Human CD19 and CD40L deficiencies impair antibody selection and differentially affect somatic hypermutation.

Individuals with genetic defects in CD40 ligand (CD40L) or B-cell antigen receptor coreceptor molecules CD19 and CD81 suffer from an antibody deficiency. Still, these patients carry low levels of memory B cells and serum antibodies.

Rôle de l'axe CD40/CD40L dans la régulation de la fonction paquettaire

Le CD40 ligand (CD40L) est une molécule inflammatoire appartenant à la famille du Facteur de Nécrose Tumorale ("Tumor Necrosis Factor", TNF), originalement identifié au niveau des cellules immunitaires. L’interaction du CD40L avec son récepteur de haute affinité présent sur les cellules B, le CD40, est d’une importance cruciale à la production d’immunoglobulines lors de la réponse immunitaire. Aujourd’hui, nous savons que ces deux molécules qui constituent l’axe CD40/CD40L sont aussi exprimées au niveau des cellules du système vasculaire et occupent une place importante dans une variété de réactions inflammatoires, de sorte que le CD40L est présentement reconnu comme une molécule thrombo-inflammatoire prédictive des évènements cardiovasculaires. Les plaquettes sont la principale source du CD40L soluble ("soluble CD40L", sCD40L) plasmatique et il fut démontré être impliqué dans l’activation plaquettaire, malgré que son impact exact sur la fonction plaquettaire et les mécanismes sous-jacents demeurent inconnus. Ainsi, le but de ce projet était de déterminer l’impact du sCD40L sur la fonction plaquettaire et d’élucider les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents. Les objectifs spécifiques étaient : 1) d’évaluer l’impact du sCD40L sur l’activation et l’agrégation plaquettaire in vitro; 2) de déterminer le récepteur cible (CD40 ou autre) impliqué dans ces effets; 3) de décortiquer les voies signalétiques intracellulaires et moléculaires induites par le sCD40L, impliquant la participation potentielle de la famille du facteur associé du récepteur du TNF ("Tumor Necrosis Factor Receptor Associated Factor", TRAF) et 4) d’analyser l’effet du sCD40L sur la formation du thrombus in vivo. Le sCD40L augmente fortement l’activation et l’agrégation plaquettaire induite par de faibles doses d’agonistes. Les plaquettes humaines traitées avec une forme mutante du sCD40L qui n’interagit pas avec le CD40 et les plaquettes de souris CD40 déficientes (CD40-/-) ne furent pas en mesure d’induire ces effets. De plus, nous démontrons la présence de plusieurs membres de la famille des TRAFs dans les plaquettes, parmi lesquels seulement TRAF-2 interagit avec le CD40 suite à la stimulation par le sCD40L. Le sCD40L agit sur les plaquettes au repos par l’entremise de la protéine Rac1 et de sa cible en aval, soit la protéine kinase activatrice du mitogène p38 ("Mitogen Activating Protein Kinase", MAPK). Ceci mène ultimement au changement de forme plaquettaire et à la polymérisation de l’actine. Par ailleurs, il est intéressant de noter que les souris CD40-/- démontrent un défaut significatif de l’agrégation plaquettaire en réponse au collagène, ce qui souligne l’importance du CD40 dans les interactions plaquettes-plaquettes. Dans un deuxième temps, le sCD40L amplifie l’agrégation plaquettaire en sang complet, accélère les temps de thrombose in vitro mesurés à l’aide du système PFA-100 et augmente l’adhésion plaquettaire au collagène sous condition de flux, le tout par l’entremise du CD40. Finalement, dans un modèle de thrombose artérielle murin, l’infusion du sCD40L exacerbe la formation du thrombus chez les souris du type sauvage ("Wild Type", WT), mais non chez les souris CD40-/-. Ceci fut en plus associé à une augmentation significative du nombre de leucocytes au sein du thrombus des souris WT traitées à l’aide du sCD40L, tel que démontré par marquage immuno-histologique anti-CD45 et par quantification des coupes artérielles par microscopie optique. En résumé, ce projet identifie une nouvelle voie signalétique, TRAF-2/Rac1/p38 MAPK, en réponse au sCD40L et démontre ses effets sur l’activation et l’agrégation plaquettaire. De manière encore plus importante, nous démontrons pour la première fois la présence d’une corrélation positive entre les niveaux circulants du sCD40L et la thrombose artérielle, tout en soulignant l’importance du CD40 dans ce processus. Ainsi, le sCD40L constitue un activateur important des plaquettes, les prédisposant à une thrombose exacerbée en réponse au dommage vasculaire. Ces résultats peuvent expliquer le lien étroit qui existe entre les niveaux circulants du sCD40L et l’incidence des maladies cardiovasculaires.

