Dissertations / Theses on the topic 'Lymphocytes Immunological aspects'

[Truncated abstract] A paradox exists in tumour immunology whereby progressive tumour growth exists in parallel with an anti-tumour T cell response. This defective T cell response is thought to result from the induction of T cell tolerance and/or tumour induced immunosuppression, which act to inhibit the activation, differentiation and function of tumour-specific CD8+ T cells. Dendritic cells (DCs) are professional antigen presenting cells (APCs) that are critical to the generation of effective CTL; however their function and phenotype is often defective or altered in tumour-bearing hosts, which may limit their capacity to mount an effective tumour specific T cell response. In this thesis, the role of DCs in the cross-presentation of tumour antigen was assessed in terms of their APC function, migration and location. In doing so the intention was to gain insight into the early processes that potentially contribute to the development of an ineffective anti-tumour immune response. This study examined cross-presentation of the nominal tumour antigen, influenza A hemagglutinin (HA) expressed by the murine malignant mesothelioma cell line, AB1-HA. Cross-presentation was predominantly restricted to the local draining lymph nodes throughout tumour growth and was mediated by CD8a+ and CD8a- DCs. This results in an ineffective CTL response due to the lack of DC activation and the presence of potentially immunosuppressive B7 molecules. However, the capacity of the CD8a- DC subset to cross-present antigen suggested a role for migratory tumour-resident DCs in this process. Analysis of tumour infiltrating DCs showed that they were paralysed in their capacity to cross-present tumour antigen and were immobilised at the tumour site. Conversely, cross-presentation of tumour antigen in the local draining lymph node was dependent on the continuous traffic of antigen from the tumour microenvironment. In this vein, small numbers of metastatic tumour cells were detected in the draining lymph nodes, however their isolation was dependent on the removal of DCs and T cells, suggesting immune control of metastatic spread. Thus, tumour cells may be the source of antigen for cross-presentation by DCs in the tumour draining lymph nodes. .... In conclusion, the results presented in this thesis support a role for DCs in the generation of tumour-specific T cell responses that fail to control tumour growth. In addition the results provide a basis for further investigation into the effects of chemotherapy on the source and form of tumour antigen for cross-presentation by specific DC subsets in the tumour bearing host. These findings may have important implications for the development of future anti-cancer immune therapies targeting DCs.

The entire dissertation/thesis text is included in the research.pdf file; the official abstract appears in the short.pdf file (which also appears in the research.pdf); a non-technical general description, or public abstract, appears in the public.pdf file. Title from PDF of title page (University of Missouri--Columbia, viewed on April 1, 2010). Vita. Thesis advisor: Habib Zaghouani. "May 2008" Includes bibliographical references.

Le système immunitaire est capable de rejeter une tumeur, même si l'interaction entre système immun et tumeurs est et reste complexe. Contrôler à long terme la croissance de la tumeur est un challenge, probablement suite à divers mécanismes de tolérance centrale et périphérique. Différentes approches d'immunothérapie du cancer ont été et sont toujours développées. Nous avons, au laboratoire, investigué et démontré, dans le cadre de deux différents modèles tumoraux murins, les capacités thérapeutiques d’une nouvelle stratégie de vaccinations combinées associant des injections de cellules dendritiques (DC) et de cellules tumorales sécrétrices de GM-CSF.

Notre travail de thèse a consisté à poursuivre l'étude de cette stratégie de vaccins combinés en étudiant plus particulièrement le rôle des lymphocytes T régulateurs (Treg) dans l'efficacité thérapeutique des vaccinations.

Les Treg regroupent différentes populations cellulaires immunosuppressives dérivées du thymus qui jouent un rôle clé dans le maintien de la tolérance périphérique. Les Treg naturels dont le mécanisme de suppression principal nécessite un contact cellule-cellule, expriment de façon constitutive les molécules de surface CD4, CD25 et CTLA-4 mais le marqueur le plus spécifique est le facteur de transcription Foxp3 qui est indispensable à leur développement et à leur fonction suppressive. Dans un premier temps, nous avons donc caractérisé les Treg de rat pour l'expression de Foxp3 et la nature et spécificité antigénique de leur fonction suppressive. Nos résultats démontrent d’une part, une expression de Foxp3 restreinte aux LT CD25+ natifs et liée à une fonction suppressive s'exerçant par contact cellule-cellule et d’autre part, une spécificité antigénique non-restreinte de ces Treg.

Ensuite, nous avons utilisé ce modèle de vaccination associant des injections de DC et de cellules tumorales sécrétrices de GM-CSF pour analyser comparativement les réponses immunes induites chez les rats vaccinés guéris ou non-guéris et les rats contrôles non vaccinés et identifier les paramètres cruciaux conduisant à l'éradication de la tumeur. Nos résultats ont montré que la principale différence entre rats vaccinés guéris et non guéris ne réside pas dans l'induction de réponses cytotoxiques systémiques spécifiques de la tumeur. Par contre, la guérison est associée à la persistance d'une réponse systémique LT CD4+ TH1 ainsi qu'au recrutement important en intratumoral de LT CD8+ cytotoxiques lié à une faible proportion relative de Treg.

