CD69 és una lectina tipus C amb orientació tipus II, que participa en la migració de limfòcits i la secreció de citocines. CD69 s'expressa a la gran majoria de leucòcits durant processos infecciosos, autoimmunitaris i neoplàsics, i s'utilitza àmpliament com a marcador de l'activació del sistema immunitari. El seu targeting amb anticossos monoclonals ha resultat útil en el tractament de malalties en diferents models animals i, per tant, per esbrinar quins són els mecanismes que controlen la seva expressió a la superfície cel•lular és molt important. L’expressió de CD69 és induïble i està fortament controlada a nivell transcripcional. Després de processos d’activació, els transcrits de CD69 es detecten als 30-60 minuts i la proteïna a les 4-6 hores. La present tesi ha estudiat quins són els elements genètics necessaris per a una correcta expressió temporal i espaial de CD69 in vivo. L’anàlisi de la seqüència de l’ADN en una regió 45Kb per sobre del gen va rebel•lar una conservació evolutiva del promotor i de quatre seqüències no codificants que van ser anomenats CNS1, CNS2, CNS3 i CNS4 (CNS, Conserved Non coding Sequence). Mitjançant experiments de digestió amb DNasa i d’immunoprecipitació de la cromatina, es va veure que aquests CNS eren regions obertes de cromatina amb modificacions epigenètiques específiques. A més, en assajos de luciferasa en cèl•lules T, es va veure que els elements CNS2 i CNS4 mostraven una activitat enhancer constitutiva i induïble. La generació de ratolins transgènics amb el reporter hCD2 va permetre analitzar la seva funció in vivo. El promotor conferia una expressió regulada durant la selecció positiva dels timòcits, però no podia donar suport a una expressió regulada en limfòcits madurs. La inclusió de CNS1 i CNS2 va causar la supressió de l'expressió del reporter i l'addició de CNS3 i CNS4 va donar lloc a una expressió regulada a les cèl•lules T, però no a les cèl•lules B. Vam concloure que CNS1-4 són elements reguladors importants que interactuen tant positivament com negativament amb el promotor de CD69 i que contribueixen de manera diferent a l'expressió CD69 a les cèl•lules T i B. D’altra banda, l’anàlisi in silico de regions intragèniques del gen de CD69 va revel.lar una estructura de la cromatina específica entre les seqüències codificants I i II (Intró I) que estava associada a nucleosomes posicionats. A més, en aquesta regió del locus CD69 humà es va identificar un lloc nou d’hipersensibilitat que era induïble per estimulació. Una anàlisi en el locus murí va rebel•lar una regió similar d’hipersensibilitat que sembla implicar almenys les primeres 2Kb de l'Intró I. Pel que fa a l’estructura de la cromatina, en timòcits negatius per CD69, aquesta regió intrònica mostrava nivells baixos i intermedis de l'acetilació i dimetilació de la lisina 4 i de la histona H3 respectivament. L’expressió de CD69 en aquest mateix tipus cel•lular durant la selecció positiva es va associar amb una inducció clara de l'acetilació de la histona H3 a l’Intró I. Curiosament, els limfòcits T perifèrics presentaven alts nivells d'aquestes marques de forma independent a l’expressió CD69. Per tant, l'Intró I pot jugar un paper crucial en el control de l'expressió del gen de CD69. Amb aquesta tesi hem observat que l'epigenètica i els elements distals d’ADN són importants la regulació de l’expressió de CD69, s'han ampliat considerablement els coneixements sobre els possibles mecanismes, que fins ara s'havia focalitzat només en el promotor, i proposa una nova base per a futurs estudis. / Thesis: "Transcriptional regulation of CD69 gene" Summary CD69 is a type II C-type lectin involved in lymphocyte migration and cytokine secretion.CD69 expression represents one of the earliest available indicators of leukocyte activation and its rapid induction occurs through transcriptional activation. In this thesis we examined the molecular mechanism underlying mouse CD69 gene transcription in vivo in T and B cells. Analysis of the 45kb region upstream of the CD69 gene revealed evolutionary conservation at the promoter and at four non-coding sequences (CNS) that