Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes canadiens et la troisième cause de décès relié au cancer. Lorsque diagnostiqué à un stade précoce de la maladie, le cancer de la prostate est traité de manière curative par chirurgie et radiothérapie. Par contre, les thérapies actuelles ne peuvent éradiquer la maladie lorsqu’elle progresse à des stades avancés. Ces thérapies, comme la chimiothérapie et l’hormonothérapie, demeurent donc palliatives. Il est primordial d’optimiser de nouvelles thérapies visant l’élimination des cellules cancéreuses chez les patients atteints des stades avancés de la maladie. Une de ces nouvelles options thérapeutiques est l’immunothérapie. L’immunothérapie du cancer a fait des progrès considérables durant les dernières années. Cependant, les avancements encourageants obtenus lors d’essais précliniques ne se sont pas encore traduits en des résultats cliniques significatifs. En ce qui concerne le cancer de la prostate, les résultats négligeables suivants des interventions immunothérapeutiques peuvent être causés par le fait que la plupart des études sur le microenvironnement immunologique furent effectuées chez des modèles animaux. De plus la majorité des études sur l’immunologie tumorale humaine furent effectuées chez des patients atteints d’autres cancers, tels que le mélanome, et non chez les patients atteints du cancer de la prostate. Donc, le but central de cette thèse de doctorat est d’étudier le microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate afin de mieux définir les impacts de la tumeur sur le développement de la réponse immunitaire antitumorale. Pour réaliser ce projet, nous avons établi deux principaux objectifs de travail : (i) la caractérisation précise des populations des cellules immunitaires infiltrant la tumeur primaire et les ganglions métastatiques chez les patients atteints du cancer de la prostate; (ii) l’identification et l’étude des mécanismes immunosuppressifs exprimés par les cellules cancéreuses de la prostate. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que la progression du cancer de la prostate est associée au développement d’un microenvironnement immunosuppressif qui, en partie, est régulé par la présence des androgènes. L’étude initiale avait comme but la caractérisation du microenvironnement immunologique des ganglions drainant la tumeur chez des patients du cancer de la prostate. Les résultats présentés dans le chapitre III nous a permis de démontrer que les ganglions métastatiques comportent des signes cellulaires et histopathologiques associés à une faible réactivité immunologique. Cette immunosuppression ganglionnaire semble dépendre de la présence des cellules métastatiques puisque des différences immunologiques notables existent entre les ganglions non-métastatiques et métastatiques chez un même patient. La progression du cancer de la prostate semble donc associée au développement d’une immunosuppression affectant les ganglions drainant la tumeur primaire. Par la suite, nous nous sommes intéressés à l’impact de la thérapie par déplétion des androgènes (TDA) sur le microenvironnement immunologique de la tumeur primaire. La TDA est associée à une augmentation marquée de l’inflammation prostatique. De plus, les protocoles d’immunothérapies pour le cancer de la prostate actuellement évalués en phase clinique sont dirigés aux patients hormonoréfractaires ayant subi et échoué la thérapie. Cependant, peu d’information existe sur la nature de l’infiltrat de cellules immunes chez les patients castrés. Il est donc essentiel de connaître la nature de cet infiltrat afin de savoir si celui-ci peut répondre de manière favorable à une intervention immunothérapeutique. Dans le chapitre IV, je présente les résultats sur l’abondance des cellules immunes infiltrant la tumeur primaire suivant la TDA. Chez les patients castrés, les densités de lymphocytes T CD3+ et CD8+ ainsi que des macrophages CD68+ sont plus importantes que chez les patients contrôles. Nous avons également observé une corrélation entre la densité de cellules NK et une diminution du risque de progression de la maladie (rechute biochimique). Inversement, une forte infiltration de macrophages est associée à un plus haut risque de progression. Conjointement, durant cette étude, nous avons développé une nouvelle approche informatisée permettant la standardisation de la quantification de l’infiltrat de cellules immunes dans les échantillons pathologiques. Cette approche facilitera la comparaison d’études indépendantes sur la densité de l’infiltrat immun. Ces résultats nous ont donc permis de confirmer que les effets pro-inflammatoires de la TDA chez les patients du cancer de la prostate ciblaient spécifiquement les lymphocytes T et les macrophages. L’hypothèse intéressante découlant de cette étude est que les androgènes pourraient réguler l’expression de mécanismes immunosuppressifs dans la tumeur primaire. Dans le chapitre V, nous avons donc étudié l’expression de mécanismes immunosuppressifs par les cellules cancéreuses du cancer de la prostate ainsi que leur régulation par les androgènes. Notre analyse démontre que les androgènes augmentent l’expression de molécules à propriétés immunosuppressives telles que l’arginase I et l’arginase II. Cette surexpression dépend de l’activité du récepteur aux androgènes. Chez les patients castrés, l’expression de l’arginase II était diminuée suggérant une régulation androgénique in vivo. Nous avons observé que l’arginase I et l’arginase II participent à la prolifération des cellules du cancer de la prostate ainsi qu’à leur potentiel immunosuppressif. Finalement, nous avons découvert que l’expression de l’interleukin-8 était aussi régulée par les androgènes. De plus, l’interleukin-8, indépendamment des androgènes, augmente l’expression de l’arginase II. Ces résultats confirment que les androgènes participent au développement d’une microenvironnement immunosuppressif dans le cancer de la prostate en régulant l’expression de l’arginase I, l’arginase II et l’interleukin-8. En conclusion, les résultats présentés dans cette thèse témoignent du caractère unique du microenvironnement immunologique chez les