Comme dans la majorité des études publiées chez l'animal, les DC utilisées dans ces vaccins combinés ont été générées à partir de rats naïfs, par différenciation de précurseurs de la moëlle osseuse en présence de GM-CSF seul. Par analogie avec les vaccins DC administrés aux patients cancéreux, nous avons aussi dérivé des DC à partir de la moëlle osseuse de rats porteurs d’une tumeur (TUM+) et nous avons constaté que ces mêmes vaccins combinés montraient in vivo une efficacité thérapeutique nettement moins bonne que leurs équivalents naïfs. Nous avons établi que cette différence d’efficacité était liée à la présence de Treg fonctionnels dans les vaccins DC dérivés de rats TUM+. Puis, nous avons établi le lien entre la présence de Treg dans les vaccins DC TUM+ et leur moins bonne efficacité thérapeutique en montrant qu'un traitement in vivo des rats TUM+ au témozolomide (TMZ) avant de générer les vaccins DC résultait in vitro, en une moindre expression de Foxp3 et une fonction suppressive diminuée et in vivo, en une bien meilleure survie des rats vaccinés.

Enfin, dans le but d’une utilisation future en clinique, nous avons développé une approche simplifiée ‘tout in vivo’ de notre modèle de vaccinations combinées, en utilisant la tumeur localement irradiée in vivo comme source d’antigène pour des DC autologues injectées en péri-tumoral et un apport exogène de GM-CSF. Nous avons utilisé des adénovirus associés recombinants porteurs du gène du GM-CSF (AAV1-GM-CSF) pour transduire la tumeur in vivo. Ces injections intratumorales d’AAV1-GM-CSF ont montré de bons résultats en vaccinations combinées puisque 60% des rats ont pu être guéris d’une tumeur 9L pré-implantée. Nous avons ensuite expérimenté l’enrobage des AAV1-GM-CSF dans un polymère biocompatible et thermosensible, le poloxamère, avant de les injecter en intratumoral, sans observer de meilleur effet thérapeutique. Cependant, nous avons constaté que l'utilisation du poloxamère pour enrober du GM-CSF recombinant permettait d'améliorer nettement la survie des rats vaccinés par comparaison à l'utilisation de GM-CSF recombinant seul.

La stratégie de vaccinations combinées que nous avons largement explorée et validée chez le rat serait une alternative intéressante à développer en clinique, particulièrement en combinaison avec un traitement permettant d'éliminer les Treg à la fois dans les vaccins et chez les patients vaccinés.

Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques
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L'infection par le cytomégalovirus humain (HCMV) est une cause majeure de mortalité chez les patients immunodéprimés et représente la première cause d'infection congénitale. HCMV est un virus complexe qui s'est adapté au système immunitaire humain en développant de multiples mécanismes d'évasion. L'infection primaire à HCMV est associée à une réplication virale prolongée avant l'établissement de la latence. Il a été montré que cette intense réplication lors de la phase initiale de l'infection était associée à une épuisement fonctionnel des lymphocytes T CD4 spécifiques du virus. Alors que les anticorps jouent un rôle dans la limitation de la dissémination virale et la prévention de l'infection à HCMV, les réponses des lymphocytes B sont peu caractérisées. Dans le présent travail, nous avons étudié l'impact de l'infection à HCMV sur le phénotype et la fonctionnalité des sous-populations de LB du sang circulant chez une cohorte de femme enceintes avec une primo-infection par HCMV en utilisant comme contrôles des sujets sains séropositifs et séronégatifs pour HCMV ainsi que des femmes enceintes séronégatives. Nous montrons que l'infection primaire par HCMV induit une expansion significative et prolongée de deux sous-populations de LB :les LB mémoires activés (CD27+CD21low) et mémoires atypiques (CD27-CD21low), précédemment décrites lors d'infection chroniques. Les LB mémoires atypiques démontrent des signes d'épuisement fonctionnel comme en témoigne une expression élevée de récepteurs inhibant le BCR et une moindre réponse à la stimulation in vitro mesurée par la production de TNF-α. Les expansions de ces deux sous-populations sont corrélées entre elles et liées à la virémie. Ces résultats contribuent à la compréhension de la régulation des réponses des LB lors d'infections virales, en montrant que l'épuisement fonctionnel de LB, précédemment décrit lors d'infections chroniques, peut également survenir lors d'infections primaires.

