Einfluss immunevasiver Strategien des humanen Cytomegalovirus auf die MHC-Klasse-I-Präsentation der viralen Antigene pp65 und IE1

Das Humane Cytomegalovirus (HCMV) stellt eine große Bedrohung für Patienten mit geschwächtem oder unausgereiftem Immunsystem dar. Bei immunkompetenten Personen hingegen werden schwere Erkrankungen insbesondere durch die Wirkung antiviraler zytotoxischer CD8+-T-Lymphozyten (CTL) weitgehend verhindert. Aus Zellkultur-Systemen war bekannt, dass virale Glykoproteine, welche in der US2-US11-Region des HCMV-Genoms kodiert werden, inhibitorisch in den MHC-Klasse-I-Präsentationsweg eingreifen und somit die entsprechende Präsentation durch infizierte Zellen behindern. Über die Bedeutung dieser US2-US11-vermittelten Immunevasion für die Präsentation viraler Antigene im Kontext der Virusinfektion war jedoch nichts bekannt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte daher der Einfluss der Immunevasion auf die MHC-Klasse-I-Präsentation der beiden wichtigsten CTL-Zielstrukturen von HCMV, dem Tegumentprotein pp65 und dem regulatorischen immediate early Protein IE1, untersucht werden. In Ergänzung dazu sollte das immunevasive Potential eines durch HCMV kodierten Homologs des immunmodulatorischen Zytokins Interleukin-10 (cmvIL-10) analysiert werden. Hierzu wurden über Peptidimmunisierung HLA-A2-transgener Mäuse CTL-Klone hergestellt, welche ausgesuchte Peptide aus pp65 und IE1 in Assoziation mit HLA-A2 mit hoher Spezifität und Sensitivität erkannten. Auf diese Weise konnte eine direkte Beeinflussung der MHC-Klasse-I-Präsentation durch cmvIL-10 falsifiziert und somit der Hypothese, dass das von infizierten Zellen freigesetzte Zytokin die MHC-Klasse-I-Präsentation nicht infizierter Nachbarzellen beeinflussen könnte, widersprochen werden. Mit Hilfe einer US2-US11-Deletionsmutante des Virus konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die Präsentation von sowohl pp65 als auch IE1 durch die Immunevasion beeinträchtigt wird. Dabei war die Präsentation des IE1-Peptids zu jedem untersuchten Zeitpunkt nach Infektion vollständig unterdrückt. Die Präsentation des pp65-Peptids hingegen war noch bis zu 72 Stunden nach Infektion detektierbar. Diese anhaltende Präsentation wurde dabei durch MHC-Klasse-I-Komplexe hervorgerufen, die trotz der Expression der US2-US11-Region an die Zelloberfläche transportiert wurden. Anhand des pp65 konnte somit erstmals gezeigt werden, dass die Immunevasion von HCMV Bildung und Transport bestimmter MHC-Klasse-I-Peptid-Komplexe zwar beeinträchtigen, jedoch nicht vollständig blockieren kann. Weitere Untersuchungen ergaben, dass die Präsentation von IE1-Peptiden durch das Vorhandensein des pp65-Proteins nicht beeinflusst wurde. Damit konnten aus der Literatur bekannte Daten anderer widerlegt werden. Mit Hilfe einer weiteren Virusmutante konnte schließlich gezeigt werden, das die Expression eines der Immunevasine, des gpUS11, hinreichend ist, die IE1-Präsentation vollständig zu unterdrücken, jedoch keinerlei messbaren Einfluss auf die Präsentation von pp65 ausübt. Die vorliegende Arbeit hat wichtige Erkenntnisse erbracht, die die Grundlage für weiterführende Untersuchungen zur Aufklärung der Bedeutung der einzelnen Immunevasionsgene für die Präsentation viraler Antigene im Rahmen der Virusinfektion darstellen.

