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Foot-and-mouth disease virus (FMDV) is a highly infectious virus affecting cloven-hoofed animals. The most prominent of its clinical signs is the development of vesicular lesions on the feet and in or around the mouth, which are a consequence of extensive FMDV-induced epithelial cell death. Currently, there is no certain biological knowledge on why extensive epithelial cell death occurs in some FMDV-infected tissues, but not in others. Using the epithelial tissues of tongue and dorsal soft palate as examples of a tissue where lesions occur and one that does not visibly exhibit FMDV-induced cell death, this work aims to identify the potential drivers of epithelial cell death and survival. A partial differential equation (PDE) model informed by experimental data on epithelial structure, is used to test epithelium thickness and cell layer structure as potential determinants. A second PDE model investigates FMDV-interferon (IFN) dynamics and their impact on the levels of cell death and survival, while an experimental study is undertaken to provide data for model validation. The work carried out casts light on the important role of a variety of factors including FMDV replication, IFN production and release, and IFN antiviral action.

Thesis (PhD (Biomedical Sciences. Molecular Biology and Human Genetics))--University of Stellenbosch, 2007. / Despite the ongoing global tuberculosis (TB) problem and extensive research into protective immunity against this intracellular pathogen, mechanisms of protective immunity against Mycobacterium tuberculosis (Mtb) in humans have not been fully clarified. Numerous reports have addressed the potential immunological defect(s) in infected individuals that have developed active TB in comparison to those who have remained healthy in spite of infection. Markers of treatment response phenotypes are still elusive. The aims of this study were to define lymphocyte subsets in the peripheral blood of TB patients and controls, to determine intracellular interferon-γ (IFN-γ) and interleukin-4 (IL-4) production and to find correlations of these data with microbiologically-defined treatment response. Methods Whole blood tests were done on 30 HIV-negative, smear-positive pulmonary TB patients and 18 healthy skin test positive volunteers resident in the same community. Immunophenotyping was performed by flow cytometry, combined with routine haematology, for the enumeration of peripheral blood immune cell subtypes. Whole blood was also stimulated in vitro with anti-CD3 monoclonal antibody and intracellular IFN-γ and IL-4 determined by flow cytometry. Lymphocyte proliferation in response to heat-killed Mtb was determined by tritiated thymidine incorporation. Routine microbiological monitoring by sputum smears and culture was done throughout the patients’ 26 weeks of treatment. Results Compared to healthy controls, absolute numbers of peripheral blood lymphocytes and lymphocyte subsets were significantly depressed in patients at diagnosis but normalized during treatment with the exception of natural killer (NK) cells and natural killer T (NKT) cells. A novel subset of the latter was found to correlate significantly with treatment response. IFN-γ-producing T cells after a 4-hour T cell receptor stimulation were significantly higher in patients at diagnosis and normalized during treatment. Supplementary kinetic experiments showed that IFN-γ production in patients at diagnosis seemed to be accelerated. Lymphocyte proliferation was lower in patients at diagnosis and normalized during treatment. Neither IFN-γ production nor lymphocyte proliferation correlated with treatment response. Low intracellular IL-4 production was constitutive in patients and controls, was insignificantly lower in patients at diagnosis than in controls and, in the slow responder patient group, it was significantly lower than in the fast responder group. High IL-4 expression was found in low numbers of T cells in patients and controls and supplementary experiments showed co-expression of active caspase-3 in these cells, which signified apoptosis. Conclusions Lymphocyte subset phenotypes associated with TB are largely abnormal only during active infection and only a novel subset of NKT cells showed correlation with treatment response. Intracellular IFN-γ production and lymphocyte proliferation is increased and decreased, respectively, only during active infection and does not correlate with treatment response. The T helper 1/T helper 2 (Th1/Th2) hypothesis could not be confirmed in the context of tuberculosis but instead constitutive IL-4 production may play a role as a growth factor.