Dans un deuxième temps, nous avons étudié l'acquisition des réponses B mémoires spécifiques de HCMV dirigées contre la principale glycoprotéine de surface, la glycoprotéine B (gB), et deux polypeptides du tégument. Lors de l'infection primaire par HCMV, la production d'anticorps neutralisant le virus, dirigés contre les glycoprotéines d'enveloppe, est retardée par rapport aux anticorps dirigés contre le tégument qui sont non neutralisant. Nous montrons que le phénotype des LB mémoires spécifiques de gB est différent de celui des LB mémoires spécifiques du tégument. La majorité des LB mémoires spécifiques de gB exprime un phénotype CD27+CD21+ alors que la majorité de ceux du tégument exprime le phénotype CD27+CD21low. Nous montrons par la suite chez des sujets sains que ces deux sous-populations de LB mémoires présentent des différences phénotypiques, au niveau de l'expression de récepteurs liés au "trafficking" cellulaire ainsi qu'au niveau de la fonctionnalité. Les LB mémoires CD21low, contrairement au LB mémoires CD21high, expriment des taux bas des récepteurs CXCR5 et CCR7, qui permettent la migration vers les centres germinatifs, mais des taux élevés de CD11c promouvant la migration vers les tissus périphériques. Après stimulation in vitro, les LB mémoires CD21low vont avoir une capacité de production d'immunoglobulines immédiate mais une réponse proliférative plus faible comparée aux LB mémoires CD21+. Nous démontrons la relevance de cette division des LB mémoires sur base de l'expression du CD21 dans un modèle de vaccination de rappel contre la toxoïde tétanique (TT). Après rappel, nous observons une expansion significative de LB mémoires spécifiques de la TT exprimant un phénotype CD27+CD21lowCXCR5lowCD11chigh. Nous proposons ainsi un nouveau mécanisme de manipulation des réponses humorales par des pathogènes qui se traduit par une limitation de l'induction de réponses B effectrices. Nos travaux permettraient également une meilleure approche des réponses B mémoires physiologiques chez l'homme en proposant une classification des LB mémoires basées sur leur fonctionnalité et leur phénotype.

Human cytomegalovirus (HCMV) infection is a major cause of mortality in immunocompromised patients and is the first cause of congenital infection worldwide. HCMV is a complex virus that has developed multiples immune evasions mechanisms during its co-evolution with mankind. Although often asymptomatic, primary HCMV infection is associated with an intense and prolonged viral replication. It has been previously shown that this intense viral replication is associated with functional exhaustion of virus-specific CD4+ T cells. Although neutralizing antibodies limits viral dissemination and play a role in the prevention of HCMV infection, B cell responses during HCMV infection have been poorly studied so far.

In this work, we have studied the impact of HCMV infection on the phenotype and functionality of peripheral-blood B cell subsets in a cohort of pregnant women with a primary HCMV infection. Controls were healthy seronegative and seropositive HCMV donors and HCMV seronegative pregnant women. We show that primary HCMV infection induces a significant and prolonged expansion of two B-cell subsets, previously described in chronic infections :activated memory B cells (MBC) (CD27+CD21low) and atypical MBC (CD27-CD21low). Atypical MBC display signs of functional exhaustion with increased expression of inhibitory receptors and a lower response to in vitro stimulation as assessed by TNF-α production. Expansion of these two subsets are correlated and higher in subjects with detectable viremia. These results contribute to the understanding of the regulation of B cell responses during viral infections and indicate that B cell exhaustion, previously described during chronic infections, can be observed in primary infection.

Next, we have characterized the acquisition of HCMV-specific B cell responses directed against envelope glycoprotein B (gB) and two tegument polypeptides (pp150 and pp52). During primary HCMV infection, the production of neutralizing antibodies targeting envelope glycoproteins is delayed when compared to non-neutralizing anti-tegument antibodies. We show that gB and tegument-specific MBC have distinct phenotype during primary HCMV infection. The majority of gB-specific MBC have a CD27+CD21+ phenotype while the majority of tegument-specific MBC have a CD27+CD21low phenotype. We show that CD27+CD21+ and CD27+CD21low MBC express different pattern of chemokine receptors pattern but also have distinct functionality. CD27+CD21low MBC, on the contrary to CD27+CD21+ MBC, express low levels of CXCR5 and CCR7 that favor migration to lymph nodes and germinal centers but express high levels of CD11c that promotes migration to inflammatory tissues.

In vitro stimulation of sorted subsets of healthy individuals indicates that CD27+CD21low MBC have higher capacity of immediate immunoglobulin production but a lower proliferative potential as compared to CD27+CD21+ MBC. We further show the relevance of a division of MBC subsets based on CD21 expression in a model of TT booster immunization. Following booster immunization, a significant expansion of TT-specific MBC expressing the phenotype CD27+CD21lowCXCR5lowCD11chigh is observed.

We propose that HCMV manipulates the host humoral response by limiting the induction of gB-specific CD27+CD21low "effector" MBC. Our work also indicates that human MBC physiological responses should be studied according to their respective phenotype and functions.

Doctorat en Sciences médicales
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Depuis leur découverte en 1973 par Steinman et Cohn, le rôle des cellules dendritiques dans l’initiation des réponses immunitaires a largement été documenté. En effet, les cellules dendritiques constituent les cellules présentatrices d’antigènes professionnelles capables de détecter des molécules microbiennes et inflammatoires afin d’activer le système immunitaire. Outre leur implication dans l’induction des réponses immunes, de plus en plus d’études suggèrent que les cellules dendritiques interviennent dans le contrôle des réponses immunitaires via la sécrétion de cytokines anti-inflammatoires et/ou l’activation ou l’induction de lymphocytes T régulateurs. Ceux-ci incluent les cellules T régulatrices issues naturellement du thymus et les cellules T régulatrices induites en périphérie.