Inhibition of MHC class I-restricted antigen presentation by γ2-herpesviruses

The γ-herpesviruses, in contrast to the α- and β-herpesviruses, are not known to inhibit antigen presentation to CD8+ cytotoxic T lymphocytes (CTLs) during lytic cycle replication. However, murine γ-herpesvirus 68 causes a chronic lytic infection in CD4+ T cell-deficient mice despite the persistence of a substantial CTL response, suggesting that CTL evasion occurs. Here we show that, distinct from host protein synthesis shutoff, γ-herpesvirus 68 down-regulates surface MHC class I expression on lytically infected fibroblasts and inhibits their recognition by antigen-specific CTLs. The viral K3 gene, encoding a zinc-finger-containing protein, dramatically reduced the half-life of nascent class I molecules and the level of surface MHC class I expression and was by itself sufficient to block antigen presentation. The homologous K3 and K5 genes of the related Kaposi's sarcoma-associated virus also inhibited antigen presentation and decreased cell surface expression of HLA class I antigens. Thus it appears that an immune evasion strategy shared by at least two γ-herpesviruses allows continued lytic infection in the face of strong CTL immunity.

Plasmacytoid dendritic cells: one-trick ponies or workhorses of the immune system?

Plasmacytoid dendritic cells (pDCs) were first described as interferon-producing cells and, for many years, their overlapping characteristics with both lymphocytes and classical dendritic cells (cDCs) created confusion over their exact ontogeny. In this Viewpoint article, Nature Reviews Immunology asks five leaders in the field to discuss their thoughts on the development and functions of pDCs--do these cells serve mainly as a major source of type I interferons or do they also make other important contributions to immune responses?

Molecular characterization of the contribution of autophagy to antigen presentation using quantitative proteomics

