Submitted by LISIERY NEGRINI PAIATTO null (lisy_paiatto@hotmail.com) on 2017-10-23T19:38:26Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO LISIERY NEGRINI PAIATTO.pdf: 2873819 bytes, checksum: 5b03d17f06d1cc030a85241da7535ae7 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-10-26T12:04:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 paiatto_ln_me_rcla.pdf: 2873819 bytes, checksum: 5b03d17f06d1cc030a85241da7535ae7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-26T12:04:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 paiatto_ln_me_rcla.pdf: 2873819 bytes, checksum: 5b03d17f06d1cc030a85241da7535ae7 (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A quebra da tolerância imunológica a antígenos próprios é um mecanismo gerador comum às respostas imunes deletérias. Várias estratégias têm sido propostas para modular respostas autoimunes, entre as quais se destacam a administração oral de antígenos relacionados à doença, a transferência adotiva de células tolerogênicas e/ou o tratamento com citocinas reguladoras. Nesse contexto, tem sido mostrado que a ingestão de antígenos proteicos presentes na dieta pode gerar efeitos indiretos sobre o sistema imune do hospedeiro, caracterizados pela supressão da resposta imune a proteínas antigenicamente não relacionadas, conhecidos como supressão bystander. O presente projeto teve por objetivo analisar os efeitos indiretos da tolerância oral induzida pela ingestão de ovalbumina (OVA) e a transferência adotiva de células dendríticas isoladas de animais tolerantes a OVA (tDC) na colite induzida por TNBS em camundongos. Os resultados mostraram que o tratamento de camundongos com OVA por via oral, antes ou após a indução da colite e a transferência adotiva de tDC, foram capazes de reduzir sinais da doença, tais como a perda de peso, bem como preservar parcialmente a integridade do tecido colônico, quando comparados aos animais colíticos não tratados com OVA (controles). A supressão bystander relacionada ao consumo de OVA foi associada à expansão da frequência de células T reguladoras (regs) e de células T secretoras de interleucina (IL) -10, possíveis mecanismos de regulação das manifestações clínicas da colite induzida por TNBS. As DC obtidas de animais tolerantes a OVA apresentaram expressão aumentada de CD80, compatível com perfil tolerogênico. A transferência dessa população de células para animais colíticos foi capaz de reduzir os sinais clínicos e histológicos da colite, mimetizando os efeitos da tolerância oral. A transferência adotiva de tDC levou a redução da frequência de células Th17, redução de secreção de IL-17 e IL-9 e aumento de secreção de IL-10 e IL-4 in vitro. Até onde é de nosso conhecimento, não existem dados na literatura mostrando o efeito da tolerância oral e a transferência adotiva de tDC no tratamento de colite. / The breakdown of immune tolerance to self antigens is a common mechanism for deleterious immune responses. Several interventions have been proposed to modulate autoimmune responses, such as oral administration of disease-related antigens, adoptive transfer of tolerogenic cells and/or treatment with regulatory cytokines. In this context, it has been demonstrated that the ingestion of protein antigens can generate indirect effects on the immune system of the host, characterized by suppression of the immune response to antigenically unrelated proteins, known as bystander suppression. The present project aims to analyze the indirect effects of oral tolerance induced by ovalbumin (OVA) and by adoptive transfer of tolerant dendritic cells (tDC) in TNBS induced colitis in mice. Our results showed that the treatment of oral OVA mice before or after induction of colitis and the adductive transfer of tDC were able to reduce the signs of the disease, such as weight loss, as well as partially preserve the integrity of the Compared to non-OVA treated animals (controls). The bystander suppression related to OVA consumption appears to favor the expansion of regulatory (regs) T and interleukin (IL)-10 secreting T cells responsible for reducing the clinical manifestations of TNBS-induced colitis. On the other hand, DC obtained from OVA-tolerant animals showed increased expression of CD80. Administration of this cells population to colitic animals was able to reduce the clinical and histological signs of colitis, possibly by reducing Th17 cells, reduction of secretion of Il-17 and IL-9 and augment of IL-10 and IL-4. To the best of our knowledge, there are no data in the literature showing the effect of oral tolerance and the adoptive transfer of tDC in the treatment of colitis. / FAPESP: 2013/20258-2