Des résultats obtenus au sein de notre laboratoire ont mis en évidence l’importance des cellules T régulatrices dans le contrôle des réponses de type Th1 induites à l’aide de cellules dendritiques matures chargées avec des antigènes étrangers. Nous avons, dès lors, étudié le rôle du récepteur CTLA-4 exprimé constitutivement à la surface des cellules T régulatrices dans le contrôle des réponses immunitaires induites à l’aide de cellules dendritiques matures et dans un modèle d’inflammation intestinale. L’injection d’anticorps anti-CTLA-4 induit in vitro et in vivo une inhibition de la production d’IFNγ et protège les souris de la colite pro-Th1 induite par l’instillation de TNBS. Cette protection corrèle étroitement avec l’induction de lymphocytes T régulateurs exprimant fortement la molécule ICOS et sécrétant de l’interleukine 10. De plus, nos résultats suggèrent que l’interleukine 10 et l’indoléamine 2, 3 dioxygénase seraient impliquées dans la fonction régulatrice des lymphocytes T ICOShigh.

Nous avons également analysé les mécanismes impliqués dans le contrôle des réponses de type Th1 par les lymphocytes T régulateurs naturels. Nos résultats suggèrent une régulation différente des réponses Th1 en présence et en absence de cette population régulatrice. En effet, les réponses Th1 sont dépendantes de l’interleukine 12 en présence de lymphocytes T régulateurs naturels, alors qu’en leur absence, la molécule CD70 est requise.

En conclusion, nos résultats suggèrent que les lymphocytes T régulateurs naturels et induits contrôlent les réponses immunes de type Th1. Au cours de ce travail, nous avons mis en évidence des stratégies distinctes par lesquelles ces deux populations régulatrices contrôlent la réponse immune. Ces résultats complètent la compréhension des mécanismes de régulation du système immunitaire et ouvrent de nouvelles perspectives d’approche immunothérapeutique.

Doctorat en Sciences
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Le rejet d’allogreffe dépend de la reconnaissance d’antigènes d’histocompatibilité étrangers par le système immunitaire du receveur. En l'absence de thérapies immunosuppressives, la réaction inflammatoire éventuelle conduit à la destruction rapide du tissu transplanté. Le rôle critique joué par les lymphocytes T CD4+ dans le rejet aigu d'allogreffe est bien établi. Cependant, les contributions respectives des lymphocytes CD4+ Th1 et Th2 dans la réaction de rejet sont controversées. Alors que le rôle des cellules Th1 dans la pathogénèse du rejet est bien établi, l'hypothèse que les cellules Th2 favorisent l'acceptation de la greffe est invalide puisque ces cellules sont capables de déclencher des voies alternatives de rejet. En effet, la fonction effectrice des lymphocytes Th2 a été démontrée dans beaucoup de modèles de rejet de greffe ou de tumeur, et dans la maladie du greffon contre l'hôte. Les caractéristiques principales du rejet de type Th2 sont sa dépendance envers la production d'IL-4 et d'IL-5, le recrutement d'éosinophiles au site du rejet, et son inhibition par les lymphocytes T CD8+ alloréactifs. Les éosinophiles activés exercent leur activité cytotoxique par la libération de plusieurs molécules cytotoxiques comme l’EDN, l’ECP, la MBP et l’EPO. Ces molécules sont probablement responsables de la capacité des éosinophies à affecter la perméabilité vasculaire et à induire des dégâts tissulaires dans les organes rejetés.

L'interleukine 9 (IL-9) est une cytokine produite par les lymphocytes T qui joue un rôle important dans les voies effectrices Th2. Dans la littérature, l’IL-9 est fortement associée au développement de l’éosinophilie tissulaire. Dans notre première étude, nous avons analysé le rôle joué par l'IL-9 dans le rejet d'allogreffe bm12 par des souris B6 (pour C57BL/6), un modèle dans le lequel une simple disparité au niveau de la molécule du CMH de classe II favorise une réaction inflammatoire de type Th2. Dans ce modèle, de faible alloantigénicité, les greffes cardiaques bm12 survivent presque indéfiniment dans les receveurs B6 (>60 jours). Nos expériences ont été conçues afin de savoir si l’expression de l’IL-9 au niveau de la greffe pouvait modifier la survie de greffes cardiaques exprimant les alloantigènes bm12. Nous avons ainsi montré que la production locale d’IL-9 induit le rejet des allogreffes cardiaques exprimant l’alloantigène I-Abm12 (survie <30jours). Aucun des organes transgéniques pour l’IL-9 n’a survécu plus de 30 jours alors que des greffes non transgéniques ne furent pas rejetées (>50 jours). L’analyse histologique des allogreffes cardiaques transgéniques pour l’IL-9 montre une infiltration cellulaire dense du myocarde. La composante principale de cet infiltrat est la présence de nombreux éosinophiles.

Pour étudier la contribution des cytokines de type Th2, comme l’IL-4 et l’IL-5, dans le rejet des cœurs transgéniques pour l’IL-9, nous avons sélectivement bloqué ces cytokines lors du processus de rejet. Le traitement avec des anticorps neutralisant l’IL-4 bloque complètement le rejet induit par l’IL-9 et permet la survie à long terme des allogreffes cardiaques. Au point de vue de l’histologie ces greffes ne montrent ni infiltration leucocytaire ni artériopathie. Afin de déterminer si l’infiltration éosinophilique induite par l’IL-9 provient de l’activité directe de l’IL-9 ou est le résultat de la sécrétion d’IL-5, un traitement avec un anticorps anti-IL-5 a été appliqué aux receveurs d'allogreffe cardiaque. Ce traitement augmente la survie de la majorité des allogreffes et modifie de manière marquée la composition de l’infiltrat cellulaire en prévenant le recrutement des éosinophiles. De manière intéressante, les cœurs transgéniques pour l’IL-9 qui survivent indéfiniment après le traitement anti-IL-5 arborent une importante fibrose.