patients atteints du cancer de la prostate. Nos travaux ont également permis d’établir de nouvelles techniques basées sur des logiciels d’analyse d’image afin de mieux comprendre le dialogue entre la tumeur et le système immunitaire chez les patients. Approfondir les connaissances sur les mécanismes de régulation du microenvironnement immunologique chez les patients atteint du cancer de la prostate permettra d’optimiser des immunothérapies mieux adaptées à éradiquer cette maladie. / Prostate cancer is the most frequently diagnosed cancer in Canadian men and the third cause of cancer related death. When diagnosed at an early stage, prostate cancer can be effectively cured by surgery and radiotherapy. However, current therapies do not eradicate the advanced stages of the disease. Treatment of prostate cancer via chemotherapy or hormonotherapy remains palliative. It is thus essential to optimize novel therapies whose goal is to eliminate tumor cells in patients with advanced prostate cancer. One such approach is immunotherapy. Cancer immunotherapy has made important strides in recent years. The encouraging progress observed in pre-clinical trials has nonetheless not translated to significant results in the clinical setting. Concerning prostate cancer, the limited clinical efficacy of current immunotherapeutic protocols could be explained by the lack of studies directly evaluating the immunological microenvironment in prostate cancer patients and not in animal models or in patients afflicted by other malignancies, such as melanoma. Thus, the fundamental goal of this Ph.D. thesis is to study the immunological microenvironment in prostate cancer patients in order to better understand the impact of the tumor on the development of the anti-tumoral immune response. To realize this project, we established two main working objectives: (i) to precisely characterize the immune cell populations in tumor draining lymph nodes (LNs) and in the primary tumor of prostate cancer patients; (ii) to identify and to study the immunosuppressive pathways expressed by prostate cancer cells. The results detailed in this thesis demonstrate that prostate cancer progression is associated with the development of an immunosuppressive microenvironment, which is regulated, in part, by the presence of androgens. The initial study was based on the characterization of the immunological microenvironment of tumor draining LNs of prostate cancer patients. The results presented in chapter III allowed us to demonstrate that metastatic lymph nodes displayed cellular and histopathological evidence associated with a reduced immunological reactivity. This LN immunosuppression seemed to be dependant on the presence of metastatic cells as we noted significant immunological differences between non-metastatic and metastatic lymph nodes of the same patient. Prostate cancer progression was thus associated with the development of an immunosuppressive state, which affected tumor-draining lymph nodes. Next, we studied the impact of androgen deprivation therapy (ADT) on the immunological microenvironment of the primary tumor. Following ADT, there is a marked augmentation in intra-prostatic inflammation. Immunotherapeutic protocols currently evaluated in clinical trials are targeted at hormone refractory patients, which have received and failed ADT. However, very little information is available regarding the nature of the post-ADT immune infiltrate. Thus, it becomes essential to understand whether this post-ADT infiltrate could positively react to immunotherapy. In chapter IV, I present the results of the quantification of the immune cell abundance within the primary tumor. In patients who have received ADT prior to surgery, there was an elevated density of CD3+ and CD8+ T lymphocytes as well as CD68+ macrophages compared to control patients. We also observed an inverse correlation between the NK cell density and the risk of disease progression (biochemical recurrence). Conversely, an elevated macrophage infiltration was associated with a higher risk of progression. Furthermore, for this study, we developed a novel computerized approach allowing for the standardization of the quantification of immune cell infiltrate. This approach could facilitate the interpretation of results from independent studies on the density of immune cells within pathological specimens. This study confirmed that the pro-inflammatory impact of androgen deprivation therapy in prostate cancer patients target specifically the T lymphocyte and macrophage populations. The interesting hypothesis arising from this study was that androgens could positively regulate the expression of immunosuppressive pathways within the primary tumor. In chapter V, we evaluated the immunosuppressive mechanisms expressed by prostate cancer cells and regulated by androgens. Our analysis demonstrate that androgens increase the expression of molecules with immunosuppressive properties, such as arginase I and arginase II in an androgen receptor dependent manner. This androgen regulated expression of arginase II was also observed in prostate cancer patients treated by ATD. We observed that arginase I and arginase II participate in prostate cancer cell proliferation as well as in their immunosuppressive potential. Finally, we discovered that interleukin-8 expression was also regulated by androgens. Moreover, interleukin-8, independently of androgens, increased the expression of arginase II. Altogether, these results confirmed that androgens participate in the development of an immunosuppressive microenvironment in prostate cancer by regulating the expression of arginase I, arginase II and interlukin-8. In conclusion, the results presented in this thesis attest to the unique character of the immunological microenvironment in prostate cancer patients. Our work has also allowed to establish novel software-based analysis methods in order to better understand the dialogue between the tumor and the immune system. Further understanding of the regulatory pathways involved in the immunological microenvironment will allow for the optimization of immunotherapies better suited to eradicate prostate cancer.