Thesis (PhD (Molecular Biology and Human Genetics))--University of Stellenbosch, 2010. / ENGLISH ABSTRACT: The growing global epidemic of human tuberculosis (TB) results in 8 million new cases of this disease and 2 million deaths annually. Control thereof will require greater insight into the biology of the causative organism, Mycobacterium tuberculosis, and into the pathogenesis of the disease. This will benefit the design of new vaccines and diagnostic assays which may reduce the degree of both disease transmission and progression. Animal models have played a vital role in the understanding of the aetiology, pathogenesis, and treatment of TB. Much of such insight has been obtained from experimental infection models, and the development of new vaccines, for example, is dependant on these. Nonetheless, studies utilising naturally occurring TB in animals, such as those which have investigated the use of interferon-gamma release assays (IGRA) for its diagnosis, have contributed substantially to the body of knowledge in this field. However, there are few such examples, and this study sought to identify and investigate naturally occuring animal TB in South Africa as an opportunity to gain further insight into this disease. During the course of this study, the dassie bacillus, a distinctly less virulent variant of M. tuberculosis, was isolated from a rock hyrax from the Western Cape Province of South Africa. This has provided new insight into the widespread occurrence of this organism in rock hyrax populations, and has given impetus to further exploring the nature of the difference in virulence between these pathogens. Also investigated was M. tuberculosis infection in dogs in contact with human TB patients. In so doing, the first reported case of canine TB in South Africa was described, v a novel canine IGRA was developed, and a high level of M. tuberculosis infection in these animals was identified. This supports human data reflecting high levels of transmission of this pathogen during the course of human disease. Additionally, the fact that infected companion animals may progress to disease and potentially act as a source of human infection was highlighted. However, an attempt to adapt a flow cytometric assay to study cell-mediated immune responses during canine TB revealed the limitations of such studies in species in which the immune system remains poorly characterised. The use of IGRAs to diagnose TB was further explored by adapting a human assay, the QuantiFERON-TB Gold (In-Tube Method), for use in non-human primates. These studies have shown that such an adaption allows for the sensitive detection of TB in baboons (Papio ursinus) and rhesus macaques (Macaca mulatta) and may be suitable for adaption for use in other species. However, they have also evidenced the limitation of this assay to specifically detect infection by M. tuberculosis. Finally, to contextualise the occurrence of the mycobacterial infections described above, and other similar examples, these have been reviewed as an opinion piece. Together, these investigations confirm that animal models will continue to make important contributions to the study of TB. More specifically, they highlight the opportunities that naturally occuring animal TB provides for the discovery of novel insights into this disease. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Wêreldwye tuberkulose (TB) epidemie veroorsaak agt miljoen nuwe gevalle en twee miljoen sterftes jaarliks. Ingryping by die beheer hiervan vereis begrip van die biologie van die mikroörganisme Mycobacterium tuberculosis, die oorsaak van TB, asook van die patogenese van die siekte self. Hierdie kennis kan lei tot ontwerp van nuwe entstowwe en diagnostiese toetse wat gevolglik beide die oordrag- en vordering van die siekte mag bekamp. Dieremodelle speel lankal 'n rol in ons begrip van die etiologie-, patogenese- en behandeling van TB. Insig is grotendeels verkry vanaf eksperimentele infeksiemodelle, en ontwikkeling van entstowwe, onder andere, is afhanklik van soortgelyke modelle. Desnieteenstaande, studies wat natuurlike TB voorkoms in diere