Le rôle biologique de l’interaction du CD40L avec l’intégrine α5β1 des lymphocytes T.

Le CD40 ligand (CD40L) est un régulateur important de la réponse immunitaire et un contributeur clé dans les maladies auto-immunes. Nous avons rapporté précédemment que le CD40L se liait à l’intégrine α5β1, toutefois, les conséquences fonctionnelles de cette interaction demeurent inconnues. Les lymphocytes T sont au centre de la pathogénèse des maladies auto-immunes. Ils expriment, lors de celles-ci, des quantités aberrantes d’intégrines β1 faisant en sorte que la liaison CD40L/α5β1 pourrait être d’une haute importance dans les réponses inflammatoires. Dans cette étude, nous avons démontré que la forme soluble du CD40L (sCD40L) se liait aux lymphocytes T primaires ainsi qu’aux cellules Jurkat E6.1 et ce, dépendamment de l’intégrine α5β1. L’interaction du CD40L avec l’α5β1 lymphocytaire a induit l’activation des voies anti-apoptotiques dont les MAPKs (les protéines kinases mitogène activée) et les PI3 kinases (PI3K). La liaison du sCD40L à l’α5β1 n’a pas induit son changement structural ni son adhésion à la FN (fibronectine). Ceci pourrait avoir des conséquences directes sur la survie des cellules T lors de la progression des maladies inflammatoires. Ces résultats soulignent l’impact de l’interaction CD40L/α5β1 sur la fonction biologique des lymphocytes T et ils pourraient expliquer leur survie et leur persistance au niveau des sites d’inflammations durant les maladies auto- immunes.

Rôle de l’axe CD40L/CD40 dans les cellules endothéliales progénitrices

Les cellules endothéliales progénitrices («Endothelial Progenitor Cells», EPCs) sont des précurseurs endothéliaux qui possèdent un potentiel considérable dans la réparation et la régénération vasculaire. Dans le contexte des maladies cardiovasculaires, la compréhension du rôle des EPCs dans la régulation de la thrombogenèse et la réparation endothéliale est pertinente et nécessaire pour comprendre leur potentiel thérapeutique. Nous avons rapporté que les EPCs interagissent avec les plaquettes via la P-sélectine et inhibent l’adhésion, l’activation et l’agrégation des plaquettes ainsi que la formation de thrombus. Plus récemment, nous avons démontré que les EPCs expriment le récepteur inflammatoire CD40 et il est bien connu que les plaquettes constituent la source principale de la forme soluble de son agoniste le CD40L («soluble CD40 Ligand», sCD40L). Ainsi, nous avons émis l’hypothèse principale que l’axe CD40L/CD40 dans les EPCs influence leurs fonctions anti-thrombotique et pro-angiogénique. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons réussi à générer des «early» et «late» EPCs à partir de cellules mononucléaires du sang périphérique («Peripheral Blood Mononuclear Cells», PBMCs) en culture. Nous avons mis en évidence l’existence de l’axe CD40L/CD40 dans ces EPCs en démontrant l’expression des protéines adaptatrices, nommées les facteurs associés au récepteur du facteur de nécrose tumorale («TNF Receptor Associated Factors», TRAFs). Dans une première étude, nous avons investigué l’effet du sCD40L sur la fonction des «early» EPCs dans l’agrégation plaquettaire. En effet, nous avons démontré que le sCD40L renverse leur effet inhibiteur sur l’agrégation plaquettaire, et ce sans avoir un effet significatif sur la sécrétion de prostacycline (PGI2) et d’oxyde nitrique («Nitric Oxide», NO) par ces cellules. De plus, aucun effet du sCD40L n’a été noté sur l’apoptose et la viabilité de ces cellules. Par contre, nous avons noté une augmentation importante du stress oxydatif dans les «early» EPCs suite à leur stimulation avec le sCD40L. L’inhibition du stress oxydatif renverse l’effet du sCD40L sur les «early» EPCs dans l’agrégation plaquettaire. Ces résultats pourraient expliquer, en partie, la fonction réduite des EPCs chez les individus présentant des niveaux élevés de sCD40L en circulation. Dans une deuxième étude, nous avons étudié l’effet de sCD40L dans la fonction des «early» EPCs en relation avec l’angiogenèse. Nous avons identifié, dans un premier temps,les métalloprotéinases de la matrice («Matrix Metalloproteinases», MMPs) qui sont sécrétées par ces cellules. Nous avons trouvé que les «early» EPCs relâchent principalement la MMP-9 et que cette relâche est augmentée par le sCD40L. Le sCD40L induit aussi la phosphorylation de la p38 MAPK qui contribue à augmenter la sécrétion de MMP-9. Des études fonctionnelles ont démontré que le prétraitement des «early» EPCs au sCD40L potentialise la réparation endothéliale des HUVECs. En conclusion, l’ensemble de nos travaux, dans le cadre de ce projet de doctorat, nous a permis d’élucider les mécanismes responsables de l’action du sCD40L sur les effets inhibiteur et angiogénique des «early» EPCs dans l’agrégation plaquettaire et l’angiogenèse, respectivement. Ces résultats ajoutent de nouvelles connaissances sur le rôle des EPCs et pourront constituer la base pour des études futures permettant de corréler les niveaux élevés du sCD40L circulant et l’incidence des maladies cardiovasculaires, particulièrement l’athérothrombose.