L’autophagie est une voie hautement conservée de dégradation lysosomale des constituants cellulaires qui est essentiel à l’homéostasie cellulaire et contribue à l’apprêtement et à la présentation des antigènes. Les rôles relativement récents de l'autophagie dans l'immunité innée et acquise sous-tendent de nouveaux paradigmes immunologiques pouvant faciliter le développement de nouvelles thérapies où la dérégulation de l’autophagie est associée à des maladies auto-immunes. Cependant, l'étude in vivo de la réponse autophagique est difficile en raison du nombre limité de méthodes d'analyse pouvant fournir une définition dynamique des protéines clés impliquées dans cette voie. En conséquence, nous avons développé un programme de recherche en protéomique intégrée afin d’identifier et de quantifier les proteines associées à l'autophagie et de déterminer les mécanismes moléculaires régissant les fonctions de l’autophagosome dans la présentation antigénique en utilisant une approche de biologie des systèmes. Pour étudier comment l'autophagie et la présentation antigénique sont activement régulés dans les macrophages, nous avons d'abord procédé à une étude protéomique à grande échelle sous différentes conditions connues pour stimuler l'autophagie, tels l’activation par les cytokines et l’infection virale. La cytokine tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) est l'une des principales cytokines pro-inflammatoires qui intervient dans les réactions locales et systémiques afin de développer une réponse immune adaptative. La protéomique quantitative d'extraits membranaires de macrophages contrôles et stimulés avec le TNF-alpha a révélé que l'activation des macrophages a entrainé la dégradation de protéines mitochondriales et des changements d’abondance de plusieurs protéines impliquées dans le trafic vésiculaire et la réponse immunitaire. Nous avons constaté que la dégradation des protéines mitochondriales était sous le contrôle de la voie ATG5, et était spécifique au TNF-alpha. En outre, l’utilisation d’un nouveau système de présentation antigènique, nous a permi de constater que l'induction de la mitophagie par le TNF-alpha a entrainée l’apprêtement et la présentation d’antigènes mitochondriaux par des molécules du CMH de classe I, contribuant ainsi la variation du répertoire immunopeptidomique à la surface cellulaire. Ces résultats mettent en évidence un rôle insoupçonné du TNF-alpha dans la mitophagie et permet une meilleure compréhension des mécanismes responsables de la présentation d’auto-antigènes par les molécules du CMH de classe I. Une interaction complexe existe également entre infection virale et l'autophagie. Récemment, notre laboratoire a fourni une première preuve suggérant que la macroautophagie peut contribuer à la présentation de protéines virales par les molécules du CMH de classe I lors de l’infection virale par l'herpès simplex virus de type 1 (HSV-1). Le virus HSV1 fait parti des virus humains les plus complexes et les plus répandues. Bien que la composition des particules virales a été étudiée précédemment, on connaît moins bien l'expression de l'ensemble du protéome viral lors de l’infection des cellules hôtes. Afin de caractériser les changements dynamiques de l’expression des protéines virales lors de l’infection, nous avons analysé par LC-MS/MS le protéome du HSV1 dans les macrophages infectés. Ces analyses nous ont permis d’identifier un total de 67 protéines virales structurales et non structurales (82% du protéome HSV1) en utilisant le spectromètre de masse LTQ-Orbitrap. Nous avons également identifié 90 nouveaux sites de phosphorylation et de dix nouveaux sites d’ubiquitylation sur différentes protéines virales. Suite à l’ubiquitylation, les protéines virales peuvent se localiser au noyau ou participer à des événements de fusion avec la membrane nucléaire, suggérant ainsi que cette modification pourrait influer le trafic vésiculaire des protéines virales. Le traitement avec des inhibiteurs de la réplication de l'ADN induit des changements sur l'abondance et la modification des protéines virales, mettant en évidence l'interdépendance des protéines virales au cours du cycle de vie du virus. Compte tenu de l'importance de la dynamique d'expression, de l’ubiquitylation et la phosphorylation sur la fonction des proteines virales, ces résultats ouvriront la voie vers de nouvelles études sur la biologie des virus de l'herpès. Fait intéressant, l'infection HSV1 dans les macrophages déclenche une nouvelle forme d'autophagie qui diffère remarquablement de la macroautophagie. Ce processus, appelé autophagie associée à l’enveloppe nucléaire (nuclear envelope derived autophagy, NEDA), conduit à la formation de vésicules membranaires contenant 4 couches lipidiques provenant de l'enveloppe nucléaire où on retrouve une grande proportion de certaines protéines virales, telle la glycoprotéine B. Les mécanismes régissant NEDA et leur importance lors de l’infection virale sont encore méconnus. En utilisant un essai de présentation antigénique, nous avons pu montrer que la voie NEDA est indépendante d’ATG5 et participe à l’apprêtement et la présentation d’antigènes viraux par le CMH de classe I. Pour comprendre l'implication de NEDA dans la présentation des antigènes, il est essentiel de caractériser le protéome des autophagosomes isolés à partir de macrophages infectés par HSV1. Aussi, nous avons développé une nouvelle approche de fractionnement basé sur l’isolation de lysosomes chargés de billes de latex, nous permettant ainsi d’obtenir des extraits cellulaires enrichis en autophagosomes. Le transfert des antigènes HSV1 dans les autophagosomes a été determine par protéomique quantitative. Les protéines provenant de l’enveloppe nucléaire ont été préférentiellement transférées dans les autophagosome lors de l'infection des macrophages par le HSV1. Les analyses protéomiques d’autophagosomes impliquant NEDA ou la macroautophagie ont permis de decouvrir des mécanismes jouant un rôle clé dans l’immunodominance de la glycoprotéine B lors de l'infection HSV1. Ces analyses ont également révélées que diverses voies autophagiques peuvent être induites pour favoriser la capture sélective de protéines virales, façonnant de façon dynamique la nature de la réponse immunitaire lors d'une infection. En conclusion, l'application des méthodes de protéomique quantitative a joué un rôle clé dans l'identification et la quantification des protéines ayant des rôles importants dans la régulation de l'autophagie chez les macrophages, et nous a permis d'identifier les changements qui se produisent lors de la formation des autophagosomes lors de maladies inflammatoires ou d’infection virale. En outre, notre approche de biologie des systèmes, qui combine la protéomique quantitative basée sur la spectrométrie de masse avec des essais fonctionnels tels la présentation antigénique, nous a permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur les mécanismes moléculaires régissant les fonctions de l'autophagie lors de la présentation antigénique. Une meilleure compréhension de ces mécanismes permettra de réduire les effets nuisibles de l'immunodominance suite à l'infection virale ou lors du développement du cancer en mettant en place une réponse immunitaire appropriée.