ondersoek, byvoorbeeld dié wat op die ontwikkeling van interferon-gamma vrystellingstoetse (IGVT) fokus, het merkwaardige bydrae gemaak tot kennis en begrip in hierdie studieveld. Daar is slegs enkele soortgelyke voorbeelde. Om hierdie rede is die huidige studie uitgevoer waarbinne natuulike diere-TB geïdentifiseer en ondersoek is in Suid-Afrika om verdere kennis en insig te win aangaande TB. Die "dassie bacillus", bekend om beduidend minder virulent te wees as M. tuberculosis, is tydens hierdie studie geïsoleer vanuit 'n klipdassie (Procavia capensis) in die Wes-Kaapse provinsie, Suid-Afrika. Insig in die wydverspreide voorkoms van hierdie organisme in klipdassie bevolkings is gevolglik verkry en verskaf momentum om die aard van verskil in virulensie tussen dié patogene te bestudeer. vii Voorts is M. tuberculosis infeksie bestudeer in honde wat in kontak is met menslike TB pasiënte en word die eerste geval van honde TB dus in Suid-Afrika beskryf. In hierdie groep diere, is 'n hoë vlak van M. tuberculosis infeksie geïdentifiseer deur gebruik te maak van 'n nuut ontwikkelde IGVT vir die diagnose van honde TB. Gevolglik ondersteun dié studie bevindinge van menslike studies wat toon dat besondere hoë vlakke van M. tuberculosis oordrag voorkom gedurende die verloop van die siekte. Verder toon die studie dat geïnfekteerde troeteldiere 'n bron van menslike infeksie kan wees. 'n Poging om 'n vloeisitometriese toets te ontwikkel om die aard van selgefundeerde immuunreaksies te bestudeer in honde met TB toon die beperkings van dergelike studies in spesies waarin die immuunsisteem gebrekkig gekarakteriseer is. Die gebruik van IGVT'e in die diagnose van TB is verder ondersoek deur 'n menslike toets (QuantiFERON-TB Gold, In-Tube Method) aan te pas vir die gebruik van nie-menslike primaat gevalle. Hierdie studies toon gevolglik dat so 'n aanpassing toepaslik is vir hoogs sensitiewe deteksie van TB in chacma bobbejane (Papio ursinus) en rhesus ape (Macaca mulatta), en mag ook aangepas word vir gebruik in ander spesies. Tog word die beperkings van hierdie toets om infeksie wat spesifiek deur M. tuberculosis veroorsaak uitgelig. Ter afsluiting word hierdie studie in konteks geplaas deur 'n oorsig te gee van bogenoemde- en soortgelyke gevalle van dierlike infeksie deur mikobakterieë in Suid-Afrika. Hierdie studies bevestig dat dieremodelle steeds belangrike toevoegings maak tydens die bestudering van TB en lig veral die moontlikhede uit dat bestudering van natuulike TB in diere kan lei tot die ontdekking van nuwe insigte ten opsigte van die siekte self.

Lawsonia intracellularis and the disease it causes in horses, equine proliferative enteropathy (EPE), is an emerging pathogen of increasing importance to the horse industry from both an economic and welfare standpoint. Long recognized as an economically important disease of swine, the hallmark of EPE is a protein-losing enteropathy, where affected horses suffer weight loss and some ultimately succumb to the disease despite aggressive treatment. There are currently no known EPE preventative measures and the epidemiology of the disease remains poorly defined. While EPE is a sporadic disease affecting less than 25% of exposed horses, some farms experience clinical cases year after year. Further, weanlings are uniquely susceptible to this disease, although no conclusive reason for this predisposition has been identified. The overall hypothesis is that the host immune response plays a significant role in the susceptibility of weanlings to L. intracellularis infection and the occurrence of clinical equine proliferative enteropathy. To test this hypothesis, four individual hypotheses were proposed: (H1) previous farm history of EPE does not have an effect on weanling seroprevalence, (H2) passively-acquired antibodies do not have an effect on susceptibility to L. intracellularis and the occurrence of EPE, (H3) the serological status of mares can be used to determine the role they play in the epidemiology of EPE on endemic farms, and (H4) L. intracellularis-specific IFN-g expression is not associated with increased resistance to EPE.

