des vaisseaux lymphatiques dans la modulation directe du système immunitaire au niveau local et systémique dans les cancers de l'homme. Cette recherche apporte finalement des preuves du potentiel de combiner des thérapies visant le système lymphatique avec des autres immunothérapies déjà utilisées en clinique. Dans le second objectif, nous rapportons le cas d'un patient atteint d'un mélanome avec de multiples métastases qui a développé à la suite de plusieurs vaccinations répétées et consécutives avec des peptides et du CpG, un évènement indésirable sous la forme d'une granulomatose pulmonaire sarcoid-like. Nous avons démontré que l'apparition de cet évènement était intimement liée au développement d'une réponse immunitaire durable et spécifique contre les antigènes de la tumeur. Par là- même, nous prouvons pour la première fois que la nouvelle génération de vaccins est aussi capable d'induire des effets indésirables auto-immuns. Pour le troisième objectif, nous avons voulu savoir si l'utilisation de la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) était capable d'identifier les cellules du mélanome ainsi que les différents sous-types cellulaires dans les ganglions métastatiques. Grâce à nos collaborateurs de Bruxelles, nous avons pu établir que les diverses composantes cellulaires des ganglions atteints par des métastases du mélanome présentaient des spectres infrarouges différents et qu'elles pouvaient être identifiées d'une façon automatique. Cette nouvelle technique permettrait donc de distinguer des caractéristiques biologiques connues ou nouvelles dans les tissus humains qui auraient des retombées pratiques importantes dans le diagnostic histopathologique et dans l'évaluation des biomarqueurs. Finalement dans le dernier objectif, nous avons investigué le rôle du facteur de stimulation des colonies (CSF-1) dans la modulation de la réponse immunitaire anti-tumorale chez les patients qui ont été traités par l'Ipilimumab. Nos expériences in vivo au niveau des tissus tumoraux et nos co-cultures in vitro nous ont permis de démontrer que les cytokines secrétées par les cellules T spécifiques anti-tumorales induisaient la sécrétion de CSF-1 dans les cellules du mélanome ce qui résultait en un recrutement de monocytes immunosuppresseurs. Dans son ensemble, cette thèse révèle donc l'existence de nouveaux mécanismes de modulation de la réponse immunitaire anti-tumorale et propose de nouvelles optimisations de combinaison d'immunothérapies contre le mélanome.

Effect of activation of canonical Wnt signaling by the Wnt-3a protein on the susceptibility of PC12 cells to oxidative and apoptotic insults

Wnt proteins are involved in tissue development and their signaling pathways play an important role during embryogenesis. Wnt signaling can promote cell survival, which is beneficial for neurons, but could also lead to tumor development in different tissues. The present study investigated the effects of a Wnt protein on the susceptibility of a neural tumor cell line (PC12 cells) to the cytotoxic compounds ferrous sulfate (10 mM), staurosporine (100 and 500 nM), 3-nitropropionic acid (5 mM), and amyloid β-peptide (Aβ25-35; 50 µM). Cells (1 x 10(6) cells/mL) were treated with the Wnt-3a recombinant peptide (200 ng/mL) for 24 h before exposure to toxic insults. The Wnt-3a protein partially protected PC12 cells, with a 6-15% increase in cell viability in the presence of toxic agents, similar to the effect measured using the MTT and lactate dehydrogenase cell viability assays. The Wnt-3a protein increased protein expression of β-catenin by 52% compared to control. These findings suggest that Wnt signaling can protect neural cells against apoptosis induced by toxic agents, which are relevant to the pathogenesis of Alzheimer’s and Huntington’s diseases.

Caractérisation de DKK1 comme antigène tumoral et manipulation des lymphocytes T CD8 : utilisation de la voie de Wnt en immunothérapie du cancer