No evidence for association of the CD40, CD40L and BLYS polymorphisms, B-cell co-stimulatory molecules, with Brazilian endemic Plasmodium vivax malaria

Background: Plasmodium vivax is the most prevalent malaria species in Brazil. The parasite-host coevolutionary process can be viewed as an 'arms race', in which adaptive genetic changes in one are eventually matched by alterations in the other. Methods: Following the candidate gene approach we analyzed the CD40, CD40L and BLYS genes that participate in B-cell co-stimulation, for associations with P. vivax malaria. The study sample included 97 patients and 103 controls. We extracted DNA using the extraction and purification commercial kit and identified the following SNPs: 21C.T in the CD40 gene, 2726T.C in the CD40L gene and the 2871C.T in the BLyS gene using PCR-RFLP. We analyzed the genotype and allele frequencies by direct counting. We also compared the observed with the expected genotype frequencies using the Hardy-Weinberg equilibrium. Results: The allele and genotype frequencies for these SNPs did not differ statistically between patient and control groups. Gene-gene interactions were not observed between the CD40 and BLYS and between the CD40L and BLYS genes. Overall, the genes were in Hardy-Weinberg equilibrium. Significant differences were not observed among the frequencies of antibody responses against P. vivax sporozoite and erythrocytic antigens and the CD40 and BLYS genotypes. Conclusions: The results of this study show that, although the investigated CD40, CD40L and BLYS alleles differ functionally, this variation does not alter the functionality of the molecules in a way that would interfere in susceptibility to the disease. The variants of these genes may influence the clinical course rather than simply increase or decrease susceptibility. © Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene 2013. All rights reserved.

Polimorfismos dos Genes CD40, CD40L e BLYS, associados na co-estimulação dos Linfócitos B, em indivíduos naturalmente infectados pelo Plasmodium vivax na Amazônia Brasileira

Pós-graduação em Genética - IBILCE

Expanding the Clinical and Genetic Spectrum of Human CD40L Deficiency: The Occurrence of Paracoccidioidomycosis and Other Unusual Infections in Brazilian Patients