A la différence du cœur bm12, la peau bm12 greffée sur un receveur B6 subit un rejet rapide et l'histologie des greffes rejetées révèle la présence d'infiltrats denses à éosinophiles. Notre laboratoire a montré que ce processus de rejet est dirigé par les lymphocytes T CD4+ alloréactifs et que les souris B6 déficientes pour l'IL-5 et la voie de cytotoxicité Fas/Fas-L sont incapables de rejeter des peaux bm12. Nos premiers résultats laissaient supposer un rôle pour l'IL-9 dans notre modèle de rejet de greffes en disparité des molécules du CMH de classe II: premièrement, nous avions observé la production d'IL-9 par les lymphocytes T de type Th2 alloréactifs et deuxièmement, l'ARNm d'IL-9 était fortement exprimé au niveau des allogreffes de peaux rejetées. C’est pourquoi, la survie de peaux bm12, déficientes pour la molécule Fas, greffées sur des receveurs B6 déficients pour l'IL-9 (B6.IL-9-/-) a été comparée avec celle de peaux transplantées sur des receveurs B6. Nous avons montré que, comme les souris B6 normales, les animaux B6.IL-9-/- rejettent leur greffe dans les 15 jours. Donc, contrairement à l'IL-5, l'IL-9 n'est pas essentielle pour le rejet de peau dirigé par les cellules T CD4+ de type Th2 dans notre modèle de disparité des molécules du CMH de classe II.

Néanmoins, les allogreffes de peaux, dans notre modèle de disparité des molécules du CMH de classe II, contiennent moins d’éosinophiles lorsqu’elles sont rejetées par des receveurs déficients pour la synthèse d’IL-9 (IL-9-/-). En plus du modèle bm12, nous avons également observé un rôle de l’IL-9 dans un autre modèle de rejet Th2. Il a été montré par notre laboratoire que le rejet d’allogreffes cardiaques Balb/c complètement incompatibles par des souris receveuses B6.CD8-/- est caractérisé par le recrutement d’éosinophiles dans l’organe rejeté (106). Dans celui-ci, l’ARNm de l’IL-9 est présent pendant le rejet, de même que l’IL-4 et l’IL-5 et les greffes rejetées par des receveurs IL-9-/- contiennent moins d’éosinophiles par rapport à des receveurs contrôles. Les mécanismes par lesquels l’IL-9 induit le recrutement des éosinophiles ne sont pas complètement connus.

L’IL-5 est considérée comme la cytokine clé pour le développement de l’éosinophilie. De plus, le rejet aigu des cœurs transgéniques pour l’IL-9 est caractérisé par une infiltration massive d'éosinophiles et est inhibé lors de la neutralisation de l'IL-5. Nous avons entrepris la seconde étude pour investiguer le lien fonctionnel entre l’IL-9 et l’IL-5 dans le rejet d’allogreffe, ce qui permettra de mieux comprendre le recrutement des éosinophiles par l’IL-9.

Bien que le rejet ne soit pas inhibé par le manque d’IL-9, les allogreffes rejetées par les souris déficientes en IL-9 contiennent moins d’éosinophiles par rapport à des souris contrôles et présentent une production plus faible d’IL-5 par les cellules T alloréactives. De manière intéressante, la production optimale d’IL-5 après une stimulation allogénique requiert un récepteur à l’IL-9 (IL-9R) fonctionnel sur les cellules répondeuses. De plus, l’infiltration d’éosinophiles induite par l’IL-9 est absente dans des peaux transplantées sur des receveurs déficients pour le récepteur de l’IL-9. Finalement, la production d’IL-5 par des cellules T CD4+ stimulées par l’anti-CD3 est abolie par la neutralisation de l’IL-9.

En conclusion, nous pouvons dire que l'IL-9 est capable d'induire un rejet de type Th2, caractérisé par une forte infiltration d’éosinophiles et une dépendance à l'IL-5 et à l'IL-4. Notre étude montre également que l’IL-9 peut agir directement sur les cellules T CD4+ pour induire leur capacité à sécréter de l’IL-5. Cependant, l’IL-9 n’est pas indispensable au processus de rejet Th2 et il est probable que lorsque l’IL-9 est bloquée d'autres cytokines soient capables de compenser son absence. Notre étude permet une meilleure compréhension des voies complexes du recrutement des éosinophiles.

Doctorat en sciences biomédicales
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Les cellules dendritiques décrites depuis les années 60 ont instantanément capté l’intérêt des scientifiques qui ont pu mettre en évidence leur rôle indispensable dans l’initiation des réponses immunitaires adaptatives et leur ont attribué le surnom « d’adjuvant naturel ». De manière surprenante, les cellules dendritiques conventionnelles sont aussi indispensables dans le maintien de la tolérance et peuvent présenter naturellement ou acquérir une fonction suppressive. Parmi les mécanismes capables de contrôler les réponses de type Th1, l’enzyme indoléamine 2,3-dioxygénase (IDO) a particulièrement attiré notre attention. Cette enzyme initiant la première étape de dégradation du tryptophane et sa transformation en catabolites toxiques nommés kynurénines semble jouer un rôle primordial dans la tolérance envers les fœtus allogéniques et dans l’échappement des tumeurs à la réponse immunitaire.