[How the bovine viral diarrhea virus outwits the immune system]

The interaction of bovine viral diarrhea virus (BVD virus) with its host has several unique features, most notably the capacity to infect its host either transiently or persistently. The transient infection stimulates an antiviral immune reaction similar to that seen in other transient viral infections. In contrast, being associated with immunotolerance specific for the infecting BVD viral strain, the persistent infection differs fundamentally from other persistent infections like those caused by lentiviruses. Whereas the latter are characterized by complex viral evasion of the host's adaptive immune response by mechanisms such as antigenic drift and interference with presentation of T cell epitopes, BVD virus avoids the immune response altogether by inducing both humoral and cellular immune tolerance. This is made possible by invasion of the fetus at an early stage of development. In addition to adaptive immunity, BVD virus also manipulates key elements of the host's innate immune response. The non-cytopathic biotype of BVD virus, which is capable of persistently infecting its host, fails to induce type I interferon. In addition, persistently infected cells are resistant to the induction of apoptosis by double-stranded RNA and do not produce interferon when treated with this pathogen-associated molecular pattern (PAMP) that signals viral infection. Moreover, when treated with interferon, cells persistently infected with non-cytopathic BVD virus do not clear the virus. Surprisingly, however, despite this lack of effect on persistent infection, interferon readily induces an antiviral state in these cells, as shown by the protection against infection by unrelated viruses. Overall, BVD virus manipulates the host's interferon defense in a manner that optimises its chances of maintaining the persistent infection as well as decreasing the risks that heterologous viral infections may carry for the host. Thus, since not all potential host cells are infected in animals persistently infected with BVD virus, heterologous viruses replicating in cells uninfected with BVD virus will still trigger production of interferon. Interferon produced by such cells will curtail the replication of heterologous viruses only, be that in cells already infected with BVD virus, or in cells in which the heterologous virus may replicate alone. From an evolutionary viewpoint, this strategy clearly enhances the chances of transmission of BVD virus to new hosts, as it attenuates the negative effects that a global immunosuppression would have on the survival of persistently infected animals.

Role of B cells in antigen presentation of the hepatitis B core

The hepatitis B virus (HBV) nucleocapsid or core antigen (HBcAg) is extremely immunogenic during infection and after immunization. For example, during many chronic infections, HBcAg is the only antigen capable of eliciting an immune response, and nanogram amounts of HBcAg elicit antibody production in mice. Recent structural analysis has revealed a number of characteristics that may help explain this potent immunogenicity. Our analysis of how the HBcAg is presented to the immune system revealed that the HBcAg binds to specific membrane Ig (mIg) antigen receptors on a high frequency of resting, murine B cells sufficiently to induce B7.1 and B7.2 costimulatory molecules. This enables HBcAg-specific B cells from unprimed mice to take up, process, and present HBcAg to naive Th cells in vivo and to T cell hybridomas in vitro approximately 105 times more efficiently than classical macrophage or dendritic antigen-presenting cells (APC). These results reveal a structure–function relation for the HBcAg, confirm that B cells can function as primary APC, explain the enhanced immunogenicity of HBcAg, and may have relevance for the induction and/or maintenance of chronic HBV infection.