CD40 ligand (CD40L) deficiency or X-linked hyper-IgM syndrome (X-HIGM) is a well-described primary immunodeficiency in which Pneumocystis jiroveci pneumonia is a common clinical feature. We have identified an unusual high incidence of fungal infections and other not yet described infections in a cohort of 11 X-HIGM patients from nine unrelated Brazilian families. Among these, we describe the first case of paracoccidioidomycosis (PCM) in X-HIGM. The molecular genetic analysis of CD40L was performed by gene sequencing and evaluation of CD40L protein expression. Nine of these 11 patients (82%) had fungal infections. These included fungal species common to CD40L deficiency (P. jiroveci and Candida albicans) as well as Paracoccidioides brasiliensis. One patient presented with PCM at age 11 years and is now doing well at 18 years of age. Additionally, one patient presented with a simultaneous infection with Klebsiella and Acinetobacter, and one with condyloma caused by human papilloma virus. Molecular analysis revealed four previously described CD40L mutations, two novel missense mutations (c.433 T>G and c.476 G>C) resulting in the absence of CD40L protein expression by activated CD4(+) cells and one novel insertion (c.484_485insAA) within the TNFH domain leading to a frame shift and premature stop codon. These observations demonstrated that the susceptibility to fungal infections in X-HIGM extends beyond those typically associated with X-HIGM (P. jiroveci and C. albicans) and that these patients need to be monitored for those pathogens.

Relevance of CD40/CD40L downstream pathways to Alzheimer's disease

The amyloid cascade hypothesis places amyloid-β at the origin of Alzheimer's disease (AD). Amyloid-β (Aβ) is the product of the sequential cleavage of the amyloid precursor protein (APP) by the enzymes β- and γ-secretases. An inflammatory component to AD has been suggested in association with CD40 (a member of the tumor necrosis factor receptor superfamily (TNFRS) and its cognate ligand CD40L. In this study, I hypothesized that the neutralization of pro-inflammatory cytokines produced downstream of CD40/CD40L interaction would reduce APP processing. I also hypothesized that blocking the binding of different adaptor proteins to CD40 by mutating its cytoplasmic tail would result in significant reduction of the APP metabolites: Aβ, sAPPβ, sAPPα, CTFβ and CTFα. ^ Treatment with CD40L of human embryonic kidney cells over-expressing both APP and CD40 (HEK/APPsw/CD40) significantly increased levels of the cytokine granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF). Neutralizing antibodies against GM-CSF mitigated the CD40L-induced production of Aβ in these cells. Treatment of the HEK/APPsw/CD40 cells with recombinant GM-CSF significantly increased Aβ levels. GM-CSF receptor gene silencing with shRNA significantly reduced Aβ levels to below base line in non-stimulated HEK/APPsw/CD40 cells. Silencing of the GM-CSF receptor also decreased APP endocytosis (therefore reducing the availability of APP to be cleaved in the endosomes). ^ Using CD40 mutants, I show that CD40L can increase levels of Aβ(1-40), Aβ(1-42), sAPPβ, sAPPα and CTFβ independently of TRAF signaling. TRAFs had been shown to be necessary for most CD40/CD40L-dependent signaling. An increase in mature/immature APP ratio after CD40L treatment of CD40wt and CD40-mutant cells was observed, reflecting alterations in APP trafficking. CD4OL treatment of a neuroblastoma cell line over-expressing CTFβ suggested that CD40L affected γ-secretase activity. Inhibition of γ-secretase activity significantly reduced sAPPβ levels in the CD40L treated HEK/APPsw CD40wt and the CD40-mutant cells. The latter suggests CD40/CD40L interaction primarily acts on γ-secretase and affects β-secretase via a positive feedback mechanism. ^ Taken together, the results of this dissertation suggest that GM-CSF operates downstream of CD40/CD40L interaction and that GM-CSF modulates Aβ production by influencing APP trafficking. Moreover, the data presented suggest that CD40/CD40L interaction can modulate APP processing via a mechanism independent of TRAF signaling. ^

Characterisation of the TNF superfamily members CD40L and BAFF in the small-spotted catshark (Scyliorhinus canicula)

Copyright © 2015. Published by Elsevier Ltd.

Characterisation of the TNF superfamily members CD40L and BAFF in the small-spotted catshark (Scyliorhinus canicula)

Copyright © 2015. Published by Elsevier Ltd.