L’immunothérapie tumorale à médiation cellulaire est un traitement qui utilise le système immunitaire des patients afin d’induire une réponse des lymphocytes T CD8+ (T CD8+) contre la tumeur. Cette réponse est produite suite à la reconnaissance des antigènes par les T CD8+. Ces cibles sont appelées antigènes tumoraux (TAA) et définies comme des protéines exprimées par les cellules cancéreuses mais absentes des tissus normaux. Par une approche bio-informatique, notre laboratoire a identifié Dickkopf-1 (DKK1), une protéine inhibitrice de la voie de Wnt, comme un TAA potentiel. Une immunothérapie à médiation cellulaire efficace requiert l’identification de TAA candidats pertinents. Le traitement de patients par immunothérapie pourrait également être améliorées par l’augmentation de la puissance d’action anti-tumorale ainsi que la persistante des T CD8+ spécifiques aux TAA. Ce projet de doctorat se divise en deux parties : 1- La caractérisation de l’expression de DKK1 dans les cancers communs et la détermination de son immunogénicité afin de valider sa candidature comme TAA. 2- La reprogrammation des T CD8+, de patients atteints d’un cancer commun, vers un phénotype moins différentié afin d’augmenter leur potentiel anti-tumoral et leur persistance. Dans le premier objectif, nous avons caractérisé l’expression de DKK1 dans le cancer du sein et dans d’autres cancers communs. Le profil d’expression de DKK1 a été étudié par RT-PCR et par ELISA dans plusieurs lignées cellulaires de cancer et dans les tissus normaux. L’expression de DKK1 a aussi été étudiée dans des échantillons cliniques provenant de cancers du sein, du poumon et du rein. Trente pourcents (30%) des tumeurs provenant d’un cancer du sein exprimaient DKK1. La moitié des tumeurs DKK1(+) était triple négative, donc pas de récepteurs d’œstrogène et de progestérone et était Her-2/neu(-) (ces patientes ont des possibilités de traitements très restreintes). De plus, 50% des échantillons cliniques de tumeurs du poumon et 30% des tumeurs de rein exprimaient DKK1. Les observations effectuées dans le cancer du poumon ont été, par la suite, corroborées par d'autres groupes qui ont montré une corrélation entre l'expression de DKK1 et un mauvais pronostic. Après avoir confirmée l’expression de DKK1 dans les cancers communs, justifiant ainsi sa candidature comme TAA, nous avons évalué l’immunogénicité de DKK1. Pour ce faire, nous avons effectué des stimulations in vitro de cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) de patient(e)s atteint(e)s d’un cancer du sein ou du poumon avec des peptides dérivés de DKK1 pouvant être présentés par les complexes majeurs d’histocompatibilité (CMH) HLA-A*0201. Des clones de T CD8+ reconnaissant un peptide de DKK1 ont été identifiés et isolés. Par essai multiplex et cytométrie de flux intracellulaire, la polyfonctionnalité d’un ces clones T CD8+ spécifiques à DKK1 a été étudiée et a révélée un profil effecteur, renforçant ainsi la candidature de DKK1 comme TAA. Dans l’ensemble, les résultats obtenus dans cette première partie de thèse suggèrent une possible utilisation de DKK1 en immunothérapie contre les cancers communs, attribuable à son expression dans ces cancers et la possibilité de faire proliférer des T CD8+ effecteurs spécifiques à DKK1 à partir de sang de patients. Dans la seconde partie de cette thèse, je décrirai la manipulation in vitro des T CD8+ de patients atteints d’un cancer commun, afin d’augmenter la force et la durée de leurs fonctions anti-tumorales. Il a été démontré que des lymphocytes moins différentiés sont capables d’une réponse immunologique plus efficace et durable. Nous avons basé ce projet sur l’utilisation d’un inhibiteur pharmacologique de la GSK-3, pour activer de la voie de Wnt chez les T CD8+ et ainsi leur conférer un phénotype moins différentié, partageant des caractéristiques de la cellule naïve et de la cellule mémoire. Des cultures de T CD8+, spécifiques à des antigènes viraux, en présence de l’inhibiteur ont permis d’augmenter la sécrétion d’interféron (IFN)- et leur activité cytotoxique. Ces résultats indiquent un effet de l’activation de la voie de Wnt sur la fonction des T CD8+. Ces observations sont rapportées pour la première fois chez les T CD8+ humains et suggèrent une nouvelle stratégie, applicables à l’immunothérapie du cancer, afin de prolonger la persistance des cellules ainsi que leur activité anti-tumorale. En conclusion, ces travaux de recherche ont mené à la réalisation d’une étape très importante dans la validation de la candidature de DKK1 comme TAA pour les cancers communs, soit la démonstration de son expression dans ces cancers et son absence dans les tissus normaux dérivés d’organes importants. Ces travaux ont également mené à la démonstration de l’immunogénicité de DKK1, par l’identification d’un peptide de DKK1 reconnu par les T CD8+. De plus, l’étude de la polyfonctionnalité des T CD8+ spécifiques à DKK1 a révélée un profil effecteur favorable pour l’obtention d’une réponse anti-tumorale efficace. Ces découvertes pourraient servir à l’élaboration d’une stratégie d’immunothérapie à médiation cellulaire pour les cancers communs. Pour sa part, l’étude phénotypique et fonctionnelle de la modulation de la voie de Wnt dans les T CD8+ a donné lieu à l’observation d’un phénotype encore jamais rapporté chez l’humain, conférant aux T CD8+ un aspect moins différentié avec des caractéristiques propre à un phénotype mémoire. Ces résultats sont pertinents dans l’amélioration de l’immunothérapie du cancer, passant par l’augmentation de la persistance des lymphocytes. En résumé, les résultats présentés dans cette thèse de doctorat fournissent des évidences indéniables quant à la validation de DKK1 comme TAA pour une immunothérapie à médiation cellulaire des cancers communs. Ces résultats fournissent également des preuves quant à la pertinence de la reprogrammation des T CD8+ par l’activation de la voie de la voie de Wnt, afin de générer des lymphocytes médiateurs plus efficaces pour ce type de thérapie.