La réponse immune représente une réponse complexe à laquelle correspond une succession d’événements orchestrés finement. Parmi les mécanismes qui régulent la réponse immune, les lymphocytes T régulateurs (Tregs) assurent le maintien de la tolérance en périphérie et le contrôle des réponses immunes adaptatives. Ils représentent une population hétérogène et leurs mécanismes de suppression sont toujours l’objet d’intenses recherches. Suivant le contexte de suppression et leur nature, les lymphocytes Tregs réalisent une inhibition de l’activation des lymphocytes Th, soit directement, soit via la modulation de la fonction des cellules dendritiques (DC). <p>Dans un modèle d’immunisation par des cellules dendritiques chargées de KLH, les lymphocytes Tregs naturels contrôlent sélectivement l’initiation des réponses de type Th1/CTL spécifiques de l’antigène. Le but de ce travail était de définir quels sont les acteurs potentiels du contrôle de cette réponse. A l’aide de l’anticorps PC61 dirigé contre le récepteur CD25 et éliminant les lymphocytes Tregs naturels, nous avons montré que le ligand de costimulation CD70 joue un rôle clé dans leur régulation de la réponse Th1/CTL (Article 1). Ainsi, dans des conditions normales, la cytokine IL-12 induit principalement l’initiation de la réponse Th1 in vivo, tandis qu’en l’absence de lymphocytes Tregs naturels, la voie CD70/CD27 est une voie alternative d’induction de l’IFN-γ. Cette voie d’activation pourrait être opérationnelle dans certains contextes infectieux lorsque les lymphocytes Tregs sont déstabilisés voire éliminés, par exemple lors d’infections par Toxoplasma gondii ou par les virus HTLV1, SIV ou HIV. Nous avons montré que les lymphocytes Tregs naturels diminuent l’expression du ligand CD70 sur les DC, de manière dépendante de son récepteur CD27. <p>Ensuite, nous nous sommes intéressés à une deuxième population de lymphocytes T régulateurs, les lymphocytes Tregs ICOShigh induits in vivo par le traitement avec l’anticorps anti-CTLA-4. Dans le cadre d’une colite induite par l’agent alkylant TNBS et mettant en jeu une réponse Th1, cette population de lymphocytes Tregs amplifiée par le traitement à l’anticorps anti-CTLA-4 régule la réponse immune via la cytokine anti-inflammatoire IL-10 et l’enzyme immunosuppressive IDO (Article 2). Ainsi, les résultats obtenus nous ont permis de répondre à notre objectif et de définir certains mécanismes de suppression des lymphocytes Tregs naturels et des lymphocytes Tregs induits. <p>Dans la dernière partie de ce travail, nous avons cherché à comparer les populations de lymphocytes Tregs naturels et ICOShigh présentes dans l’intestin d’une souris naïve. Une analyse transcriptomique a révélé que ces deux populations s’opposent sur les plans phénotypique et fonctionnel. Nous proposons un modèle dans lequel les deux populations de lymphocytes Tregs agiraient en synergie pour maintenir l’homéostasie intestinale. Les lymphocytes Tregs ICOShigh différenciés au niveau local et continuellement activés contrôleraient la réponse inflammatoire associée à la présence de la flore commensale. Les lymphocytes Tregs naturels, en quiescence dans les ganglions mésentériques, n’interviendraient qu’en cas d’infection par des pathogènes.<p>L’étude des lymphocytes T régulateurs soulève un certain nombre de concepts clés de l’immunité :la spécificité des réponses, la distinction des microorganismes commensaux et pathogènes… Mieux connaître les lymphocytes Tregs dans un modèle murin permettra de mieux comprendre les réponses inflammatoires intestinales chroniques observées chez l'homme et d’envisager, à terme, de nouveaux traitements.<p>/<p>An immune response is complex and implies numerous sequential events. It is regulated by different mechanisms, among which regulatory T cells maintain peripheral tolerance and control adaptive immune responses. Regulatory T cells are very heterogeneous and suppress immune responses through different mechanisms, still under investigation. They can inhibit T cell activation directly or through the modulation of dendritic cell function, depending on their nature and the tissular context.