Le virus de la rougeole (MV) provoque une maladie sévère chez les enfants qui induit une forte immunosuppression et peut dans certains cas infecter le système nerveux central (SNC). La protéine CD150, principal récepteur cellulaire du virus, permet l’entrée du MV en se liant à l’hémagglutinine (MV-H). L’altération fonctionnelle des cellules dendritiques (DC) étant considérée comme essentielle dans l’immunopathogénèse du MV, nous avons analysé les conséquences de l’interaction de MV-H avec les DC. Nous avons développé un modèle expérimental qui nous permet d’étudier l’interaction directe entre CD150 et MV-H hors contexte infectieux. Nos résultats montrent que cette interaction provoque une diminution de l’expression des molécules de surface CD80, CD83, CD86, et HLA-DR, de la production d’IL-12 par les DC, et de la capacité des DC à stimuler la prolifération des lymphocytes T. L’interaction CD150-MV-H a inhibé la phosphorylation des protéines kinases JNK1/2 dans les DC et les lymphocytes B (LB) induite par la stimulation de CD150 par un anticorps spécifique, mais pas celle des kinases ERK1/2. Par ailleurs MV-H seule induit la phosphorylation d’Akt via CD150 dans les DC et les LB. La liaison de CD150 par MV-H a réduit la réponse inflammatoire chez les souris transgéniques exprimant CD150 humain, ce qui confirme l’effet de l’interaction de CD150 et MV-H in vivo. Nos études ont révélé l’expression de CD150 dans les tumeurs du SNC et l’existence d’une nouvelle isoforme de CD150. Cette isoforme contient un exon supplémentaire de 83 pb et est exprimée dans les cellules lymphoïdes et les DC en plus des tumeurs du SNC. Bien que l’expression de CD150 soit uniquement intracellulaire dans les cellules tumorales, elle peut représenter un nouveau marqueur pour les tumeurs cérébrales humaines. Cette étude apporte un éclairage nouveau sur le rôle immunorégulateur de CD150 et sur la diversité de ses isoformes, et ouvre ainsi de nouvelles perspectives pour leurs applications thérapeutiques. / Measles virus (MV) causes an acute childhood disease, associated in certain cases with the infection of the central nervous system (CNS). MV induces a profound immunosuppression, resulting in high infant mortality. The major cellular receptor for MV is CD150, which binds MV hemagglutinin (MV-H). As dendritic cell (DC) dysfunction is considered to be essential for the MV immunopathogenesis, we analyzed consequences of MV-H interaction with DCs. We developed an experimental model allowing us to analyze the direct CD150-MV-H interaction in the absence of infectious context. This interaction caused the downregulation of surface expression of CD80, CD83, CD86 and HLA-DR molecules and inhibition of IL-12 production in DCs. DCs also failed to activate T cell proliferation. The CD150-MV-H interaction in DCs and B cells decreased the phosphorylation of JNK1/2, but not ERK1/2 kinases, after subsequent CD150 ligation with anti-CD150 antibodies. Moreover, MV-H by itself induced Akt phosphorylation via CD150 in DCs and B cells. Engagement of CD150 by MV-H in mice transgenic for human CD150 decreased the inflammatory reaction, contact hypersensitivity response, confirming the immunosuppressive effect of CD150-MV-H interaction in vivo. Furthermore, our studies revealed the CD150 expression in CNS tumors and identified the novel CD150 isoform, containing an additional 83bp exon expressed in lymphoid cells, DCs and CNS tumors. Although its isoforms remain intracellular in tumor cells, CD150 may represent a new marker for human brain tumors. Novel mechanism of CD150-induced immunosuppression and new CD150 isoform identified in these studies shed new light on its immunoregulatory role and CD150 isoform diversity and open perspectives for their clinical applications.