Abstract : Activation of the antigen presentation mechanisms by cancer cells is one of the main pathways used by the immune system for tumor detection and suppression. Induction of the expression of molecules of the Major Histocompatibility complex class II (MHC-II) by the interferon- (IFN) is important for the efficient presentation of tumor antigens. Nevertheless, it has been observed that expression of these molecules is supressed in tissular contexts where the concentration of estradiol (E2) is high. In this work we attempted to explain if the down-regulation exerted by estradiol on the expression of the MHC-II molecules in breast cancer cells was mediated by a silencing effect of the estrogen receptor- (ER) through a possible estrogen receptor binding site (ERBS) in the locus of promoter IV (pIV) of the master regulator of MHC-II expression, the class II transactivator (CIITA). The breast cancer cell line MDA-MB-231 (ER-/ERβ-) and its stable transfectants MC2 (ER+) and VC5 (empty vector) were used as model cell lines. Expression of the MCH-II molecules is controlled by CIITA, and stimulation with IFN activates the transcription of the pIV of CIITA. Stimulation of these cell lines with IFN induced expression of the MCH-II molecules and addition of E2 repressed such expression only in the MC2 cell line, as observed by flow cytometry analysis. Six other breast cancer cell lines were tested, with only the MCF7 cell line showing a significant inhibition. Then we analyzed if the inhibition of the MHC-II expression was due to a down-regulation of CIITA. Protein analysis performed by western blot and mRNA quantification by RT-qPCR both revealed down-regulation of CIITA in the cells exposed to IFN+E2 compared to those treated only with IFN. However, reporter gene analysis did not demonstrate any influence of our candidate ERBS in the inhibition of the activation of CIITA-pIV. ChIP-seq analysis of the VC5 and MC2 cell lines for ER also failed to demonstrate any binding of the receptor anywhere in the vicinity of the CIITA locus. However gene ontology and disease ontology analysis of the sequencing data showed a higher activation of tumorigenic cellular pathways in the cells treated with IFN + E2 than in the cells treated only with E2. These results suggest that activation of the inflammatory pathways by IFN could exert a detrimental effect on the cancer development. / Résumé : L’activation des mécanismes de présentation antigénique par les cellules cancéreuses est l’une des voies principales employées par le système immunitaire pour la détection et la suppression des tumeurs. L’induction de l’expression de molécules du complexe majeur d’histocompatibilité de classe II (CMH-II) par l’interféron- (IFN) est importante pour la présentation efficace des antigènes tumoraux. Cependant, il a été observé que l’expression de ces molécules est supprimée dans certains tissus dans lesquels la concentration d’estradiol (E2) est élevée. Dans ce travail, nous avons tenté de déterminer si l’inhibition exercée par l’estrogène (E2) sur l'expression des molécules du CMH-II dans des cellules de cancer du sein est médiée par un effet de silençage du récepteur de l’estrogène- (ER) à travers d’un possible site de liaison de récepteur d'estrogène (ERBS) dans le locus du promoteur IV du régulateur clé de l’expression du CMH-II, CIITA. La lignée cancéreuse mammaire cellulaire de cancer de sein MDA-MB-231 (ER-/ERβ-) et ses transfectants stables MC2 (ER+) et VC5 (vecteur vide) ont été utilisés comme des lignées cellulaires modèles. L'expression des molécules du CMH-II est contrôlée par CIITA, et la stimulation avec l’IFN active la transcription du pIV de CIITA. La stimulation de ces lignées cellulaires avec l’IFN induit l'expression des molécules du CMH-II et l'addition d’E2 réprime de cette expression seulement dans la lignée cellulaire MC2, telle qu'elle est observée par analyse de cytométrie de flux. Six autres lignées de cancer de sein ont été testées et seulement la lignée cellulaire MCF7 montrait une inhibition significative. Ensuite, nous avons analysé si l'inhibition de l'expression du CMH-II était due à une régulation de CIITA. L'analyse des protéines effectuée par Western blot et la quantification de l'ARNm par RT-qPCR quantitative ont révélé une inhibition de CIITA dans les cellules exposées à l’IFN + E2 par rapport à celles traitées seulement avec l’IFN. Cependant, des analyses avec un gène rapporteur n'ont pas démontré une influence quelconque de notre site de liaison de récepteur d'estrogène candidat dans l'inhibition de l'activation de CIITA-pIV. Des analyses de ChIP-seq dans les lignées cellulaires MC2 et VC5 pour l’ER n’ont également pas démontré la présence d’une liaison du récepteur dans le voisinage du locus de CIITA. Cependant, des analyses sur l'ontologie des gènes et des maladies sur les données de séquençage ont montré une activation accrue des voies cellulaires cancéreuses dans les cellules traitées avec IFN + E2 comparé avec les cellules traitées uniquement avec E2. Ces résultats suggèrent que l'activation des voies inflammatoires par l’IFN pourrait exercer un effet plus négatif qu’anticipé sur le développement du cancer. [Symboles non conformes]