were called CNS1, CNS2, CNS3 and CNS4. These regions were found to be hypersensitive sites in DNase I digestion experiments and chromatin immunoprecipitation assays showed specific epigenetic modifications. CNS2 and CNS4 displayed constitutive and inducible enhancer activity in transient transfection assays in T cells. Using a transgenic approach to test CNS function, we found that the CD69 promoter conferred developmentally regulated expression during positive selection of thymocytes but could not support regulated expression in mature lymphocytes. Inclusion of CNS1 and CNS2 caused suppression of reporter expression whereas further addition of CNS3 and CNS4 supported developmental-stage and lineage-specific regulation in T cells but not in B cells. We concluded CNS1-4 are important cis-regulatory elements that interact both positively and negatively with theCD69 promoter and that differentially contribute to CD69 expression in T and B cells. In silico analysis of intragenic regions of CD69 gene also revealed a specific chromatin structure between coding sequence I and II (intron I) associated with positioned nucleosomes. Intron I contained a novel hypersensitive site region that was inducible upon stimulation and, interestingly, its chromatin structure appears to be developmentally regulated. Thus, Intron I may also contain an important DNA regulatory element important for the correct expression of CD69.

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NK cells, which are part of the innate immune system, are increasingly gaining attention, especially due to their cytotoxic ability to kill tumor cells of certain lines and certain viral, bacterial or parasitic infestation of the body. They lay a role in organ transplantation, the fight against HIV and other autoimmune diseases. NK cells have been studied since the 70th of the 20th century, but the structures and physiological ligands of their receptors remain only partially understood, as does the exact role of these cells in the organism. They communicate with others through their receptors, that recognize the lack of expression of MHC class I glycoproteins on the surface of target cells, thereby preventing cell recognition by cytotoxic lymphocytes. This diploma thesis deals with the research of receptors from cattle (Bos taurus), which is not a traditional laboratory animal and my task was to contribute to research of the structure of this group of proteins. I dealt with the recombinant production of some of the most important representatives of NK receptors CD69, NKRP1 and NKG2D in bacterial cells. The findings published in this thesis are a continuation of my bachelor thesis and together can be beneficial for further research into structural proteins and thus may help as in veterinary medicine...

Natural killer (NK) cells are a subpopulation of effector lymphocytes with cytotoxic activity and cytokine-producing functions considered as an integral part of the innate immune response. Functions of NK cells include tumour elimination, engagement and regulation of antiviral immune responses and regulation of immune cells by production and secretion of chemokines and cytokines. CD69 is a C-type lectin-like transmembrane receptor expressed in NK cells. CD69 is an activating receptor and acts also as a very early marker of lymphocyte activation. Putative protein ligands have been described for CD69 in the last years: Galectin-1, S1P1, S100A8/S100A9 and Myl9/12. Galectin-1 is a prototypical lectin characterized by the presence of a common lectin structural fold and a carbohydrate recognition domain involved in carbohydrate binding. Galectin-1 was identified as a binding partner for CD69 based on biological and functional studies, but structural details about the complex are still missing. This thesis describes the successful establishment of an expression protocol for a tag-less cysteine-less mutant of galectin-1 and the study of the interaction between galectin-1 and NK cell receptors. The interaction was studied using microscale thermophoresis and confirmed as dependent on the presence of a...