Contexte : Le virus Torque Teno (TTV) est un petit virus à ADN fortement prévalent dont la réplication est étroitement liée à l'état immunitaire. Un nombre croissant de publications soulignent le potentiel de la charge virale du TTV en tant qu'indicateur d'immunosuppression chez les patients transplantés. Des tests cliniques sont nécessaires pour caractériser davantage son potentiel en tant que marqueur d'immunosuppression.Objectifs : Présentation de la faisabilité/optimisation et démonstration des performances analytiques et cliniques du premier test standardisé utilisé pour détecter et quantifier l'ADN du TTV humain dans le sang total et le plasma de diverses populations. La charge virale du TTV a été analysée sur des échantillons de sang total prélevés chez 31 volontaires sains, chez 53 donneurs de reins décédés et cours du suivi de 42 receveurs d’une greffe de rein.Résultats : La limite de détection de la trousse développée était de 2,2 log10 copies/ml dans le sang total et le plasma, la linéarité et la précision ont été démontrées entre 1,61 et 10,61 log10 copies/ml dans le sang total. La prévalence de l'ADN du TTV dans le sang variait significativement entre les groupes : 45% chez les volontaires sains, 74% chez les donneurs et 83% chez les receveurs de rein. Chez les receveurs de rein, les cinétiques TTV précoces étaient comparables à celles précédemment présentées dans la littérature (dans d'autres contextes de transplantation) : la charge virale est passée d'une moyenne de 4,3 log10 à 7,9 log10 copies/mL dans les 75 premiers jours post transplantation. L’analyse des séquences de TTV par séquençage haut débit nous a permis de décrire la prévalence des génotypes de TTV chez 20 donneur et receveurs appariés.Conclusion : Ce test TTV a montré une sensibilité analytique, une spécificité, une linéarité et une précision élevée. Avec ce test, la cinétique précoce chez les receveurs de rein est proche de celle précédemment décrite chez les receveurs de greffe de poumon. C'est un outil standardisé utile pour évaluer davantage la charge de TTV en tant que biomarqueur de l'état immunitaire qui pourrait améliorer la stratégie de traitement individuel. / Background: Torque teno viruses (TTV) are small DNA viruses with high prevalence whose replication is closely linked to immune status. A growing number of publications underlined the potential of TTV viral load as an indicator of immunosuppression. Clinical assays are necessary to further characterize their potential as immunosuppression markers.Objectives: To demonstrate the performance of the first standardized Research Use Only assay to detect and quantify human TTV DNA in whole blood and plasma.Study design: We established analytical and clinical performances for TTV load measurement in various populations. The TTV kinetics were followed in kidney recipients. TTV viral load was analyzed on whole blood samples from 31 healthy volunteers, 53 kidney deceased donors and 42 kidney recipients follow-up.Results: Limit of detection was 2.2 log copies/mL in whole blood and plasma, linearity and precision were demonstrated over the range 1.61 to 10.61 log10 copies/mL in whole blood. Prevalence of TTV DNA in blood differed significantly among groups: 45% in healthy volunteers, 74% in donors and 86% in kidney recipients. In kidney recipients, early TTV kinetics were comparable to those previously observed with in-house assays in other transplant settings: viral load increased from an average of 4.3 log10 to 7.9 log10 copies/mL within the first 75 days post transplantation. Sequence analysis of TTV by high throughput sequencing allowed us to describe the prevalence of TTV genotypes in 20 matched donors and recipients.Conclusion: This TTV assay showed high analytical sensitivity, specificity, linearity and precision. With this assay, early kinetics in kidney recipients are close to that previously described in lung transplant recipients. It is a useful standardized tool to further evaluate TTV load as a biomarker of immune status that could improve individual treatment strategy.

Le sepsis, cause majeure de décès en réanimation, entraîne des altérations immunitaires associées à un risque augmenté de décès et d'infections secondaires. En particulier, les lymphocytes T (LT) de patients présentent des altérations phénotypiques et fonctionnelles caractéristiques d'un état d'épuisement. Pour améliorer leur réponse, l'IL-7 est actuellement proposée comme immunostimulant. Son récepteur existe sous différentes formes: protéines membranaire (CD127) et soluble (sCD127) et différents transcrits. Leur expression n'a été que peu étudiée dans le sepsis. De plus, dans d'autres contextes cliniques, le phénotype CD127lowPD1high est proposé comme marqueur d'épuisement des LT mais n'a jamais été évalué dans le sepsis. L'objectif de ce projet était d'évaluer l'expression du récepteur de l'IL-7 comme biomarqueur dans le sepsis, d'étudier sa régulation chez les patients et la présence du phénotype CD127lowPD-1high en lien avec les altérations des LT. L'objectif était également de mettre au point un modèle ex vivo reproduisant les altérations intrinsèques aux LT de patients. Nous avons confirmé l'intérêt de la concentration plasmatique de sCD127 comme marqueur de mortalité chez les patients de réanimation. Nous avons mis en évidence l'association de l'expression des transcrits IL7R correspondant à des formes solubles avec la mortalité, ainsi que leur régulation intrinsèque dans les LT. Enfin, la proportion augmentée de LT CD127lowPD-1high chez les patients en choc septique en fait également un candidat potentiel comme marqueur spécifique des altérations des LT. Dans un deuxième temps, nous avons développé un modèle d'altérations induites par l'activation à partir de LT purifiés de volontaires sains reproduisant les altérations des LT de patients en choc septique. Ce modèle suggère un rôle de l'activation des LT dans le développement de leurs altérations et pourrait