Récepteurs aux estrogènes : rôle sur la prolifération, la migration, les MAPKs et CD40/CD40L des cellules endothéliales et musculaires lisses porcines

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Récepteurs aux estrogènes : rôle sur la prolifération, la migration, les MAPKs et CD40/CD40L des cellules endothéliales et musculaires lisses porcines

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Identification of evidence-based biospecimen quality-control tools

Control of biospecimen quality that is linked to processing is one of the goals of biospecimen science. Consensus is lacking, however, regarding optimal sample quality-control (QC) tools (ie, markers and assays). The aim of this review was to identify QC tools, both for fluid and solid-tissue samples, based on a comprehensive and critical literature review. The most readily applicable tools are those with a known threshold for the preanalytical variation and a known reference range for the QC analyte. Only a few meaningful markers were identified that meet these criteria, such as CD40L for assessing serum exposure at high temperatures and VEGF for assessing serum freeze-thawing. To fully assess biospecimen quality, multiple QC markers are needed. Here we present the most promising biospecimen QC tools that were identified.

Mycosis fungoides shows concurrent deregulation of multiple genes involved in the TNF signaling pathway:an expression profile study

Mycosis fungoides (MF) is the most frequent type of cutaneous T-cell lymphoma, whose diagnosis and study is hampered by its morphologic similarity to inflammatory dermatoses (ID) and the low proportion of tumoral cells, which often account for only 5% to 10% of the total tissue cells. cDNA microarray studies using the CNIO OncoChip of 29 MF and 11 ID cases revealed a signature of 27 genes implicated in the tumorigenesis of MF, including tumor necrosis factor receptor (TNFR)-dependent apoptosis regulators, STAT4, CD40L, and other oncogenes and apoptosis inhibitors. Subsequently a 6-gene prediction model was constructed that is capable of distinguishing MF and ID cases with unprecedented accuracy. This model correctly predicted the class of 97% of cases in a blind test validation using 24 MF patients with low clinical stages. Unsupervised hierarchic clustering has revealed 2 major subclasses of MF, one of which tends to include more aggressive-type MF cases including tumoral MF forms. Furthermore, signatures associated with abnormal immunophenotype (11 genes) and tumor stage disease (5 genes) were identified.

Safety and immunogenicity of the M72/AS01 candidate tuberculosis vaccine in HIV-infected adults on combination antiretroviral therapy: a phase I/II, randomized trial.

OBJECTIVE: Tuberculosis (TB) is highly prevalent among HIV-infected people, including those receiving combination antiretroviral therapy (cART), necessitating a well tolerated and efficacious TB vaccine for these populations. We evaluated the safety and immunogenicity of the candidate TB vaccine M72/AS01 in adults with well controlled HIV infection on cART. DESIGN: A randomized, observer-blind, controlled trial (NCT00707967). METHODS: HIV-infected adults on cART in Switzerland were randomized 3 : 1 : 1 to receive two doses, 1 month apart, of M72/AS01, AS01 or 0.9% physiological saline (N = 22, N = 8 and N = 7, respectively) and were followed up to 6 months postdose 2 (D210). Individuals with CD4⁺ cell counts below 200 cells/μl were excluded. Adverse events (AEs) including HIV-specific and laboratory safety parameters were recorded. Cell-mediated (ICS) and humoral (ELISA) responses were evaluated before vaccination, 1 month after each dose (D30, D60) and D210. RESULTS: Thirty-seven individuals [interquartile range (IQR) CD4⁺ cell counts at screening: 438-872 cells/μl; undetectable HIV-1 viremia] were enrolled; 73% of individuals reported previous BCG vaccination, 97.3% tested negative for the QuantiFERON-TB assay. For M72/AS01 recipients, no vaccine-related serious AEs or cART-regimen adjustments were recorded, and there were no clinically relevant effects on laboratory safety parameters, HIV-1 viral loads or CD4⁺ cell counts. M72/AS01 was immunogenic, inducing persistent and polyfunctional M72-specific CD4⁺ T-cell responses [medians 0.70% (IQR 0.37-1.07) at D60] and 0.42% (0.24-0.61) at D210, predominantly CD40L⁺IL-2⁺TNF-α⁺, CD40L⁺IL-2⁺ and CD40L⁺IL-2⁺TNF-α⁺IFN-γ⁺]. All M72/AS01 vaccines were seropositive for anti-M72 IgG after second vaccination until study end. CONCLUSION: M72/AS01 was clinically well tolerated and immunogenic in this population, supporting further clinical evaluation in HIV-infected individuals in TB-endemic settings.