Protocole d'entente entre l'Université Laval et l'Université du Québec à Chicoutimi / L’asthme est une maladie respiratoire chronique impliquant de l’inflammation, de l’hyperréactivité bronchique et un remodelage des voies respiratoires. Il s’agit d’un trait complexe résultant d’interactions entre des facteurs génétiques et environnementaux. La portion génétique de l’asthme a été bien décrite, avec une héritabilité estimée jusqu’à 60% selon les études. Une portion de l’héritabilité manquante dans l’asthme pourrait être expliquée par des facteurs épigénétiques, comme la méthylation de l’ADN. Comme la méthylation est spécifique à chaque tissu, il est logique d’étudier des cellules ayant un rôle important dans l’asthme. C’est le cas des lymphocytes T CD4+ qui contribuent activement à la pathophysiologie de l’asthme. L’objectif du présent projet était donc d’étudier les lymphocytes T CD4+ dans un contexte d’asthme, plus particulièrement leur patron de méthylation ainsi que leur patron d’expression. Ces lymphocytes ont été isolés du sang de plus de 200 individus faisant partie de la Cohorte familiale d’asthme du Saguenay–Lac-Saint-Jean. La méthylation et l’expression a ensuite été mesurée par séquençage. Après des contrôles de qualité, des données étaient disponibles pour 173 individus (107 asthmatiques, 66 témoins). Il a ainsi été possible d’identifier 2 146 sites CpG différemment méthylés chez les asthmatiques et 3 756 chez les asthmatiques allergiques (FDR≤0,05, -meth ≥ 5%). Pour l’expression, 57 et 33 gènes sont différemment exprimés chez les asthmatiques et les asthmatiques allergiques, respectivement (FDR≤0,05). L’intégration des données génétique et d’expression ont permis d’identifier 2 253 eQTL significatifs (FDR≤0,049). Ces résultats ont permis d’identifier l’implication de la voie de NF-B ainsi que celle de l’IL-17 et -25 dans ces cellules, mais aussi l’implication de la famille de chemokine CXC et de EGF. En somme, cette étude a permis de caractériser plus précisément un type cellulaire dans l’asthme, toujours dans le but de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents impliqués dans cette condition.

Les préparations thérapeutiques d'immunoglobulines humaines (IglV) sont utilisées depuis plusieurs années dans le traitement des maladies auto-immunes. Selon certaines études, l'effet immuno-régulateur des IglV pourrait être attribuable à leur capacité d'induire la modulation de cytokines impliquées dans la régulation des leucocytes et la réponse immunitaire. Or, les mécanismes attribuables à ces modulations demeurent mal compris et controversés. Afin de faire la lumière sur ce sujet, nous avons d'abord analysé l'effet des IglV sur l'expression de plusieurs cytokines cibles dans un modèle murin de thrombocytopenic immune (PTI), une maladie auto-immune caractérisée par le développement d'auto-anticorps et la destruction des plaquettes opsonisées par phagocytose. Selon nos résultats, l'injection d'IglV permet, tel qu'il est observé chez l'humain, de réduire la destruction des plaquettes induite dans le modèle de PTI murin. Cependant, aucune modulation significative des cytokines mesurées n'a été observée dans ce modèle. D'autre part, en bloquant la phagocytose des plaquettes dans la PTI, les IglV pourraient avoir une incidence sur la présentation antigénique CMH-II dépendante et affecter à long terme la réponse auto-immune et celle de cytokines associées à l'activation des lymphocytes T CD4+. Nous avons donc évalué l'effet des IglV sur la réponse immune adaptative humorale à l'aide de souris immunisées à l'ovalbumine (OVA) et caractérisé leur effet sur l'activation des lymphocytes T à partir d'un modèle de présentation antigénique. Selon nos résultats chez la souris, l'injection d'IglV réduit la production d'anticorps spécifiques de 50% et la sécrétion de cytokines reliées à l'activation des lymphocytes T CD4+ OVA spécifiques dont 1TL-2, 1TL-4, l'IFN-y et 1TL-10. De plus, nous avons démontré que les IglV bloquaient la présentation antigénique chez les cellules présentatrice d'antigènes (CPAs) : d'une part, les IglV, par le blocage des récepteurs Fc, empêchent l'internalisation d'antigènes sous forme de complexes immuns chez la CPA et d'autre part, les IglV réduisent la présentation d'antigènes natifs par un mécanisme de compétition intracellulaire. Donc, en réduisant la présentation antigénique chez les CPAs, les IglV pourraient alors inhiber l'activation de lymphocytes T CD4 + auto-réactifs et la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires impliquées dans le développement de maladies auto-immunes comme la PTI.