permettre d'étudier de nouveaux aspects de la physiopathologie des LT dans le sepsis / Sepsis is the leading cause of death in intensive care units (ICU). Septic patients develop immune dysfunctions that are associated with an increased risk of death and secondary infections. In particular, patients’ T lymphocytes present phenotypic and functional alterations characteristic of exhaustion. To restore these alterations, IL-7 is currently proposed as an immunostimulant. Its receptor exists in different forms: a membrane (CD127) and a soluble (sCD127) proteins and different transcripts. The IL-7 receptor expression has not been studied in sepsis. Moreover, the CD127lowPD-1high phenotype is proposed as a T cell exhaustion marker in other clinical contexts but has never been explored in sepsis.In this context, the aim of this project was first to evaluate the expression of the IL-7 receptor as a biomarker in sepsis, to study its regulation in patients and the CD127lowPD-1high phenotype in parallel with T cell alterations in septic shock patients. Secondly, the objective was to develop an ex vivo model reproducing phenotypic and functional T cell alterations observed in patients.We confirmed the role of sCD127 plasmatic concentration as a marker of mortality in septic shock and more generally in ICU patients. In addition, we demonstrated the association of the expression of the IL7R transcripts, corresponding to soluble forms with mortality as well as the intrinsic regulation of their expressions in T lymphocytes. Finally, we found an increased proportion of CD127lowPD-1high T cells in septic shock patients. This population could also be evaluate as a potential specific marker of T lymphocyte alterations. Secondly, we developed an ex vivo model of alterations induced by activation of purified T cell from healthy volunteers reproducing alterations observed in patients’ T cells. This model suggests a role of T cell activation in the development of their alterations and could be used to explore new aspects of T cell alterations pathophysiology in sepsis

Le virus d’Epstein-Barr (EBV) est le premier virus transformant à avoir été identifié chez l’Homme. Il infecte plus de 90% de la population adulte mondiale, persistant sous forme épisomale dans le compartiment B mémoire tout au long de la vie de l’hôte. Lors de la primo-infection et lors de phases de réactivation du virus, les cellules B immortalisées sont en programme de latence III, aussi appelée phase de prolifération, où l’ensemble des protéines de latence sont exprimées. Lorsque les hôtes sont immunocompétents, un équilibre entre hôte et virus s’établit et la plupart des cellules B infectées sont éliminées par le système immunitaire de l’hôte, principalement par les lymphocytes T cytotoxiques. En cas de déficit immunitaire, il peut y avoir émergence de lymphomes, tels que les désordres lymphoprolifératifs des patients immunodéprimés (PTLDs), les lymphomes non-Hodgkiniens (LNH) et Hodgkiniens (LH). Les travaux antérieurs du laboratoire ont permis de révéler que l’immuno-inhibiteur PD-L1/B7-H1/CD274 est surexprimé à la surface des lymphocytes B en latence III de l’EBV. L’interleukine-10 (IL-10) est également sécrétée par ces cellules. Ces caractéristiques sont communes aux cellules B régulatrices (Bregs). Le but de ma thèse était d’interroger les caractéristiques immuno-modulatrices des cellules B en latence III de l’EBV, dans le cadre des propriétés des Bregs. Nous montrons que les cellules B en latence III de l’EBV possèdent les déterminants antigéniques communs aux Bregs immatures (CD24High CD38High PD-L1High), associée à une surexpression des cytokines immunosuppressives cardinales des Bregs (IL-10, TGF-β1 et IL-35). Nous montrons que les cellules B en latence III de l’EBV peuvent conduire à la mort des cellules T CD4 autologues, ainsi qu’à l’inhibition de la prolifération des lymphocytes T CD4 et CD8, au profit de l’expansion de lymphocytes T régulateurs (Tregs). Nous avons trouvé que cette expansion est médiée par l’axe PD-1/PD-L1. Ces travaux mettent en évidence un nouveau mécanisme de l’EBV concernant le détournement du système immunitaire de l’hôte, augmentant ses capacités oncogéniques. / The Epstein-Barr virus (EBV) is the first transforming virus discovered in humans. It infects more than 90% of the global adult population, persisting in an episomal form in the memory B-cell compartment throughout the life of the host. During primo-infection and during phases of viral reactivation, immortalized B-cells are in latency III, also called the proliferation program, in which the full range of latency proteins are expressed. In immunocompetent subjects, a balance between virus and host is established, and most infected B-cells are eliminated by the host’s immune system, mainly by cytotoxic T lymphocytes. Deficit of the immune system may lead to lymphomagenesis, such as post-transplantation lymphoproliferative disorders (PTLDs), non-Hodgkin’s (NHL) or Hodgkin’s lymphomas (HL). Previous studies in the lab revealed that the immuno-inhibitor PD-L1/B7-H1/CD274 was overexpressed on the surface of EBV latency III B-cells. Interleukin-10 (IL-10was also secreted by these cells. These features are shared with regulatory B-cells (Bregs). Our objective was to examine the immunomodulatory features of EBV latency III B-cells, in the frame of Bregproperties. We found that EBV latency III B-cells possessed the antigenic determinants common to immature Bregs (CD24High CD38High PD-L1High), associated with overexpression of Breg immunosuppressive cytokines (IL-10, TGF-β1 and IL-35). EBV latency III B-cells led to death of autologous CD4 T-cells, as well as inhibition of CD4 and CD8 T-lymphocyte proliferation, favoring regulatory T-cell (Treg) expansion. We found that this expansion was mediated by the PD-1/PD-L1 axis. This study highlights a new mechanism of EBV for t diversion of the host immune system thereby increasing its oncogenic properties.