Innate and acquired humoral immunities to influenza virus are mediated by distinct arms of the immune system

“Natural” Igs, mainly IgM, comprise part of the innate immune system present in healthy individuals, including antigen-free mice. These Igs are thought to delay pathogenicity of infecting agents until antigen-induced high affinity Igs of all isotypes are produced. Previous studies suggested that the acquired humoral response arises directly from the innate response, i.e., that B cells expressing natural IgM, upon antigen encounter, differentiate to give rise both to cells that secrete high amounts of IgM and to cells that undergo affinity maturation and isotype switching. However, by using a murine model of influenza virus infection, we demonstrate here that the B cells that produce natural antiviral IgM neither increase their IgM production nor undergo isotype switching to IgG2a in response to the infection. These cells are distinct from the B cells that produce the antiviral response after encounter with the pathogen. Our data therefore demonstrate that the innate and the acquired humoral immunities to influenza virus are separate effector arms of the immune system and that antigen exposure per se is not sufficient to increase natural antibody production.

The basics and advances of immunomodulators and antigen presentation: a key to development of potent memory response against pathogens

Introduction: Immunomodulators are agents, which can modulate the immune response to specific antigens, while causing least toxicity to the host system. Being part of the modern vaccine formulations, these compounds have contributed remarkably to the field of therapeutics. Despite the successful record maintained by these agents, the requirement of novel immunomodulators keeps increasing due to the increasing severity of diseases. Hence, research regarding the same holds great importance. Areas covered: In this review, we discuss the role of immunomodulators in improving performance of various vaccines used for counteracting most threatening infectious diseases, mechanisms behind their action and criteria for development of novel immunomodulators. Expert opinion: Understanding the molecular mechanisms underlying immune response is a prerequisite for development of effective therapeutics as these are often exploited by pathogens for their own propagation. Keeping this in mind, the present research in the field of immunotherapy focuses on developing immunomodulators that would not only enhance the protection against pathogen, but also generate a long-term memory response. With the introduction of advanced formulations including combination of different kinds of immunomodulators, one can expect tremendous success in near future.

Modulatory effects of ammonia-N on the immune system of Penaeus japonicus to virulence of white spot syndrome virus

To study response to white spot syndrome virus (WSSV) under ammonia stress, Penaeus japonicus were exposed to 5 mg l(-1) ammonia-N and challenged orally with WSSV (NW). Controls consisted of an ammonia-N-exposed control group (N), a WSSV-challenged positive control group (W), and an untreated control group (control). Immune parameters measured were total haemocyte count (THC), haemocyte phagocytosis, plasma protein content and haemolymph enzymatic activities for prophenoloxidase (proPO), alkaline phosphatase (ALP), and nitric oxide synthase (NOS). THC and plasma protein had downward trends with time in all treatment groups (NW, N, and W) in contrast to the untreated control group (control). The percentage phagocytosis, NOS activity, and ALP and proPO activity of W and NW decreased initially then increased from 6 to 78 h (except for NOS and ALP, from 6 to 54 h) before declining thereafter until the end of the experiment. Compared with untreated controls (control), there was a downward trend for all measured parameters in the treatment groups (N, NW, and W), but the degree was W > NW > N. WSSV was detected at 78 h postchallenge in both W and NW. In conclusion, 5 mg l(-1) ammonia-N reduced the immunocompetence of P japonicus and may have decreased the virulence of WSSV (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Phenotypic characteristics of human type II alveolar epithelial cells suitable for antigen presentation to T lymphocytes.

Type II alveolar epithelial cells (AECII) are well known for their role in the innate immune system. More recently, it was proposed that they could play a role in the antigen presentation to T lymphocytes but contradictory results have been published both concerning their surface expressed molecules and the T lymphocyte responses in mixed lymphocyte cultures. The use of either AECII cell line or fresh cells could explain the observed discrepancies. Thus, this study aimed at defining the most relevant model of accessory antigen presenting cells by carefully comparing the two models for their expression of surface molecules necessary for efficient antigen presentation.