Le rôle primordial des cellules de la peau dans la réponse immunitaire est désormais bien établi. Cependant, pourraient-elles également être responsables de l'activation du système immunitaire observée dans le psoriasis, une maladie inflammatoire chronique de la peau? Cette étude vise à comprendre la capacité des kératinocytes psoriasiques à activer in vitro les leucocytes. Le profil de sécrétion de lymphocytes sains co-cultivés avec des kératinocytes (sains ou psoriasiques) a été évalué pour 22 analytes. Les taux élevés de diverses cytokines dans les cultures avec kératinocytes psoriasiques démontrent leur capacité à induire une sécrétion de médiateurs pro-inflammatoires. Les cytokines surexprimées suggèrent également un potentiel d'activation des neutrophiles. L'altération in vitro de plusieurs fonctions des neutrophiles (survie, adhérence cellulaire et production d'anion superoxyde) par les kératinocytes a permis de confirmer ce potentiel. En conclusion, cette étude présente le kératinocyte psoriasique comme étant un instigateur probable de l'inflammation dans la pathogenèse de cette maladie.

The Bar-Or laboratory recently reported that human B cells from normal subjects can produce either pro-inflammatory (TNF-alpha; LT) or regulatory (IL-10) effector cytokines depending on their context of activation. It was of interest to investigate the change in B cell cytokine profiles from normal subjects when activated in the context of a Th1 pro-inflammatory environment or a Th2 anti-inflammatory environment. It was found that the B cell regulatory network of effector cytokines from normal subjects is significantly modulated depending on the local cytokine milieu. In addition, it was of interest to study how MS patients' B cell cytokine network would respond in a Th1 pro-inflammatory and a Th2 anti-inflammatory context. It was found that MS patients' B cell cytokine network was dysregulated compared to B cell responses from normal subjects. The findings define a novel regulatory network involving human B cells from normal subjects and point to a newly discovered abnormality in MS patients' B cells.

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Les immunoglobulines intraveineuses (IgIV) sont utilisées dans le traitement de maladies auto-immunes et inflammatoires depuis le début des années 1980. L’accroissement constant de la consommation des IgIV augmente les risques de pénuries de ce produit pour lequel il n’existe encore aucun substitut. La compréhension des mécanismes d’action complexes et controversés de cet agent thérapeutique permettrait de rationaliser son utilisation et de développer des substituts. Sachant que les IgIV sont capables d’interférer avec la présentation d’antigène et la réponse des lymphocytes T CD4, les travaux présentés se sont intéressés aux caractéristiques physicochimiques responsables de ces effets, de même qu’à l’élargissement de nos connaissances des effets des IgIV sur la présentation et la réponse des lymphocytes T CD8. Ces connaissances permettront d’établir des fondements scientifiques pour le développement de substituts. Nous avons montré dans un premier temps qu’une préparation d’IgIV rendue fortement cationique (cIgIV) était capable d’inhiber la présentation d’antigènes et la réponse subséquente des lymphocytes T CD4 in vitro. Ensuite, des essais ont permis de démontrer la possibilité d’utiliser les cIgIV avec une bio distribution améliorée dans le foie et la rate chez la souris, mais le potentiel thérapeutique amélioré dans un modèle de thrombocytopénie passive n’a pu être démontré. Le deuxième volet de cette thèse a permis de dévoiler la capacité des IgIV d’inhiber l’activation et l’expansion des lymphocytes T CD8 in vitro et chez la souris. De plus, nous avons fait la preuve de la capacité des IgIV d’inhiber la cytotoxicité en réduisant l’expression de la perforine et en bloquant certains récepteurs des cellules T. Ces résultats permettent d’améliorer notre compréhension du rôle des IgIV dans le traitement des maladies auto immunes grâce à leur interférence avec la génération et la cytotoxicité effectrice des lymphocytes T CD8. / Intravenous immunoglobulins (IVIg) are used in the treatment of many inflammatory and autoimmune diseases since the beginning of the 80s. The constant increase of their use exposes the users and the providers to important shortage risks. A better understanding of their complex mechanisms of action would help in developing potential substitutes. Knowing that IVIg are able to modulate the immune function of antigen presenting cells and the resulting CD4 T cell response, work presented here questioned the physicochemical characteristics of IVIg which could be