published_or_final_version / abstract / Surgery / Doctoral / Doctor of Philosophy

Monocytic human leukocyte antigen-D related (mHLA-DR) expression determined by flow cytometry has been suggested as a biomarker of sepsisinduced immunosuppression. In order to facilitate use of HLA-DR in clinical practice, a quantitative real-time PCR technique measuring HLA-DR at the transcription level was developed and evalutated. Levels of HLA-DR mRNA correlated to mHLADR expression and were robustly measured, with high reproducibility, during the course of infection. Dynamics of mHLA-DR expression was studied during the first weeks of bloodstream infection (BSI) and was found to be dependent on the bacterial etiology of BSI. Moreover, mHLA-DR was shown to be inversely related to markers of inflammation. In patients with unfavourable outcome, sustained high C-reactive protein level and high neutrophil count were demonstrated along with low mHLA-DR expression and low lymphocyte count. This supports the theory of sustained inflammation in sepsis-induced immunosuppression. The association between mHLA-DR and bacterial etiology may be linked to the clinical trajectory via differences in ability to cause intractable infection. Staphylococcus aureus was the dominating etiology among cases with unfavourable outcome. With focus on patients with S. aureus BSI, those with complicated S. aureus BSI were found to have lower HLA-DR mRNA expression during the first week than those with uncomplicated S. aureus BSI. If these results can be confirmed in a larger cohort, HLA-DR measurement could possibly become an additional tool for early identification of patients who require further investigation to clear infectious foci and achieve source control. In conclusion, PCR-based measurement of HLA-DR is a promising method for measurements of the immune state in BSI, but needs further evaluation in the intensive care unit setting to define the predictive and prognostic value for deleterious immunosuppression. The etiology of infection should be taken into consideration in future studies of translational immunology in sepsis.

Einleitung Der Einsatz von Stammzellen als Grundlage neuer therapeutischer Strategien wird bereits seit über 25 Jahren intensiv erforscht. Stammzellen sind in der Lage, in verschiedene funktionale Zelltypen auszudifferenzieren und verfügen über ein enormes Proliferationspotential (NAM et al. 2015). Ausgehend von den Fähigkeiten von Stammzellen sehen Forscher und Kliniker erstmals eine realistische Möglichkeit, kurative Therapieoptionen für Erkrankungen zu entwickeln, die bisher als schwer behandelbar oder sogar unheilbar angesehen wurden. Davon könnten insbesondere Patienten chronisch-degenerativer neurologischer und zerebrovaskulärer Erkrankungen, einschließlich der großen Anzahl an Schlaganfallopfern, profitieren. Schlaganfälle repräsentieren eine der häufigsten Todesursachen in der westlichen Welt (LOPEZ et al. 2006). Ein Drittel der betroffenen Patienten verstirbt innerhalb eines Jahres, während etwa 40% von dauerhaften Behinderungen betroffen sind (MOZAFFARIAN et al. 2015). Trotz intensiver Forschung existieren neben der systemischen Thrombolyse, die auf einen engen Zeitraum von maximal 4,5 Stunden nach dem Akutereignis beschränkt ist, keine zugelassenen Therapieoptionen (HACKE et al. 2008, SAVER et al. 2009). Zelltherapeutische Strategien zur Behandlung des Schlaganfalls werden daher als besonders vielversprechend angesehen (ANDRES et al. 2011). Neben den bereits gesicherten Erkenntnissen zur stammzelltherapeutischen Sicherheit und Wirksamkeit aus Studien unter Einsatz gängiger Nagermodellen (BLISS