Nous avons donc évalué le rôle de l’IDO exprimé par les cellules dendritiques conventionnelles dans la régulation de la réponse adaptative. L’ensemble des résultats in vitro révèle que l’expression d’IDO par les cellules dendritiques conventionnelles au cours de leur maturation n’influence celle-ci ni au niveau de l’expression des molécules MHCII et CD86 ni au niveau de leur capacité à induire la différenciation des lymphocytes Th1. De plus, dans des modèles d’immunisation in vivo par transfert de cellules dendritiques conventionnelles, l’expression d’IDO par ces dernières ne semble pas leur permettre de contrôler les réponses T CD4+ ou T CD8+. Cependant, nous avons constaté qu’en absence de lymphocytes T régulateurs naturels l’expression d’IDO par les cellules de l’hôte constitue un mécanisme important limitant la réponse Th1.

En cas d’inflammation ou d’infection, de profonds changements affectent le compartiment des cellules dendritiques où émerge une nouvelle sous-population qui se différencie à partir des monocytes inflammatoires du sang et qui portent le nom de cellules dendritiques inflammatoires. Alors que les cellules dendritiques conventionnelles forment une population hétérogène où chaque sous-population semble se spécialiser dans la différenciation d’un type particulier de lymphocyte T auxiliaire ou « helper », la littérature met en évidence une incroyable plasticité phénotypique des cellules dendritiques inflammatoires qui les rend capables de s’adapter au type d’infection auquel l’hôte est confronté en intervenant directement au niveau de la réponse innée mais aussi en participant à l’initiation et la régulation de la réponse T la plus adaptée.

Le modèle d’immunisation in vivo par transfert de cellules dendritiques inflammatoires présentant l’antigène OVA nous a permis de démontrer la capacité de ces cellules à promouvoir spécifiquement la différenciation de lymphocytes de type Th17. Dans le cadre d’une immunisation classique par un adjuvant, le défaut dans le recrutement des cellules dendritiques inflammatoires dans les souris CCR2-/- nous a permis de mettre en évidence le rôle indispensable des cellules dendritiques inflammatoires pour l’induction des réponses Th1 et Th17. Finalement, envisageant la possibilité d’une collaboration entre DCs conventionnelles et inflammatoires pour l’induction des réponses de type Th17, nous avons constaté que le transfert de cellules dendritiques conventionnelles présentant l’antigène KLH provoque in vivo le recrutement de cellules dendritiques inflammatoires au sein des ganglions drainant le site d’injection et que ces cellules dendritiques inflammatoires semblent nécessaires pour la différenciation des lymphocytes de type Th17.

La collaboration entre cellules dendritiques via le transfert d’informations pourrait être un évènement fréquent permettant de réguler la réponse immunitaire adaptative à trois niveaux principaux :au niveau quantitatif, en augmentant le nombre de cellules dendritiques présentant l’antigène, au niveau de la durée, en transmettant l’information aux cellules dendritiques inflammatoires colonisant les tissus desquels les cellules dendritiques conventionnelles disparaissent après activation/maturation et au niveau qualitatif, en combinant les propriétés intrinsèques des différentes sous-populations de cellules dendritiques afin de réguler la différenciation des lymphocytes T helper.

Doctorat en Sciences
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The immune regulatory abilities of alveolar macrophages from C57B1/6 mice bearing a metastatic variant of Lewis lung carcinoma were determined. During early stages of tumor development, or before tumors metastasized to the lungs, alveolar macrophages did not affect or slightly enhanced T-lymphocyte proliferation; as tumor growth progressed, or following tumor metastasis, alveolar macrophages suppressed the T-cell response. Macrophage suppressor activity was probably not mediated by their production of PGE, since macrophages of tumor-bearing mice secreted less 2 PGE than did macrophages of normal mice. Normal alveolar 2 macrophages or macrophages preincubated in tumor cell supernatant for a short period stimulated T-cell blastogenesis and secreted PGE during in vitro culture. However, with 2 longer exposure to tumor cell supernatant, alveolar macrophages lost the capacity to augment T-cell proliferation and secreted less PGE 2.Ball State UniversityMuncie, IN 47306

In mice infected with 10$ sp4$ Giardia muris cysts, a peak lymphocyte proliferation in the spleen and Peyer's patches in response to Giardia extract occurred during the elimination and latent phases, respectively. This shows that the Peyer's patch cells are more responsive than the spleen to Giardia infection. Th2-type cytokines produced by Peyer's patch cells may play a protective role during the latent and acute phases. Th1-type cytokines may contribute to this production during the elimination phase. Cytokine production in response to Giardia extract in vitro was observed in mice immunized with this extract, but not in control mice. Therefore, Giardia antigen can induce cytokine production in vitro in a specific manner.