related to these effects, as well as to the extension of their effect to the CD8 T cell compartment. In the first part of this thesis, we showed that cationized IVIg (cIVIg) was capable to inhibit in vitro antigen presentation. Next, we showed that cIVIg displayed an ameliorated bio distribution in mice, although the therapeutic potential of the preparation could not be demonstrated in a passive model of throbomcytopenia. The second part of this thesis revealed a novel capacity of IVIg in inhibiting the activation and expansion of CD8 T cells in vitro and in immunized mice. Furthermore, IVIg were shown to reduce cytotoxicity by decreasing the expression of perforin and by blocking some T-cell receptors (TCR). These results provide a better understanding of the beneficial effects of IVIg in treated patients by providing an interference with the generation and effector functions of CD8 T cells. Altogether, this thesis propose a physicochemical characteristic, the cationic state, on which a potential substitute to IVIg could be further developed, as well as a novel inhibitory effect of IVIg on the generation and cytotoxic functions of CD8 T cells, which could help create alternative therapy to the scarce and expensive IVIg preparation.

Lic.-avh. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2005. / Härtill 3 uppsatser.

This series of studies began with an examination of the effects of training status (Tr vs UTr) and sex on the resting levels and redistribution of senescent (CD28-CD57+) and naïve (CD28+CD57-) T-lymphocytes (CD4+, CD8+) following a treadmill test to volitional exhaustion. In this first study exercise elicited a redistribution of senescent CD4+, CD8+ and naïve CD4+,CD8+ T-lymphocytes. UTr had a higher proportion of senescent and a lower proportion of naïve CD8+ T-lymphocytes than Tr. Males had a higher proportion of senescent and lower proportion of naïve T-lymphocytes than females with the highest percentage of senescent and lowest percentage of naïve T-lymphocytes observed in UTr males. CMV was a covariate in the senescent and naïve CD8+ T-lymphocytes. This study highlighted important sex and training status differences in the senescent and naïve T-lymphocyte redistribution in response to exercise. These findings led on to an investigation of the T-lymphocyte (CD4+, CD8+, γδ+) response to a period of 2 weeks increased volume training (39% increase in volume) in trained females (Tr, n=13) compared to a period of 2 weeks habitual activity in female controls (UTr, n=13). This second study observed no difference in the resting T-lymphocyte profile from the pre to post increased volume training period. The resting number of CD3+ and proportion of γδ+ T-lymphocytes was greater in the Tr compared to the UTr. The resting proportion of CD4+T-lymphocytes and the CD4+:CD8+ ratio was greater in the UTr compared to the Tr. CMV was a covariate in the analysis of CD8+, CD28+ CD8+, and naïve CD8+ T-lymphocyte cell numbers but not in the analysis of T-lymphocyte proportions. The increased volume training period had no effect on resting T-lymphocyte populations in Tr females, and T-lymphocyte populations also did not change with 2 weeks of habitual exercise in UTr. The total energy, carbohydrate and protein intake was greater in Tr compared to the UTr during the increased volume training period and was greater than normal in the Tr group. These dietary influences may partly explain the absence of any change in T-lymphocyte proportions pre to post training period in Tr. Differences in the proportions of γδ+, CD4+ and the ratio of CD4+:CD8+ T-lymphocytes at rest between the Tr and UTr warrants further investigation. The final study of this series is presented in two parts. The first part focused on the influence of 4 weeks supplementation at 0.1g/kg body mass/day with n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) as fish oil (FO, n=10), or short-chain saturated fatty acids (SFA) as coconut oil (CO, n=10) on T-lymphocyte (CD4+,CD8+, γδ+) differentiated populations at rest and in response to exercise in trained males. Changes were examined by Day (Baseline to pre supplementation, Pre Sup (4 week control period), and pre supplementation to post supplementation, Post Sup (4 week supplementation period)). During a 4 week baseline control period no changes were observed in the blood lipid profile in both FO and CO groups. During the control period a main effect of exercise was observed in all the CD3+ and γδ+ T-lymphocytes subsets. During the control period an interaction of group-by-day was observed in the senescent CD8+ T-lymphocytes from BL to Pre Sup the proportion and number decreased in the FO group and increased