In vitro studies on the infection and replication of porcine circovirus type 2 in cells of the porcine immune system

Porcine circovirus type 2 (PCV2) nucleic acid and/or antigens are consistently observed in cells of monocytic morphology in lesions of pigs affected by post-weaning multisystemic wasting syndrome (PMWS). In this study, PCV2 antigen was detected in the cytoplasm of monocytes, pulmonary macrophages (PMs) and monocyte-derived macrophages exposed to the virus in vitro, by immunofluorescence analysis (IFA) and the phenotype of these cells confirmed by detection of monocytic cell surface markers using flow cytometry. Viral antigen was not observed in lymphocytic cells. Replication of the virus in PMs was investigated further by comparison to that observed in the continuous pig kidney cell line (PK15A) using quantitative virus titration, quantitative PCR and by the detection of double stranded DNA intermediates of viral replication by Southern blotting analyses. Although increases in viral DNA and levels of infectious virus progeny and the presence of replicative intermediates, indicative of viral replication, were observed in PK15A cells, no such changes were observed in PMs in spite of the fact that infectious virus, viral antigen and viral DNA persisted in the cells for at least the duration of the experiment. These results suggest that in vivo, monocytic cells may not represent the primary target for PCV2 replication. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Enforcing dendritic cell vaccines by manipulating the MHC II antigen presentation pathway

Les vaccins à base de cellules dendritiques (DCs) constituent une avenue très populaire en immunothérapie du cancer. Alors que ces cellules peuvent présenter des peptides exogènes ajoutés au milieu, l’efficacité de chargement de ces peptides au le complexe majeur d'histocompatibilité (CMH) de classe II est limitée. En effet, la majorité des molécules du CMH II à la surface des DCs sont très stable et l’échange de peptide spontané est minime. Confinée aux vésicules endosomales, HLA-DM (DM) retire les peptides des molécules du CMH II en plus de leur accorder une conformation réceptive au chargement de peptides. Il est possible, cependant, de muter le signal de rétention de DM de façon à ce que la protéine s’accumule en surface. Nous avons émis l’hypothèse que ce mutant de DM (DMY) sera aussi fonctionnel à la surface que dans la voie endosomale et qu’il favorisera le chargement de peptides exogènes aux DCs. Nous avons utilisé un vecteur adénoviral pour exprimer DMY dans des DCs et avons montrer que la molécule augmente le chargement de peptides. L’augmentation du chargement peptidique par DMY est autant qualitatif que quantitatif. DMY améliore la réponse T auxiliaire (Th) du coté Th1, ce qui favorise l’immunité anti-cancer. Du côté qualitatif, le chargement de peptides résulte en des complexes peptide-CMHII (pCMH) d’une conformation supérieure (conformère). Ce conformère (Type A) est le préféré pour la vaccination et DMY édite avec succès les complexes pCMH à la surface en éliminant ceux de type B, lesquels sont indésirables. La fonction de DM est régulée par HLA-DO (DO). Ce dernier inhibe l’habilité de DM à échanger le peptide CLIP (peptide dérivée de la chaîne invariante) en fonction du pH, donc dans les endosomes tardifs. Mes résultats indiquent que la surexpression de DO influence la présentation des superantigènes (SAgs) dépendants de la nature du peptide. Il est probable que DO améliore indirectement la liaison de ces SAgs au pCMH dû à l’accumulation de complexe CLIP-CMH, d’autant plus qu’il neutralise la polarisation Th2 normalement observée par CLIP. Ensemble, ces résultats indiquent que DMY est un outil intéressant pour renforcer le chargement de peptides exogènes sur les DCs et ainsi générer des vaccins efficaces. Un effet inattendu de DO sur la présentation de certains SAgs a aussi été observé. Davantage de recherche est nécessaire afin de résoudre comment DMY et DO influence la polarisation des lymphocytes T auxiliaires. Cela conduira à une meilleure compréhension de la présentation antigénique et de son étroite collaboration avec le système immunitaire.