Bibliography: leaves 170-206.
vi, 206 leaves : ill. (some col.) ; 30 cm.
In T-dependent antibody responses, costimulator molecules provide contact-medited signals during interactions between T cells and B cells that regulate lymphocyte activation. This study investigated the hypothesis that costimulator molecules are differentially expressed on lymphocytes from neonates and young children compared with adults, contributing to limitations of T-dependent antibody responses in early life. Results suggest that lymphocytes from young children should be able to deliver and respond to costimulatory signals. The differences in lymphocyte expression of these costimulator molecules in young children are unlikely to fully account for limitations in humoral immunity in early life, and may even represent a specialised adaptation for this stage of immune development.
Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Paediatrics, 2000

Apoptosis (programmed cell death) and exercise immunology have been the focus of research for the past five years. Trained athletes are particularly susceptible to a wide variety of viral and bacterial infections and this has been related to oxidative damage which is a mediator of apoptosis. Apoptosis, a normal physiological mechanism has also been implicated in the pathogenesis of a wide-variety of diseases. To date, the link between apoptosis and exercise has not been shown by established methods or ultrastructurally. The objective of the study was t.o determine the effects of a single bout of high intensity exercise on lymphocyte DNA and antioxidant status in trained athletes. The study was carried out in two phases. In the first phase, 11 trained athletes were subjected to a treadmill run to exhaustion using a ramp protocol to determine their maximum oxygen uptake (V02 max). Fifteen millimetres of blood was collected before exercise, immediately after exercise, 24 hours and 48 hours after exercise. Whole blood (4 ul) was used in the determination of DNA damage in lymphocytes using the single cell gel electrophoresis (SCGE) assay. The remaining blood was centrifuged and used for the following: Vitamin C concentration was determined by the 2,4 dinitrophenylhydrazine method, vitamin E concentration was determined by the High Pressure Liquid Chromatography (HPLC) method and lipid peroxides were determined by the measurement ofhydroperoxides. In the second phase, 3 trained athletes who had participated in phase 1, were subjected to a V02 max. test. Blood samples (10 ml) were collected before and immediately after exercise, 24 hours and 48 hours later. Lymphocytes were isolated using Histopaque 1077. An in situ cell death detection kit, Fluorescein was used for the detection and quantification of apoptosis in lymphocytes at a single cell level, based on labelling of DNA strand breaks. Analysis was carried out using flow cytometry. Lymphocytes were also prepared for Transmission Electron Microscopy (TEM) using conventional techniques. The results showed that immediately after exercise there was a non-significant decrease in vitamin C concentrations (p=o, 16), and a non-significant increase in vitamin E (p=0,82) and lipid peroxide concentrations (p=0,21). There was no significant difference in all 3 levels over the 48 hour period, when compared to the pre-exercise values. The SCGE assay revealed that the immediate post exercise samples showed DNA damage in lymphocytes of all subjects as evidenced by fluorescent strands of DNA outside the cell while DNA damage was observed in only one subsequent sample. In the pre-exercise samples, DNA was visualised as a central core, whereas in all samples taken after exercise, DNA was located at the periphery or confined to one pole of the cell. The pattern of DNA distribution seen in the SCGE assay over the 48 hour period were characteristic features of apoptosis. Flow cytometric analysis showed an increase in apoptosis in lymphocytes immediately after exercise with a further increase after 24 hours. After 48 hours the numbers decreased to control levels. TEM showed that majority of cells were normal before exercise while other lymphocytes were smaller with indented nuclei. Immediately after exercise the lymphocytes displayed features of indented nuclei and microsegregation, cell shrinkage, swelling of the endoplasmic reticulum, mitochondria and Golgi. These changes persisted after 24 hours but were not observed after 48 hours when most of the cells showed normal morphology. The ultrastructural changes observed were also characteristic features of apoptosis. These results suggest that high intensity exercise may cause an increase in apoptosis as evidenced by DNA damage in the SCGE assay and fully supported by the results achieved during flow cytometry and by the ultrastructural changes observed.
Thesis (M.Med.Sc.)-University of Natal, Durban, 1998.