in the CO group. Inclusion of CMV as a covariate introduced a main effect of group on the CD4+ naïve proportions and cell counts and the group-by-day interaction observed on the CD8+ senescent T-lymphocyte proportions and cell counts disappeared. During the 4 week supplementation period this study observed an increase in the n-3 PUFAs, EPA (20:5n-3), DHA (22:6n-3) and DPA (22:5n-3) in the FO group but not in the CO group (with no changes in blood lipid profile on CO). During the supplementation period a main effect of exercise was observed in all the CD3+ and γδ+ T-lymphocyte subsets except for the proportion of CD8+ naïve T-lymphocytes. The proportion of CD8+ naïve T-lymphocytes was lower at rest and in response to exercise in FO and CO groups after supplementation. CMV was a significant covariate in senescent CD4+ T-lymphocyte cell counts. At the post exercise time point the γδ+ T-lymphocyte count increased in the FO group but decreased in the CO group, following the supplementation period. However, this observation did not quite reach statistical significance. Although a difference between the groups was evident for γδ+ T-lymphocyte count and proportion there was insufficient evidence to conclude whether the difference was supplement related. It would appear that dose, duration and type of fatty acids ingested could all be important in the overall response but these require further study. The second part of this final study investigated the influence of 4 week supplementation at 0.1g/kg body mass/day with n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) as fish oil (FO, n=10) or short-chain saturated fatty acids (SFA) as coconut oil (CO, n=10) on plasma Th1 cytokine: IL-2, TNF- α and IFN-γ, and Th2 cytokine IL-4, IL-6 and IL-10 concentrations, and expression of the T-lymphocyte activation marker CD69 at rest and in response to exercise in trained males. Changes were examined by Day (Baseline to pre supplementation (4 week control period), and pre supplementation to post supplementation (4 week supplementation period)). This study observed an increase in n-3 PUFAs, EPA (20:5n-3), DHA (22:6n-3) and DPA (22:5n-3) in the FO group but not in the CO group. There was a significant mobilisation of activated CD4+ CD69+ and CD8+ CD69+ (P<0.05) T-lymphocyte numbers in response to exercise in both FO and CO groups. CMV infection was a significant covariate on the number and proportion of CD4+CD69+ T-lymphocytes (P<0.05) but not on the number or proportion of CD8+CD69+ T-lymphocytes. During the supplementation period there was a significant effect of Day on TNF-α, IL-6, IL-4 and IL-2 with IFN-γ and IL-10 trending towards a difference. The plasma cytokine concentration was greater at post supplementation compared to pre supplementation for both FO and CO groups. Latent CMV infection was a significant covariate for TNF-α, IL-6, IL-4, IL-2, IFN-γ and IL-10. In the current study we observed no evidence of a difference between the CO and FO groups for early T-lymphocyte activation marker or plasma cytokine concentrations despite the membrane lipid composition change over the 4 week supplementation period. It would appear that the plasma Th1 and Th2 cytokine concentration increased from pre supplementation to post supplementation on both PUFA and SFA, highlighting a potential link between fatty acid incorporation and cytokine expression that needs closer examination. The results of this series of studies highlight that sex and training status impact upon the T-lymphocyte pool at rest and in response to exercise. Increasing the volume of training for 2 weeks without dietary restriction does not alter the resting T-lymphocyte pool in trained females. Alterations to the T-lymphocyte pool at rest and in response to exercise are not related to FO or CO supplementation. Furthermore, the response of Th1, Th2 plasma cytokines, and the early activation marker CD69 at rest and in response to exercise does not differ between a group supplemented with FO compared to a group supplemented with CO it would appear that Th1 and Th2 plasma cytokines increase post supplementation in both groups. Particular avenues of interest for future research would be, to explore the sex differences in T-lymphocyte subsets at rest and in response to exercise, to determine whether these sex differences are key in susceptibility to disease/infection and to determine the tissue targets of lymphocytes mobilised during exercise.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri--Columbia, 2000. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 177-206). Also available on the Internet.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2007. / Härtill 5 uppsatser.