et al. 2006, JOO et al. 2013) wird insbesondere die Überprüfung der Wirksamkeit an geeigneten Großtiermodellen gefordert, die die Situation des menschlichen Schlaganfallpatienten möglichst realistisch wiedergeben sollen (SAVITZ et al. 2011). Eine Voraussetzung für die erfolgreiche Testung eines zelltherapeutischen Ansatzes in einem Großtiermodell mit fokaler zerebraler Ischämie besteht darin, ein langfristiges Überleben xenogener Zelltransplantate durch ein geeignetes Immunsuppressionsprotokoll zu erreichen. Die Notwendigkeit einer Immunsuppression besteht darin, dass sowohl allo- als auch xenogene Transplantate eine Immunantwort beim Empfänger auslösen und somit zu einer Abstoßungsreaktion führen können (JANEWAY 2002). Die Anwendung von immunsuppressiven Medikamenten geht dabei aber häufig mit Nebenwirkungen einher. Insbesondere beim Schaf existiert jedoch nur eine limitierte Datenlage zu immunsuppressiven Protokollen und deren Nebenwirkungen. Ziele der Untersuchung Das Ziel der vorliegenden Studie bestand darin, eine xenogene Transplantation von fetalen humanen neuralen Progenitorzellen (fhNPZ) in einem gesunden Schafsmodell durchzuführen, um die Wirksamkeit in Hinblick auf das Transplantatüberleben und die Nebenwirkungen einer Immunsuppression mittels Cyclosporin A (CsA) zu untersuchen. Materialien und Methoden Hierfür wurden je 5 Schafe in zwei Gruppen über einen Zeitraum von 64 Tagen immunsupprimiert (iCsA: 3 mg CsA/kg 2x tägl. bis einschließlich Tag 36, danach 3 mg CsA/kg 1x tägl. jeden 3. Tag; kCsA: kontinuierlich 3 mg CsA/kg 2x tägl.), während eine Kontrollgruppe (Kon) von ebenfalls 5 Tieren keine Immunsuppression erhielt. Am Versuchstag 22 wurde den Schafen eisenmarkierte fhNPZ (Eisenkonzentration: 3,0 mM, ca. 200.000 Zellen pro Transplantationsposition) stereotaktisch in das gesunde Gehirn transplantiert. Aufgrund der Eisenmarkierung der Stammzellen konnten diese an den Versuchstagen 23, 36 und 64 mittels 3,0 MRT-Aufnahmen in vivo überwacht und anschließend ex vivo das Überleben der fhNPZ im Schafhirn 42 Tage nach Transplantation histologisch untersucht werden. Für die Untersuchungen zu Wirkspiegeln und Nebenwirkungen von CsA im Schaf wurden den Versuchstieren innerhalb des Versuchszeitraums regelmäßig Blutproben entnommen und am Versuchsende eine pathologische und histologische Untersuchung von Leber und Nieren durchgeführt. Ergebnisse Bei den durchgeführten Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass die CsA-Wirkspiegel im Blut bei der kCsA (424,0 ± 135,0 ng/ml) signifikant höher waren im Vergleich zur iCsA (198,5 ± 155,9 ng/ml). Diese Unterschiede besaßen jedoch keinen Einfluss auf das Langzeitüberleben der transplantierten fhNPZ. In keiner der drei Versuchsgruppen konnten vitale Zellen 42 Tage nach der Transplantation aufgefunden werden. Die Untersuchung der Nebenwirkungen von CsA ergab, dass die Langzeitgabe von CsA Anzeichen für einen hämatologischen Einfluss zeigt. Ebenso konnte sowohl eine hepatotoxische, als auch eine nephrotoxische Wirkung von CsA beim Schaf nachgewiesen werden. Schlussfolgerungen Schlussfolgernd kann zusammengefasst werden, dass die Gabe von 3 mg CsA/kg 2x tägl. nicht suffizient einer Abstoßungsreaktion xenogener ins Schafhirn transplantierter fhNPZ entgegenwirkt. Für das Ziel einer suffizienten zelltherapeutischen Anwendung im Schaf nach einem Schlaganfall sind somit weitere Untersuchungen zu einer wirksamen Immunsuppression beim Schaf und zu einem verbesserten Transplantatüberleben notwendig. Desweiteren konnten klinische und pathologische Nebenwirkungen beim Schaf durch die Langzeitgabe des Immunsuppressivums CsA festgestellt werden.

