Control strategies against the parasitic nematode Teladorsagia circumcincta are problematic under current sheep management systems. Infection with the parasite, particularly in young lambs, results in significant production losses therefore sustainable worm control is being sought. It has been established that variation in resistance to T. circumcincta is under genetic control and the development of resistance is an acquired characteristic and has an immunological basis. This project investigated the immunological response to infection, of lambs with predicted resistance or susceptibility to T. circumcincta. Specifically, the study aimed to identify immune response-associated genes that were differentially-expressed in resistant and susceptible lambs and attempted to identify mutations in these genes. This study was part of a long term project that aims to identify genetic marker/s to aid in marker-assisted selection (MAS) for resistance to T. circumcincta. Real time reverse transcription-quantitative polymerase chain reaction (real time RTqPCR) was performed on abomasal mucosa and lymph nodes from 55 lambs used in a previous experiment. The lambs had been either trickle-infected with 2,300 infective larvae every two days over three months (infected resistant/susceptible, n=45) or sham-dosed (non-infected control, n=10). Lambs were ranked in relation to faecal egg count (FEC) and adult worm count (AWC) at post mortem; zero or low FEC (resistant) to high FEC (susceptible). Histopathology showed only mild pathological changes in the abomasal mucosa of resistant lambs but heavy lymphocytic inflammatory infiltration in the mucosa and submucosa of infected susceptible animals. Measurements of a range of cytokine transcripts and cell markers associated with the four major CD4+ T cell subsets identified IL6, IL21, and IL23A as significantly increased by at least two-fold in abomasal lymph nodes and abomasal mucosa of susceptible lambs in comparison to resistant animals. Highly significant (P<0.02) positive correlations were found between IL6 (ρ=0.35), IL21 (ρ=0.54) and IL23A (ρ=0.38) transcript levels and AWC. Similarly, there were highly significant (P<0.01) positive correlations between FEC and IL6 (ρ=0.41), IL21 (ρ=0.65) and IL23A (ρ=0.31). In contrast, significant negative correlation (P<0.04) between IL23A with IgA antibody levels (ρ=-0.31) was found. There was also a significant positive correlation (P<0.03) of TGFB1 levels with AWC (ρ=0.42) and FEC (ρ=0.32) in the abomasal mucosa. These data suggests that susceptibility to T. circumcincta is linked to the activation of the inflammatory TH17 T cell subset and that this chronic inflammatory response was inappropriate to clear worm infection. High resolution melt analysis failed to identify single nucleotide polymorphisms in the coding regions of IL21 and IL21R. This is the first report of the involvement of TH17 response in GI worm infection in sheep. Similar gene expression studies involving the known upstream and downstream players of the TH17 response could be done.

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

Increased bulk of smooth muscle mass around the airways is a typical feature of asthma. Several mediators act in concert or antagonistically to regulate airway smooth muscle (ASM) cell proliferation. This thesis focuses on fibroblast growth factor (FGF)2 and transforming growth factor (TGF)[béta]1 which are known to be sequentially upregulated in the lung following allergic challenge and have recently been shown to synergize together in ASM cell proliferation. Emphasis is put toward the conflicting studies documenting the mitogenic effect of TGF[béta]1 in vitro and to its seemingly potent effect in vivo. Thereafter, different asthma mediators, such as IL-4 and IL-13, are introduced and how their mitogenic potential toward ASM cells could be altered by FGF2 is presented. Finally, how the controversial issue between in vitro and in vivo data regarding the mitogenic effect of leukotrienes could be reconciliated and how it could be related to FGF2 and TGF[béta]1 proliferative synergism is discussed.