L’injection de cellules immunologiquement compétentes à un hôte histo-incompatible amène une réaction qui peut se traduire par la maladie du greffon-contre-l’hôte (GVHD). La GVHD demeure une barrière importante à une utilisation plus répandue de la greffe allogénique de cellules hématopoïétiques (AHCT), pourtant un traitement efficace pour traiter de nombreuses maladies. Une meilleure compréhension des mécanismes qui sous-tendent cette pathologie pourrait en faciliter le traitement et la prévention. L’Interféron-gamma (IFN-γ) et le Transforming Growth Factor-béta (TGF-β) sont deux cytokines maîtresses de l’immunité impliquées dans la fonction et l’homéostasie des cellules greffées. Nous démontrons chez la souris que l’IFN-γ limite la reconstitution lympho-hématopoïétique de façon dose-dépendante en mobilisant des mécanismes d’apoptose et en inhibant la prolifération cellulaire. Le TGF-β est quant à lui généralement connu comme un immunosuppresseur qui contrôle l’immunité en utilisant plusieurs voies de signalisation. Le rôle relatif de ces voies en AHCT est inconnu. Nous avons étudié une de ces voies en greffant des cellules provenant de donneurs déficients pour le gène SMAD3 (SMAD3-KO), un médiateur central de la voie canonique du TGF-β, à des souris histo-incompatibles. Bien que l’absence de SMAD3 ne cause aucune maladie chez nos souris donneuses, l’injection de cellules SMAD3-KO amène une GVHD du colon sévère chez le receveur. Cette atteinte est caractérisée par une différenciation Th1 et une infiltration massive de granulocytes témoignant d’un rôle central de SMAD3 dans la physiologie des lymphocytes T CD4 et des cellules myéloïdes. Nous avons focalisé ensuite nos efforts sur le rôle de SMAD3 chez les lymphocytes T CD4 en sachant que SMAD3 était actif chez les lymphocytes T CD4 tolérants. Nous avons découvert que SMAD3 était rapidement inactivé après une activation des cellules T, suggérant que l’inactivation de SMAD3 était fonctionnellement importante pour briser l’état de tolérance. Des études de micro-puces d’ADNc nous ont montré que SMAD3 contrôlait en effet l’expression de nombreux transcrits de gènes connus comme étant reliés à la tolérance et/ou à des processus biologiques dont les rôles dans le maintien de la tolérance sont plausibles. / The injection of immuno-competent cells into a histo-incompatible host can result in the development of Graft-versus-Host disease (GVHD). GVHD is the most significant barrier to a more widespread use of allogeneic hematopoietic cell transplantation (AHCT), a potent treatment for several diseases. A better understanding of the pathophysiological underpinnings of GVHD would facilitate the design of rational approaches to treat and prevent this complication of AHCT. Gamma-interferon (IFN-γ) and Transforming Growth Factor-beta (TGF-β) are master cytokines of immunity and have a role in the function and homeostasis of transplanted cells. Using a murine model, we show that IFN-γ curtails lympho-hamatopoitic reconstitution in a dose-dependent fashion by increasing apoptosis and by limiting donor cell proliferation. TGF-β is an immunosuppressive cytokine that controls immune cells through multiple signaling pathways. The relative contribution of these pathways in AHCT is unknown. We specifically studied the role of one of these pathways by transplanting SMAD3 deficient cells (SMAD3-KO) in histo-incompatible hosts. SMAD3 is a key mediator of the so-called canonical TGF-β signaling pathway. Although SMAD3-KO donor mice are healthy, the injection of SMAD3-KO cells leads to severe GVHD in the hosts, characterized by intestinal involvement associated with Th1 skewing and massive granulocyte infiltration. These findings hint at a crucial role for SMAD3 in CD4 T-cell and myeloid cell biology. We then focalized on the role of SMAD3 in CD4 T cells knowing that SMAD3 is active in tolerant, resting CD4 T cells. We found that SMAD3 was rapidly inactivated upon T cell activation, suggesting that SMAD3 inactivation was functionally important to break the state of tolerance. Our cDNA microarray experiments show that indeed, SMAD3 regulates the transcript levels of multiple genes known to be involved in T cell tolerance and in biological processes plausibly related to immune tolerance.