Implication de DC-SIGN et DC-SIGNR dans la transmission mère-enfant du VIH-1

La transmission mère-enfant du VIH-1 (TME) représente le principal mode d’infection chez l’enfant et se produit durant la grossesse (in utero, IU), l’accouchement (intrapartum, IP) ou l’allaitement (postpartum, PP). Les mécanismes qui sous-tendent le passage du VIH-1 à travers le placenta et les muqueuses intestinales du nouveau-né sont encore très peu décrits. « Dendritic cell-specific ICAM-grabbing non-integrin » (DC-SIGN) et son homologue DC-SIGN « related » (DC-SIGNR) sont des récepteurs d’antigènes exprimés au niveau du placenta et capables de capter et de transmettre le VIH-1 aux cellules adjacentes. Ils pourraient donc participer au passage trans placentaire du VIH-1 et le polymorphisme génétique affectant l’expression ou modifiant l’interaction avec le virus aurait une influence sur la TME du VIH-1. Afin d’explorer cette hypothèse, nous avons procédé à une analyse exhaustive du polymorphisme de DC-SIGN et DC-SIGNR dans la population du Zimbabwe. Par la suite, nous avons déterminé l’association entre le polymorphisme de DC-SIGN et DC-SIGNR et la TME du VIH-1 dans une cohorte d’enfants nés de mères VIH-positives à Harare, au Zimbabwe. Enfin, nous avons défini l’impact fonctionnel des mutations associées. Les enfants homozygotes pour les haplotypes H1 et H3 dans le gène de DC-SIGNR sont 4 à 6 fois plus à risque de contracter le VIH-1 par voie IU et IP. H1 et H3 contiennent la mutation du promoteur p-198A et la mutation de l’intron 2, int2-180A, et des études fonctionnelles nous ont permis de démontrer que p-198A diminue l’activité transcriptionnelle du promoteur de DC-SIGNR et l’expression des transcrits d’ARNm dans le placenta, alors que int2-180A modifie le répertoire d’isoformes de DC-SIGNR vers une proportion diminuée d’isoformes membranaires. Les enfants porteurs des haplotypes H4 et H6 de DC-SIGN sont 2 à 6 fois plus à risque de contracter le VIH-1 par voie IU. Ces haplotypes contiennent deux mutations du promoteur (p-336T/C et p-201C/A) et quatre mutations codant pour un changement d’acide aminé dans l’exon 4 (R198Q, E214D, R221Q ou L242V) associées à un risque augmenté de transmission IU, IP et PP du VIH-1. Des études fonctionnelles ont démontré que les mutations du promoteur diminuent l’expression de DC-SIGN dans les macrophages placentaires. Toutefois, l’exposition IU au VIH-1 module le niveau d’expression de DC-SIGN, résultant en des niveaux d’expression similaires entre les macrophages des porteurs des allèles sauvages et mutés. Les mutations de l’exon 4 augmentent l’affinité de DC-SIGN pour le VIH-1 et sa capacité à capturer et à transmettre le virus aux lymphocytes T, favorisant possiblement la dissémination du VIH-1 à travers le placenta. L’association entre les mutations de DC-SIGN et la transmission IP et PP du VIH-1 suggèrent qu’il aurait aussi un rôle à jouer dans les muqueuses intestinales de l’enfant. Notre étude démontre pour la première fois l’implication de DC-SIGN et DC-SIGNR dans la TME du VIH-1. L’augmentation des capacités de capture et de transmission de DC-SIGN résulte en une susceptibilité accrue de l’enfant à l’infection au VIH-1 et concorde avec un rôle dans la dissémination transplacentaire. Toutefois, la diminution préférentielle des transcrits membranaires de DC-SIGNR au placenta augmente la TME du VIH-1 et laisse croire à son implication via un autre mécanisme. Ces mécanismes pourraient aussi s’appliquer à d’autres pathogènes reconnus par DC-SIGN et DC-SIGNR et transmis de la mère à l’enfant.