Numerous findings have suggested that the increased prevalence of childhood illnesses such as cancer, infection, and allergy may be due to environmental exposures. One such cause may be maternal smoking or passive smoke exposure. Known immunotoxicants in cigarette smoke and environmental pollution include polycyclic aromatic hydrocarbons such as 1,2:5,6 Dibenzanthracene (DBA). The objective of these studies was to evaluate the immunosuppressive effects of DBA on various stages of immune system development. Adult mice were administered DBA daily in corn oil at dose levels of 158, 500, 1580, and 5000 µglkg S.C. for 28 days. Immunosuppression was not observed at levels less than 5000 µgkg in the following immune parameters: NK cell activity, anti-CD3 antibody-mediated proliferation and mixed-leukocyte response. In contrast, holistic assays such as the PFC response to the T-dependent antigen, sRBC and the delayed type hypersensitivity response were significantly suppressed at dose levels of 500 µglkg and greater. Mice exposed to DBA in utero and through lactation showed neither immunosuppressive nor sex differences among the immune parameters tested when evaluated at weaning, postnatal day (PND) 21, or when evaluated at sexual maturity (PND 42). Transference of DBA metabolites from mother to pup is suggested by HPLC analysis of milk extracted from PND 8 pups. In contrast, juvenile mice administered DBA beginning on PND 21 at dose levels from 0.25 to 2500 µgkg for 28 days demonstrated a dose-dependent suppression (43-79%) of the PFC assay, statistically significant at or above the 2.5 µglkg dose level. Neither immunosuppressive nor sex differences were observed among the various other immune parameters evaluated. Collectively, these studies indicate that the juvenile life stage in B6C3F1 mice is the most vulnerable to DBA-induced immunotoxicity with a 200-fold enhancement in immunosuppression of the PFC response as compared to adult mice. These studies provide insight into how environmental contaminants, such as DBA, may impact children's health.

Le cancer du col de l’utérus est la première cause de cancer chez la femme en Afrique de l’Ouest, une région du monde où le virus de l’immunodéficience humaine (VIH) sévit de manière endémique. Ce travail s’inscrit dans le cadre de l’étude du lien entre ces deux pathologies ainsi que des spécificités du dépistage du cancer du col dans le contexte de l’infection à VIH.Notre travail de recherche a été conduit en plusieurs étapes. Une enquête hospitalière a tout d’abord comparée la fréquence du VIH chez des femmes atteintes de cancer du col et chez des femmes atteintes d’autres cancers. Nous avons ensuite mis en place un programme de dépistage des cancers du col par inspection visuelle au sein de trois cliniques VIH à Abidjan offrant cette intervention pendant une période de plusieurs mois. Un échantillon de ces femmes dépistées a enfin été prélevé pour la recherche de papillomavirus humains (PVH). Sur les 152 cas de cancer du col inclus dans la première enquête, 25% étaient VIH-positifs contre 4,7% chez les 257 patientes du groupe de comparaison, donnant un Rapport de Côte (RC) ajusté de 7,6 (3,6 – 16,2) pour l’association entre ces deux morbidités sévères. Un total de 4 046 femmes a été dépisté par inspection visuelle. La fréquence d’un test positif était de 9,0% (8,0 – 10,0) chez les 2 998 femmes VIH-positives et 3,9% (2,7 – 5,1) chez les 1 048 femmes VIH-négatives. La prévalence de l’infection à PVH oncogène était de 33,0% chez les 191 femmes VIH-négatives et de 52,8% chez les 254 femmes VIH-positives ayant pu être testé par PCR. Un taux de CD4<200 cellules/mm3 était associé à la présence d’un PVH oncogène (RC= 2,8 [1,1 – 8,3] Ref. CD4 ≥500). L’infection à VIH est fortement associée au risque de cancer du col ainsi qu’à la présence de ses précurseurs que sont les PVH. La mise en place de programmes de dépistage associé à une bonne reconstitution immunitaire semble être des mesures essentielles pour réduire le fardeau de ce cancer chez les femmes VIH-positives en Afrique de l’Ouest à l’ère de l’accès élargi aux antirétroviraux. / Cervical cancer is the leading cause of cancer among women in West Africa, where infection with the Human Immunodeficiency Virus (HIV) is endemic. This work study the link between these two pathologies as well as the specificities linked to cervical cancer screening in the context of HIV infection. Our research project was conducted in several stages. A first hospital-based study compared the prevalence of HIV in women with cervical cancer and in women with other cancers. We then implement a cervical cancer screening program with visual inspection methods in three HIV clinics in Abidjan during several months. A sample of women screened was finally selected and collected for human papillomavirus (HPV) identification. Of the 152 cases of cervical cancer included during the first study, 25% were HIV-positive compared to 4.7% among the 257 patients of the comparison group, giving an adjusted odd ratio (OR) of 7.6 (3.6 - 16.2). A total of 4,046 women were screened by visual inspection. The frequency of a positive test was 9.0% (8.0 - 10.0) in the 2,998 HIV-positive women and 3.9% (2.7 - 5.1) in the 1,048 HIV-negative women. The prevalence of oncogenic HPV was 33.0% in the 191 HIV-negative women and 52.8% in the 254 HIV-positive women that underwent PCR testing. A CD4 count <200 cells/mm3 was associated with the presence of oncogenic HPV (OR = 2.8 [1.1 - 8.3] Ref. CD4≥500). HIV infection is strongly associated with cervical cancer and the presence of its precursors, oncogenic HPV. The implementation of adapted screening programs combined with good immune reconstitution seems to be key measures to reduce the burden of cervical cancer in HIV-positive women in West Africa in the era of expanded access to antiretroviral drugs.