Le Streptocoque de groupe B (GBS) est un important agent d’infection invasive pouvant mener à la mort et demeure la cause principale de septicémie néonatale à ce jour. Neuf sérotypes ont été officiellement décrits basés sur la composition de la capsule polysaccharidique (CPS). Parmi ces sérotypes, le type III est considéré le plus virulent et fréquemment associé aux maladies invasives graves, telle que la méningite. Malgré que plusieurs recherches aient été effectuées au niveau des interactions entre GBS type III et les cellules du système immunitaire innées, aucune information n’est disponible sur la régulation de la réponse immunitaire adaptative dirigée contre ce dernier. Notamment, le rôle de cellules T CD4+ dans l’immuno-pathogenèse de l’infection causée par GBS n’a jamais été étudié. Dans cet étude, trois différents modèles murins d’infection ont été développé pour évaluer l’activation et la modulation des cellules T CD4+ répondantes au GBS de type III : ex vivo, in vivo, et in vitro. Les résultats d’infections ex vivo démontrent que les splénocytes totaux répondent à l’infection en produisant des cytokines de type-1 pro-inflammatoires. Une forte production d’IL-10 accompagne cette cascade inflammatoire, probablement dans l’effort de l’hôte de maintenir l’homéostasie. Les résultats démontrent aussi que les cellules T sont activement recrutées par les cellules répondantes du système inné en produisant des facteurs chimiotactiques, tels que CXCL9, CXCL10, et CCL3. Plus spécifiquement, les résultats obtenus à partir des cellules isolées T CD4+ provenant des infections ex vivo ou in vivo démontrent que ces cellules participent à la production d’IFN-γ et de TNF-α ainsi que d’IL-2, suggérant un profil d’activation Th1. Les cellules isolées T CD4+ n’étaient pas des contributeurs majeurs d’IL-10. Ceci indique que cette cytokine immuno-régulatrice est principalement produite par les cellules de l’immunité innée de la rate de souris infectées. Le profil Th1 des cellules T CD4+ a été confirmé en utilisant un modèle in vitro. Nos résultats démontrent aussi que la CPS de GBS a une role immuno-modulateur dans le développement de la réponse Th1. En résumé, cette étude adresse pour la première fois, la contribution des cellules T CD4+ dans la production d’IFN-γ lors d’une infection à GBS et donc, dans le développement d’une réponse de type Th1. Ces résultats renforcent d’avantage le rôle central de cette cytokine pour un control efficace des infections causées par ce pathogène. / Group B Streptococcus (GBS) is an important agent of life-threatening invasive infections and remains the leading cause of neonatal sepsis to this day. Nine serotypes have been officially described based on capsular polysaccharide (CPS) composition. Among them, capsular type III is considered one of the most virulent and frequently associated with severe invasive diseases, such as meningitis. Although extensive research has been done on the interactions between GBS type III and various cells of the innate immune system, no information is available on the regulation of the adaptive immune response against this pathogen. In particular, the role of CD4+ T cells in the immuno-pathogenesis of the infection caused by GBS has never been assessed. In this study, three different models of murine infection were developed to evaluate activation and modulation of responding CD4+ T cells against GBS type III: ex vivo, in vivo, and in vitro. Ex vivo analysis of total splenocytes showed that GBS induces the release of type-1 pro-inflammatory cytokines. A strong IL-10 production follows this inflammatory cascade, indicating the host effort to maintain homeostasis. Results also indicate that T cells were actively recruited by responding innate immune cells via the release of chemotactic factors such as CXCL9, CXCL10, and CCL3. More specifically, results obtained from isolated CD4+ T cells from ex vivo or in vivo infections showed that they actively participate in the production of IFN-γ and TNF-α, as well as IL-2, suggesting a Th1 profile of activation. On the other hand, isolated CD4+ T cells were not main sources of IL-10. This observation suggests that this immuno-regulatory cytokine is produced mainly by cells of the spleen innate immune system of infected animals. The CD4+ Th1 cell profile was confirmed using an in vitro model of infection. Our results also suggest that the GBS CPS plays an immuno-modulatory role in the development of a Th1 response. In summary, this study addresses for this first time the contribution of CD4+ T cells in IFN-γ production during GBS infection, and thus, in the development of a Th1 response. Our data further highlight the central role of this cytokine for effective control of GBS infections.