Background. Islet amyloid polypeptide (IAPP, also known as amylin) is a 37-amino acid peptide principally co-secreted with insulin from the beta-cells of the pancreatic islets. Some of the physiological actions of human amylin (hIAPP) include glucose regulation, suppression of appetite and stimulation of renal sodium and water reabsorption. Amylin deficiency and diminished post-prandial amylin response have been reported in advanced stages of type 1 and type 2 diabetes. In autopsy specimens of type 2 diabetes, amyloid is found in 40--90% of cases. During the characterization of islet morphology of aged hIAPP transgenic mice, I observed pathological features suggestive of immune dysregulation. Review of literature also suggested possible immuno-modulating functions of human amylin in in vitro experiments. Since autoimmunity and innate immunity are implicated in aging and diabetes, I explored the immunological role of amylin with particular focus on CD4+CD25+ T regulatory cells and toll-like receptors (TLR) which are known mediators of autoimmunity and innate immunity respectively.
Conclusions. Human amylin may play an important role in modulating immunity mainly through stimulating CD4+CD25+ Treg cells, decreasing PLN and altering expression of TLR-4 and cytokines. If these findings are confirmed in in vivo model, human amylin has the potential to become a novel and promising therapy to prevent and reverse autoimmune disease such as autoimmune type 1 diabetes.
Hypothesis. Human amylin may have immunomodulating effects which may have implications on pathogenesis of autoimmune type 1 diabetes.
Materials and methods. Male hemizygous hIAPP transgenic mice (n=32) and their nontransgenic littermates (n=20) were fed with normal chow and studied longitudinally up to 18 months of age with measurement of plasma insulin, glucose and amylin at regular intervals. Detailed oral glucose tolerance test, intra-peritoneal insulin tolerance test, insulin and amylin protein expression were examined at 3, 7, 12 and 18 months of age. Histological changes of pancreas and spleen including changes in CD4+CD25+ T regulatory cells and cytokines were examined at 12 and 18 months.
Objectives. (1) I systemically characterized the morphological, functional and immune regulatory role of human amylin in aged hIAPP transgenic mice which include metabolic profiles, plasma levels of amylin and insulin as well as morphological changes of pancreatic lymph nodes (PLN). (2) I then examined splenic expression of TLR-4 associated changes in cytokines (TNF-alpha, TGF-beta, and IL-6). (3) I also examined the expression level of receptor activity modifying proteins (RAMPs) in pancreas and spleen. (4) I finished by investigating the role of human amylin on stimulating CD4+CD25+ T regulatory (Treg) cells in hIAPP transgenic mice and peripheral blood monocytes (PBMC) from healthy subjects.
Results. (1) With aging, the hIAPP transgenic mice demonstrated increased plasma amylin, decreased plasma insulin, reduced insulin to amylin ratio and improved insulin sensitivity (p<0.05). (2) The aged hIAPP transgenic mice showed changes in immune function as indicated by: (a) Reduced number and size of PLN (p<0.05). (b) Decreased expression level of TLR-4 in splenocytes (p<0.05). (c) Increased expression of transforming growth factor-beta (TGF-beta) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) protein but decreased level of IL-6 in splenocytes (p<0.05). (3) The changes in the levels of immune cytokines such as IL-1, IL-2, IL-4, IL-10, IL-17, interferon-gamma and GM-CSF were similar between hIAPP transgenic and nontransgenic mice (p>0.05). (4) The levels of RAMP1, RAMP2, and RAMP3 were higher in the spleen of hIAPP transgenic mice than nontransgenic mice (p<0.05). (5) The hIAPP transgenic mice showed higher percentage of CD4+CD25+ Treg cells compared with nontransgenic littermates. Treatment with human amylin, but not rat amylin, increased the percentage of FoxP3+CD4+CD25+ Treg cells in both splenic T lymphocytes of hIAPP transgenic mice and PBMCs of healthy subjects ex vivo (p<0.05).
He, Lan
Adviser: Juliana C.N. Chan.
Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 73-01, Section: B, page: .
Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2010.
Includes bibliographical references (leaves 176-199).
Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web.
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Abstract also in Chinese.

The aging process is strongly associated with decreased activity in the immune system. Dysregulation of T-lymphocyte function, such as reduced proliferation, is one problem faced by most elder people, which prevents them from successfully dealing with exogenous pathogens. Effective regulation of T-lymphocyte activity depends on the proper and prompt transduction of both positive and negative signals within Tlymphocytes and reflects the balance between positive and negative effects. Decline of positive signaling in aging has been studied and reported, while mechanisms concerning up-regulation of negative signaling with age and its role in immune senescence are still unclear. Cbl-b, an E3 ubiquitin ligase, was studied by our lab since it regulates the ubiquitin process, a protein modification process that has suppressive effects on signaling pathways. We first determined the reaction of Cbl-b to different stimuli in young rat splenic T-lymphocytes, and showed that there is a decrease in Cbl-b protein expression upon CD28 stimulation and such protein degradation is proteasome-dependent only. We also showed the mechanism of Cbl-b expression regulation involves the intracellular movement of Nedd4 toward Cbl-b and an up-regulation of Nedd4 expression. Then we proved that in old splenic T-lymphocytes, decreased proteasome activity was unable to down-regulate the Cbl-b protein. High levels of Cbl-b in old T-lymphocytes are functional in preventing PI3K activity and are associated with reduced T-lymphocyte proliferation upon regular stimulation. T-lymphocytes from old Cbl-b knock-out mice show similar proliferative reaction to CD3 stimulation as T-lymphocytes from young wild-type, which establishes the causeeffect relationship between sustained Cbl-b expression and decreased T-lymphocyte proliferation. In summary, these data suggest a unique role of Cbl-b in regulating Tlymphocyte signal transduction and provide critical preliminary data for extending Cbl-b studies into other fields, such as carcinogenesis.

Addendum inserted (leaf 170 verso)
Some illustrations are on unnumbered leaves.
Bibliography: leaves 151-170.
xiv, 170, [25] leaves : ill. (some col.) ; 30 cm.
Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library.
Lymphocyte 5'-ectonucleotidase (NT) was selected as a mechanism to explain the phenomenon of stress-induced immunosuppression. The findings indicates that NT is a good marker of stress induced immune suppression and correlates negatively with depression scores such as the Beck Depression Inventory, and psychological distress as measured by the TMD scores, and STAI-trait. The suppression of NT appears to be mediated by reactive oxygen species (ROS), and is consistent with the finding of normal NT levels in melancholic patients with high antioxidant intake, the heightened inflammatory responses, the low levels of zinc, the low ascorbate stores, and the down regulation of glucocorticoid receptors reported to occur in stress/depressed patients.
Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Psychology, 1997?