Impact du stress sur la survie des lymphocytes T CD8+ mémoires dans le contexte des missions spatiales.

La mémoire immunitaire permet à l’organisme de se souvenir de tous les agents pathogènes rencontrés afin de pouvoir monter une réponse immunitaire plus rapide et plus efficace en cas de réinfection. Après la phase de contraction de la réponse primaire, les lymphocytes T CD8 mémoires survivent grâce à la présence de cytokines telle que l’interleukine 15 (IL-15). Ces cellules permettent aussi au système immunitaire de contrôler les virus latents n’ayant pas été totalement éliminés de l’hôte. Les situations de stress chronique affectent le système immunitaire provoquant la réactivation des virus latents. Des titres viraux élevés de virus de la famille Herspeviridea ont été observés chez les astronautes à leur retour de mission, suggérant que les hormones libérées en situation de stress auraient un impact négatif sur les lymphocytes T CD8+ mémoires. Un modèle de stress chronique in vitro chez la souris a été élaboré en ajoutant de la corticostérone à des lymphocytes T CD8+ mémoires. Il a ainsi été démontré que l’hormone de stress avait un effet pro-apoptotique sur ces cellules et que cet effet était partiellement inhibé par l’IL-15. Des cibles moléculaires ont aussi été identifiées afin de suivre la fonction immunitaire mémoire lors des vols spatiaux à l’aide du cytomètre en flux Microflow1, une nouvelle plateforme portative de diagnostic biomédical. Les résultats des tests en laboratoire puis dans la Station Spatiale Internationale (SSI) démontrent qu’il sera possible de suivre la fonction immunitaire mémoire et les marqueurs de stress en temps réel lors des vols spatiaux.

Donor bone marrow cells play a role in the prevention of accelerated graft rejection induced by semi-allogeneic spleen cells in transplantation

Spleen or spleen plus bone marrow cells from (BALB/c x C57Bl/6)F1 donors were transferred into BALB/c recipients 21 days before skin or cardiac transplantation. Prolonged graft survival was observed on recipients treated with the mixture of donor-derived cells as compared to those treated with spleen cells alone. We evaluated the expression of CD45RB and CD44 by splenic CD4(+) and CD8(+) T cells 7 and 21 days after donor cell transfer. The populations of CD8(+)CD45RB(low) and CD8(+)CD44(high) cells were significantly decreased in mice pre-treated with donor spleen and bone marrow cells as compared to animals treated with spleen cells only, although these cells expanded in both groups when compared to an earlier time-point. No differences were observed regarding CD4+ T cell population when recipients of donor-derived cells were compared. An enhanced production of IL-10 was observed seven days after transplantation in the supernatants of spleen cell cultures of mice treated with spleen and bone marrow cells. Taken together these data suggest that donor-derived bone marrow cells modulate the sensitization of the recipient by semi-allogeneic spleen cells in part by delaying the generation of activated/memory CD8(+) T cells leading to enhanced graft survival. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Experimental infection by Salmonella enterica subsp enterica serovar kottbus in day-old broiler chickens