Le Streptocoque de groupe B (GBS) est un important agent d’infection invasive pouvant mener à la mort et demeure la cause principale de septicémie néonatale à ce jour. Neuf sérotypes ont été officiellement décrits basés sur la composition de la capsule polysaccharidique (CPS). Parmi ces sérotypes, le type III est considéré le plus virulent et fréquemment associé aux maladies invasives graves, telle que la méningite. Malgré que plusieurs recherches aient été effectuées au niveau des interactions entre GBS type III et les cellules du système immunitaire innées, aucune information n’est disponible sur la régulation de la réponse immunitaire adaptative dirigée contre ce dernier. Notamment, le rôle de cellules T CD4+ dans l’immuno-pathogenèse de l’infection causée par GBS n’a jamais été étudié. Dans cet étude, trois différents modèles murins d’infection ont été développé pour évaluer l’activation et la modulation des cellules T CD4+ répondantes au GBS de type III : ex vivo, in vivo, et in vitro. Les résultats d’infections ex vivo démontrent que les splénocytes totaux répondent à l’infection en produisant des cytokines de type-1 pro-inflammatoires. Une forte production d’IL-10 accompagne cette cascade inflammatoire, probablement dans l’effort de l’hôte de maintenir l’homéostasie. Les résultats démontrent aussi que les cellules T sont activement recrutées par les cellules répondantes du système inné en produisant des facteurs chimiotactiques, tels que CXCL9, CXCL10, et CCL3. Plus spécifiquement, les résultats obtenus à partir des cellules isolées T CD4+ provenant des infections ex vivo ou in vivo démontrent que ces cellules participent à la production d’IFN-γ et de TNF-α ainsi que d’IL-2, suggérant un profil d’activation Th1. Les cellules isolées T CD4+ n’étaient pas des contributeurs majeurs d’IL-10. Ceci indique que cette cytokine immuno-régulatrice est principalement produite par les cellules de l’immunité innée de la rate de souris infectées. Le profil Th1 des cellules T CD4+ a été confirmé en utilisant un modèle in vitro. Nos résultats démontrent aussi que la CPS de GBS a une role immuno-modulateur dans le développement de la réponse Th1. En résumé, cette étude adresse pour la première fois, la contribution des cellules T CD4+ dans la production d’IFN-γ lors d’une infection à GBS et donc, dans le développement d’une réponse de type Th1. Ces résultats renforcent d’avantage le rôle central de cette cytokine pour un control efficace des infections causées par ce pathogène. / Group B Streptococcus (GBS) is an important agent of life-threatening invasive infections and remains the leading cause of neonatal sepsis to this day. Nine serotypes have been officially described based on capsular polysaccharide (CPS) composition. Among them, capsular type III is considered one of the most virulent and frequently associated with severe invasive diseases, such as meningitis. Although extensive research has been done on the interactions between GBS type III and various cells of the innate immune system, no information is available on the regulation of the adaptive immune response against this pathogen. In particular, the role of CD4+ T cells in the immuno-pathogenesis of the infection caused by GBS has never been assessed. In this study, three different models of murine infection were developed to evaluate activation and modulation of responding CD4+ T cells against GBS type III: ex vivo, in vivo, and in vitro. Ex vivo analysis of total splenocytes showed that GBS induces the release of type-1 pro-inflammatory cytokines. A strong IL-10 production follows this inflammatory cascade, indicating the host effort to maintain homeostasis. Results also indicate that T cells were actively recruited by responding innate immune cells via the release of chemotactic factors such as CXCL9, CXCL10, and CCL3. More specifically, results obtained from isolated CD4+ T cells from ex vivo or in vivo infections showed that they actively participate in the production of IFN-γ and TNF-α, as well as IL-2, suggesting a Th1 profile of activation. On the other hand, isolated CD4+ T cells were not main sources of IL-10. This observation suggests that this immuno-regulatory cytokine is produced mainly by cells of the spleen innate immune system of infected animals. The CD4+ Th1 cell profile was confirmed using an in vitro model of infection. Our results also suggest that the GBS CPS plays an immuno-modulatory role in the development of a Th1 response. In summary, this study addresses for this first time the contribution of CD4+ T cells in IFN-γ production during GBS infection, and thus, in the development of a Th1 response. Our data further highlight the central role of this cytokine for effective control of GBS infections.