L'hépatite C pose un problème de santé publique majeur, dans la mesure où le risque de développer une infection chronique est relativement élevé (40 à 60%) et où la résistance au traitement de choix - l’interféron alpha pégylé et la ribavirine - touche près de la moitié des patients. Cette persistence virale repose avant tout sur de puissantes stratégies d’évasion du système immunitaire inné de l’hôte par le virus. Dans ce projet, nous nous sommes intéressés à la caractérisation de la réponse antivirale dans des hépatocytes primaires humains normaux et chroniquement infectés avec le VHC, un domaine encore largement inconnu dû à la difficulté d’obtenir ce type de matériel primaire. Nous avons étudié la fonctionnalité de deux voies majeures de détection des pathogènes viraux suite à l’exposition d’hépatocytes primaires humains à de l’ARNdb intracellulaire, via le récepteur et adaptateur RIG-I/MDA5-CARDIF, et extracellulaire via TLR3-TRIF, mimant ainsi les étapes précoces de la détection d’un virus par la cellule hôte. Nous avons établi par RT-PCR quantitatif et analyse transcriptomique par microarray, que ces deux voies de stimulation sont fonctionnelles dans des hépatocytes primaires normaux et que leur activation entraîne à la fois l’expression de gènes antiviraux communs (ISG56, ISG15, CXCL10, …) mais aussi spécifiques avec les gènes IL28A, IL28B et IL29 qui sont une signature de l’activation de la voie de détection de l’ARNdb intracellulaire. La protéine virale NS3/4A joue un rôle majeur à la fois dans le clivage de la polyprotéine virale initiale, mais aussi en interférant avec les cascades de signalisation engagées suite à la détection par la cellule hôte de l’ARN du VHC. Plus particulièrement, nous avons démontré que l’expression ectopique de NS3/4A dans des hépatocytes primaires humains normaux entraîne une diminution significative de l’induction des gènes antiviraux dûe au clivage de CARDIF au cours de l’activation de la voie de signalisation médiée par RIG-I. Nous avons également démontré que l’expression de la NS3/4A entraîne des modifications de l’expression de gènes-clé impliqués dans la régulation de l’apoptose et du programme de mort cellulaire, en particulier lorsque la voie TLR3 est induite. L’ensemble de ces effets sont abolis en présence de BILN2061, inhibiteur spécifique de NS3/4A. Malgré les stratégies de subversion de l’immunité innée par le VHC, nous avons démontré l’induction significative de plusieurs ISGs et chemokines dans des hepatocytes primaires provenant de patients chroniquement infectés avec le VHC, sans toutefois détecter d’interférons de type I, III ou certains gènes antiviraux précoces comme CCL5. Ces observations, concomitantes avec une diminution de l’expression de CARDIF et une correlation inverse entre les niveaux d’ARNm des ISGs et l’ARN viral révèlent une réponse antivirale partielle dûe à des mécanismes interférents sous-jacents. Cette réponse antivirale détectable mais inefficace est à mettre en lien avec l’échec du traitement classique PEG-IFN-ribavirine chez la moitié des patients traités, mais aussi en lien avec l’inflammation chronique et les dommages hépatiques qui mènent ultimement au développement d’une fibrose puis d’une cirrhose chez une grande proportion de patients chroniquement infectés. / Hepatitis C infection is a worldwide health problem since the risk to develop a persistent infection is relatively elevated (40 to 60%) and nearly half of the infected patients do not respond to the classical anti-HCV therapy based on a combination of PEG-IFNα and ribavirin. Viral persistence is based on powerful evasion strategies of the host’s innate immune system. In our study, we characterized antiviral response in primary human normal and chronically HCV-infected hepatocytes, a cutting-edge in our field due to the difficulty to isolate this particular cell type. In order to better define the antiviral response in freshly isolated human primary hepatocytes, we stimulated these cells with extracellular and intracellular dsRNA to trigger TLR3/TRIF and RIG-I-MDA5/CARDIF-mediated antiviral signaling pathways. By using qRT-PCR and microarray analysis, we report that both detection pathways are functional in normal human hepatocytes, their activation leading to the expression of both common (IFIT1, OASL, ISG15 and CXCL10) and specific genes (IL28A, IL28B and IL29), these last ones being a signature of the intracellular dsRNA-mediated pathway. HCV NS3/4A plays a key role in the viral polyprotein processing and upon viral RNA detection by interfering with the host’s antiviral signalling cascades. We report that major antiviral genes induction following activation of RIG-I mediated pathway are severely impaired in ectopically NS3/4A expressing normal hepatocytes due to CARDIF cleavage, but can be restored by specific NS3/4A inhibitor BILN2061. Our microarray analysis also revealed a role for NS3/4A following TRL3-mediated pathway activation on regulation of apoptosis and programmed cell death, which could be linked to strategies for the virus to persist in its host. Despite HCV strategies to circumvent the host’s immune defense system, we observed significant upregulation of ISGs and chemokines in liver biopsies and corresponding isolated hepatocytes from chronically HCV-infected patients. However, no type I and III interferon, neither key-antiviral genes (e.g., CCL5) were detected, underlying an ongoing –but inefficient- antiviral response unable to eradicate the virus. Moreover, we obtained significant inverse correlations between ISGs mRNAs and viral RNA in addition to CARDIF decrease, clearly unravelling efficient viral interfering strategies in a context of chronic HCV infection. This sustained -albeit incomplete- hepatic innate immune response is certainly associated to the failure of the classical IFN-based therapy in half of the infected patients and to the chronic inflammation causing liver damages and eventually leading to hepatocarcinoma which is often observed at late stage of the disease.

Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) sont des cellules dendritiques spécialisées, aussi connues sous le nom de cellules productrices d’interféron-α (IFN-α). Les pDC jouent un rôle essentiel dans l’induction de la réponse immunitaire antivirale, en reconnaissant les antigènes viraux via les Toll-like receptors (TLR) 7 et 9. Toutefois, les pDC du sang de cordon sont incapables de produire de l’IFN-α en réponse à une stimulation du TLR9, mais leur maturation en cellules présentatrices d’antigènes est normale. Dans le cadre de ce travail, nous nous sommes intéressés aux effets des facteurs immuno-régulateurs sécrétés par le placenta sur la différenciation et la fonction des pDC. Nous avons analysé l’effet, seules ou en combinaison, de la progestérone (PG), de l'interleukine (IL)-10 et du tumor growth factor (TGF)-β sur la différenciation et la fonction des pDC. Nous démontrons qu’à des niveaux supra-physiologiques ces trois facteurs modulent la différenciation et la production d’IFN-α des pDC. À des niveaux observés dans le sang de cordon, ces facteurs ont peu d’impact sur les pDC lorsque utilisés individuellement. Toutefois lorsque utilisés en combinaison, ils diminuent la production d’IFN-α. Nous avons aussi démontré que la PG, l’IL-10 et le TGF-β n’induisent pas l’expression des micro-ARN 146a et 155 par les pDC. Finalement nous démontrons que les niveaux de ces molécules sont plus élevés dans le sang de cordon que dans le sang d’adulte. Nos résultats révèlent le rôle important des facteurs immuno-régulateurs sécrétés par le placenta sur la fonction des pDC et en conséquence, sur la réponse immunitaire fœtale et néonatale. / Plasmacytoid dendritic cells (pDC) are specialized dendritic cells, also known as IFN-α producing cells. pDC are key inducers of immune responses following viral infections, by detecting viral antigens through the Toll-like-receptors (TLR) 7 and 9. Although cord blood pDC are unable to produce IFN-α after stimulation, they retain their capacity to mature into antigen presenting cells. To gain insights into the mechanisms of pDC regulation in cord blood, we investigated the effects of immune regulators secreted by the placenta on the differentiation and function of pDC. Using in vitro differentiated pDC, we analyzed the effect of progesterone (PG), IL-10 and TGF-β, separately or in combination, on pDC differentiation and activation. The data revealed that supra-physiological concentrations of these three factors could individually impair pDC differentiation and IFN-α production. Physiological concentrations of PG, IL-10 or TGF-β, individually, had low impact on pDC while in combination they were able to modulate IFN-α production. We also showed that PG, IL-10 or TGF-β failed to induce the expression of micro-RNA 146a and 155 in pDC. Lastly, our results indicated that PG, IL-10 and TGF-β were present at high levels in cord blood as compared to adult blood. These results, therefore, shed new light on the synergy of immune regulators secreted by the placenta and their impact on foetal and neonatal immune responses.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.