Distinct localization of T cell Agrin during antigen presentation - evidence for the expression of Agrin receptor(s) in antigen-presenting cells

Agrin is over-expressed by activated and autoimmune T cells, and synergizes with the T cell receptor (TCR) to augment cell activation. In the present study, we show that Agrin accumulates to distinct areas of the plasma membrane and that cell activation causes its redistribution. During antigen presentation, Agrin primarily accumulates to the periphery of the mature immunological synapse, mostly in lamellipodia-like protrusions that wrap around the antigen-presenting cell and, conversely, anti-Agrin sera induced a significant redistribution of TCR at the plasma membrane. We also provide evidence for the expression of Agrin receptors in peripheral blood monocytes, dendritic cells and a fraction of B cells. Interestingly, interferon-a treatment, which induces the expression of Agrin in T cells, also augmented Agrin binding to monocytes. Stimulation of monocytes with recombinant Agrin induced the clustering of surface receptors, including major histocompatibility complex class II, activation of intracellular signalling cascades, as well as enhanced dsRNA-induced expression of pro-inflammatory cytokines interleukin-6 and tumour necrosis factor-a. Collectively, these results confirm the location of Agrin at the immunological synapse between T cells and antigen-presenting cells and justify further characterization of its receptors in the immune system.

Impaired Antigen Presentation and Effectiveness of Combined Active/Passive Immunotherapy for Epithelial Tumors

Background: Although immunization with tumor antigens can eliminate many transplantable tumors in animal models, immune effector mechanisms associated with successful immunotherapy of epithelial cancers remain undefined. Methods: Skin from transgenic mice expressing the cervical cancer-associated tumor antigen human papillornavirus type 16 (HPV16) E6 or E7 proteins from a keratin 14 promoter was grafted onto syngeneic, non-transgenic mice. Skin graft rejection was measured after active immunization with HPV16 E7 and adoptive transfer of antigen-specific T cells. Cytokine secretion of lymphocytes from mice receiving skin grafts and immunotherapy was detected by enzyme-linked immunosorbent assay, and HPV16 E7-specific memory CD8(+) T cells were detected by flow cytometry and ELISPOT. Results: Skin grafts containing HPV16 E6- or E7-expressing keratinocytes were not rejected spontaneously or following immunization with E7 protein and adjuvant. Adoptive transfer of E7-specific T-cell receptor transgenic CD8(+) T cells combined with immunization resulted in induction of antigen-specific interferon gamma-secreting CD8(+) T cells and rejection of HPV16 E7-expressing grafts. Specific memory CD8(+) T cells were generated by immunotherapy. However, a further HPV16 E7 graft was rejected from animals with memory T cells only after a second E7 immunization. Conclusions: Antigen-specific CD8(+) T cells can destroy epithelium expressing HPV16 E7 tumor antigen, but presentation of E7 antigen from skin is insufficient to reactivate memory CD8(+) T cells induced by immunotherapy. Thus, effective cancer immunotherapy in humans may need to invoke sufficient effector as well as memory T cells.

Systemic activation of dendritic cells by Toll-like receptor ligands or malaria infection impairs cross-presentation and anti-viral immunity

The mechanisms responsible for the immunosuppression associated with sepsis or some chronic blood infections remain poorly understood. Here we show that infection with a malaria parasite (Plasmodium berghei) or simple systemic exposure to bacterial or viral Toll-like receptor ligands inhibited cross-priming. Reduced cross-priming was a consequence of downregulation of cross-presentation by activated dendritic cells due to systemic activation that did not otherwise globally inhibit T cell proliferation. Although activated dendritic cells retained their capacity to present viral antigens via the endogenous major histocompatibility complex class I processing pathway, antiviral responses were greatly impaired in mice exposed to Toll-like receptor ligands. This is consistent with a key function for cross-presentation in antiviral immunity and helps explain the immunosuppressive effects of systemic infection. Moreover, inhibition of cross-presentation was overcome by injection of dendritic cells bearing antigen, which provides a new strategy for generating immunity during immunosuppressive blood infections.