Les neutrophiles représentent une composante fondamentale du système immunitaire. En effet, il est bien connu qu'ils sont essentiels à la défense de l'organisme contre les agressions microbiennes. En plus de leurs fonctions anti-microbiennes classiques, les neutrophiles, via la sécrétion de cytokines (incluant les chimiokines), jouent un rôle prépondérant dans l'initiation et la modulation de la réponse immunitaire. Lors d'une infection ou d'une blessure, les neutrophiles agissent à titre de premier répondant et migrent rapidement au site de l'aggression. La production rapide de cytokines par les neutrophiles permet le recrutement additionnel de neutrophiles au site inflammatoire et celui d'autres populations leucocytaires, tout en modulant les fonctions de ces dernières. La génération de cytokines par les neutrophiles est induite par une vaste gamme de stimuli: agonistes d'origine microbienne, facteurs chimiotactiques, cytokines, chimiokines et facteurs de croissance. Ces signaux inflammatoires induisent l'activation de nombreuses voies de signalisation menant ultimement à l'activation de facteurs transcriptionnels. L'expression des gènes de cytokines inflammatoires doit être finement régulée afin qu'il y ait une production adéquate de ces médiateurs. Elle repose, en grande partie, sur le recrutement de facteurs transcriptionnels capables de se lier à des séquencescibles sur les promoteurs de ces gènes.Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l'identification des facteurs de transcription impliqués, ainsi que des sentiers de signalisation en amont, dans l'expression de gènes encodant des cytokines chez le neutrophile humain. Dans le premier chapitre de la section résultats, nous avons montré que l'expression génique des cytokines dépend fortement de l'activation du facteur de transcription NF-[kappa]B. Celui-ci contrôle l'expression inductible de tous les gènes étudiés. De plus, nous avons montré que la génération de ces cytokines chez les neutrophiles dépend fortement de l'activation des voies p38 MAP kinases (aux niveaux transcriptionnel et traductionnel) et MEK/ERK (au niveau traductionnel seulement). Dans le deuxième chapitre, nous avons étudié l'expression et la localisation des différents facteurs de transcription de la famille C/EBP, de même que l'activation de C/EBP[bêta] via sa phosphorylation en Thr 235 chez les neutrophiles humains. Grâce à la surexpression d'un répresseur des C/EBP (A-C/EBP2N3T) chez les cellules PLB-985 granulocytiques, nous avons montré l'importance de la famille de C/EBP dans la production de MIP-1[alpha], de MIP-1[bêta] et d'IL-8 chez les neutrophiles humains.Les facteurs C/EBP ne semblent toutefois pas impliqués dans la production de TNF-[alpha] par ces cellules. La surexpression d'un mutant de C/EBP[bêta] (C/EBP[bêta] T235A) chez ces mêmes cellules nous a par ailleurs permis de déterminer que la phosphorylation de cet acide aminé est essentielle à la production des chimiokines MIP-1[alpha], MIP-1[bêta] et IL-8. Nous démontrons enfin une association constitutive de C/EBP[bêta] et de C/EBP[epsilon] avec le promoteur de l'IL-8 chez les neutrophiles primaires humains. Un des éléments déclencheurs de la transcription de ce gène serait probablement l'induction de la phosphorylation de C/EBP[bêta] sur les promoteurs géniques. Enfin, dans le troisième chapitre de la section résultats, nous explorons le rôle de la MAPK p38 dans la production de cytokines chez les neutrophiles. Nous y identifions quelques-uns de ses substrats impliqués dans la transcription et la traduction de cytokines inflammatoires. Ainsi, nous avons determiné que la MAPK p38 participe à l'activation des facteurs de transcription C/EBP[bêta] et CREB, probablement via l'activation des kinases MSK-1 et RSK. Nous avons également établi l'impact de la phosphorylation de la Ser 133 de CREB sur la production de cytokines chez les neutrophiles humains. Finalement, nous avons documenté l'activation de la kinase MNK1 par la MAPK p38, et son rôle dans la régulation traductionnelle des cytokines. L'ensemble de ces travaux a permis d'identifier des molécules-clés dans la génération de cytokines, plus particulièrement de chimiokines, chez le neutrophile humain. Nos travaux ont donc contribué de manière substantielle à nos connaissances des mécanismes transcriptionnels et traductionnels gouvernant l'expression de gènes précoces chez le neutrophile. Nos résultats permettront en outre l'identification de cibles thérapeutiques potentielles qui pourraient servir à atténuer l'inflammation chronique observée dans de nombreuses pathologies où les neutrophiles prédominent.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Inflammation appears to play a major role in the pathogenesis of Major Depression, and understanding the relationship between the immune system and mood disorders is a growing area of research. Patients undergoing cytokine therapy frequently develop depressive-like signs which cease upon termination of treatment. In addition, depressed patients often present with high levels of circulating pro-inflammatory cytokines. There are also significant behavioural correlates between inflammation-associated sickness behaviours and Major Depression, suggesting there is a bidirectional relationship between the immune system and central systems regulating behaviour. Both sickness behaviours in animals and cytokine-induced depression in humans can be reversed with antidepressants targeting the serotonergic (5-HT) system. Against this background, this thesis sought to investigate the role of inflammation in the development of certain specific characteristics of depressive-like states in animal models. Specifically, a single systemic endotoxin challenge (LPS) was used to model acute sickness behaviour and to study the behaviour and molecular effects of this challenge on the 5-HT system. These studies indicated that a single systemic challenge changed the function of the 5-HT system, as well as increasing expression levels of a number of 5-HT-related genes, and markers of inflammation in the CNS. A rodent chronic stress paradigm was employed to investigate whether these changes also occur in animals displaying depressive-like signs. Chronically stressed mice were shown to display significant features of rodent depression; decreased sucrose preference and increased forced swim immobility. These changes were also accompanied by increased expression of 5-HT-related genes and inflammatory markers within the CNS. Importantly, many of the molecular changes observed in LPS-induced sickness behaviour were conserved in the model of stress-induced Major Depression. In particular, increased TNF expression within the CNS was highlighted as a feature in both models. Novel anti-inflammatory agents were used to study the role of TNF in the development of sickness behaviours. Anti-TNF therapy, specifically the fusion protein etanercept, ameliorated sickness behaviour induced by LPS. Together, these data demonstrate that inflammation is capable of significantly changing the 5-HT system, and that stress per se is capable of inducing an inflammatory state within the CNS, which support the thesis that sickness and Major Depression are closely related at a molecular level.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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

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