The strain used in this work was a Salmonella enterica subsp enterica serovar Kottbus (6,8:e,h:1,5) isolated from imported day-old ducklings in Laboratório Nacional Agropecuário (LANAGRO/SP) of the Ministry of Agriculture of Brazil (MAPA). In view of the lack of information available about this Salmonella isolate and also because it was detected in day-old imported birds, this study was carried out to investigate the dissemination of S. Kottbus among newly hatched chicks. The birds were placed in three groups: one group of 20 birds received 0.1 mL of S. Kottbus culture containing 1.2 x 10(8) CFU/mL, the second group of 20 birds was inoculated with 1.2 x 10(5) CFU/mL and the third group of 10 birds was untreated (control group). Results were similar for both infected groups. The bacterium was recovered from cloacal swabs collected from the first day following the experimental infection until the end of the trial (42 days post-inoculation). At 15 and 42 days post-inoculation (dpi), half of the birds of each group were killed for bacteriological examination of cecal contents, liver and spleen. At 15 dpi, viable cell counts of S. Kottbus were obtained in all kinds of samples. At 42 dpi, Salmonella was present in the liver and spleen of few birds, but in large amounts in the cecal contents of almost all birds.

Low protein diet confers resistance to the inhibitory effects of interleukin1 beta on insulin secretion in pancreatic islets

High protein content in the diet during childhood and adolescence has been associated to the onset insulin-dependent diabetes mellitus. We investigated the effect of interleukin-1 beta (IL-I beta) on insulin secretion, glucose metabolism, and nitrite formation by islets isolated from rats fed with normal protein (NP, 17%) or low protein (LP, 6%) after weaning. Pretreatment of islets with IL-1 beta for 1 h or 34 h inhibited the insulin secretion induced by glucose in both groups, but it was less marked in LP than in NP group. Islets from LP rats exhibited a decreased IL-1 beta -induced nitric oxide (NO) production, lower inhibition of D-[(UC)-C-14]-glucose oxidation to (CO2)-C-14, and less pronounced effect of IL-1 beta on alpha -ketoisocaproic acid-induced insulin secretion than NP islets. However, when the islets were stimulated by high concentrations of K+ the inhibitory effect of IL-1 beta on insulin secretion was not different between groups. In conclusion, protein restriction protects beta -cells of the deleterious effect of IL-1 beta, apparently, by decreasing NO production. The lower NO generation in islets from protein deprived rats may be due to increased free fatty acids oxidation and consequent alteration in Ca2+ homeostasis. (C) 2001 Elsevier B.V. All rights reserved.

Leukotriene B(4) is essential for selective eosinophil recruitment following allergen challenge of CD4(+) cells in a model of chronic eosinophilic inflammation

Subcutaneous heat-coagulated egg white implants (EWI) induce chronic, intense local eosinophilia in mice, followed by asthma-like responses to airway ovalbumin challenge. Our goal was to define the mechanisms of selective eosinophil accumulation in the EWI model. EWI carriers were challenged i.p. with ovalbumin and the contributions of cellular immunity and inflammatory mediators to the resulting leukocyte accumulation were defined through cell transfer and pharmacological inhibition protocols. Eosinophil recruitment required Major Histocompatibility Complex Class It expression, and was abolished by the leukotriene B4 (LTB4) receptor antagonist CP 105.696, the 5-lipoxygenase inhibitor BWA4C and the 5-lipoxygenase activating protein inhibitor MK886. Eosinophil recruitment in EWI carriers followed transfer of: a) CD4(+) (but not CD4(-)) cells, harvested from EWI donors and restimulated ex vivo; b) their cell-free supernatants, containing LTB4. Restimulation in the presence of MK886 was ineffective. CC chemokine receptor ligand (CCL)5 and CCL2 were induced by ovalbumin challenge in vivo. mRNA for CCL17 and CCL11 was induced in ovalbumin-restimulated CD4(+) cells ex vivo. MK886 blocked induction of CCL17 Pretreatment of EWI carriers with MK886 eliminated the effectiveness of exogenously administered CCL11, CCL2 and CCL5. In conclusion, chemokine-producing, ovalburnin-restimulated CD4(+) cells initiate eosinophil recruitment which is strictly dependent on LTB4 production. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.