<p>In a dendritic cell-mediated immunization model, naturally occurring regulatory T cells selectively control the priming of antigen-specific Th1/CTL responses. Our goal was to define the potential actors of this control, targeted by natural regulatory T cells. Using the PC61 antibody which targets and depletes these cells, we showed that the costimulation ligand CD70 plays a key role in their control of Th1/CTL responses (first article). We showed that mainly IL-12 provokes Th1 development in normal conditions, wheras CD70 plays a major role in priming Th1 responses in the absence of natural Tregs. This pathway can be operational if regulatory T cells are destabilized or even depleted, for example during infection with Toxoplasma gondii or with HTLV1, SIV or HIV. We showed that natural Tregs downregulate CD70 expression on the surface of DCs.<p>Next, we focused on another regulatory T cell population, induced in vivo by the anti-CTLA-4 mAb treatment. In a model of pro-Th1 colitis, induced by the alkylating agent TNBS, these ICOShigh regulatory T cells exert an IL-10 and IDO-dependant control over the immune response (second article). Thus, we succeeded in determining some control mechanisms of the immune response targeted by two populations of regulatory T cells.<p>Finally, we compared two regulatory T cell populations: naturally occurring regulatory T cells and ICOShigh regulatory T cells from the intestines of naïve mice. A transcriptional analysis revealed two populations phenotypically and functionally distinct. We proposed a model in which these populations act synergistically and both maintain intestinal homeostasis. ICOShigh regulatory T cells might control commensal gut flora-specific inflammatory responses and quiescent natural regulatory T cells from mesenteric lymph nodes might control potential pathogen infections.<p>As a conclusion, this study raises some immunological issues: specificity of immune responses, distinction between commensal and pathogenic microorganisms… A better knowledge of these regulatory populations will lead to a better understanding of human intestinal responses and in the medium term will lead to new therapeutic approaches and tools.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Die niedrige Inzidenz chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen (CED) in ostasiatischen Ländern im Vergleich zu Westeuropa und den USA könnte auf unterschiedliche Lebensstile und Ernährungsgewohnheiten zurückzuführen sein. Asiaten nehmen mit der Nahrung viel höhere Mengen an Isoflavonen zu sich als Europäer und US-Amerikaner. Diese sind in der Lage, wie natürliche Östrogene an Östrogenrezeptoren (ER) zu binden. Für das Östrogen 17β-Östradiol (E2) sowie selektive Liganden des ERβ sind antiinflammatorische Wirkungen im Darm bereits nachgewiesen worden. Diese Arbeit untersuchte in Modellsystemen für CED die antiinflammatorischen Eigenschaften von Isoflavonen, speziell von Genistein, und stellte einen Vergleich mit synthetischen ER-selektiven Liganden sowie E2 her, um die Involvierung der beiden ER-Subtypen zu evaluieren. In tierexperimentellen Studien wurde der Einfluss der Testsubstanzen auf Ausprägung und Verlauf einer Kolitis in zwei Nagermodellen (HLA-B27 transgene Ratte und TNBS-induzierte Kolitis) analysiert. Ein Ernährungsexperiment, in dem eine Gruppe der Tiere bereits in utero sowie postnatal über Muttermilch und Futter hohen Phytoöstrogenspiegeln ausgesetzt war, zeigte wider Erwarten keine antiinflammatorischen Effekte auf die akute Ausprägung der induzierten Kolitis. Stattdessen waren die untersuchten Parameter bei dieser Ernährungsform gegenüber prä- und postnatal normal ernährten Tieren verstärkt. Dagegen bewirkte oral verabreichtes Genistein in der chronischen Phase der TNBS-induzierten Kolitis eine Unterdrückung der Entzündungsparameter im Darm. Die subkutane Verabreichung von Genistein, eines steroidalen ERβ-selektiven Agonisten, oder von E2 führte hingegen zu keiner signifikanten Einflussnahme auf die untersuchten Parameter in der akuten Phase der Inflammation. Zur Charakterisierung der molekularen Grundlagen einer antiinflammatorischen Wirkung von E2, synthetischen ER-selektiven Agonisten und Genistein wurden in vitro Studien mit Kolonkarzinomzelllinien (HT-29 und Caco-2) durchgeführt. Hierzu wurden die Zellen mit Interleukin-1β (IL-1β) stimuliert, was eine Induktion der inflammationsassoziierten Gene Cyclooxygenase-2 und Interleukin-6 auf mRNA Ebene bewirkte. Bis auf Genistein konnten für die getesteten Substanzen keine antiinflammatorischen Effekte auf die mRNA-Expression der induzierten Markergene beobachtet werden. Genistein bewirkte in Caco-2 Zellen eine Hemmung der untersuchten Gene. Weitere Analysen ergaben, dass die beiden Zelllinien ER nur schwach bzw. gar nicht exprimieren. Eine Transfektion von HT-29 Zellen mit ERα führte zu einer deutlichen Hemmung der Expression der Markergene durch E2, während eine Transfektion mit ERβ lediglich einen schwach hemmenden Effekt bewirkte. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit legen nahe, dass die niedrigen CED-Inzidenzraten in Ostasien wohl nicht allein auf dem dortigen hohen Isoflavonkonsum beruhen, sondern auch anderen Komponenten des Lebensstils zuzuschreiben sind. Dennoch deutet sich an, dass das Genistein, bei oraler Administration, die Regeneration des geschädigten Darmgewebes im chronischen Erkrankungsverlauf unterstützen und damit auch zur Prävention von Kolonkarzinomen beitragen könnte. Bei antiinflammatorischen Effekten von ER-Liganden spielt die Transaktivierung von ER eine entscheidende Rolle. Die Wirkung von Genistein in untransfizierten Caco-2 Zellen legt jedoch auch die Teilnahme weiterer Mechanismen nahe, die noch zu untersuchen sind. Vor diesem Hintergrund erscheinen weiterführende Untersuchungen zum Einsatz von steroidalen ER-Agonisten und Genistein bei CED und den zugrunde liegenden Mechanismen als sinnvoll.

Il est maintenant établi que les facteurs alimentaires participent à la survenue des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI). Le traitement thermique des aliments génère des substances néoformées telles que les produits de Maillard (MRPs) dont les effets sur la santé sont controversés. D’autres contaminants retrouvés dans les aliments sont issus des emballages. L’ensemble de ces molécules ont été associées à des réactions inflammatoires mais peu de données existent sur leurs conséquences sur la sphère digestive. L’objectif de cette thèse était d’étudier l’effet du traitement thermique des aliments sur la modulation d’une colite chez la souris. Dans un premier temps, nous avons dosé quelques marqueurs des MRPs dans deux régimes : peu et fortement chauffés. Ensuite, nous avons évalué l’impact de ces matrices sur la réponse inflammatoire chez des souris soumises à deux modèles de colites (DSS, TNBS). Enfin, nous avons observé les conséquences de l’effet cumulé de l’ingestion de MRPs et d’un contaminant d’emballage (le phtalate DEHP) chez les animaux atteints d’une colite. Le niveau de traitement thermique de la matrice était proportionnel aux teneurs en produits avancés et terminaux de la réaction de Maillard. Un fort traitement thermique a permis de prévenir la réponse inflammatoire chez les animaux soumis aux colites mais nous n’avons observé aucune modification de la réponse inflammatoire colique suite à l’ingestion couplée de MRPs et de DEHP. A terme, ces résultats descriptifs pourraient, sous réserve d’en identifier les mécanismes, servir à l’élaboration de recommandations nutritionnelles pour les patients souffrant de MICI. / It is acknowledged that alimentary factors participate in the etiology of inflammatory bowel diseases (IBD). On the other hand, food heat treatment generates neoformed compounds such as Maillard Reaction Products (MRPs) with controversial effects on human health but also results in contamination coming from packaging. All of these compounds are incriminated in inflammatory reactions but there are few data related to their consequences on gut. This work was aimed at determining the effect of food heat treatment on the modulation of an experimental colitis in mice. At first, we assessed some markers of MRPs in two moderately and highly heated diets. We then evaluated the consequences of these diets on the inflammatory response of animals submitted to two models of experimental colitis (DSS, TNBS). At last, we observed the consequences of cumulative effects of oral repeated exposure to MRPs and to a packaging contaminant the phthalate DEHP in DSS colitic mice. We revealed that the thermic level treatment was proportional to level of advanced and terminal MRPs and that the highest heat treatment resulted in the prevention of both the colitis models. By contrast, we observed no change in the inflammatory response following the coupled exposure to DEHP and the highly treated diet. While being descriptive, those results are promising and, after understanding the mechanisms involved, could be of interest in the conception of nutritional recommendations for IBD patients.

Inflammatory bowel diseases, (IBD), are a group of chronic disorders of the gastro-intestinal tract, and include Crohn’s disease (CD) and Ulcerative Colitis (UC). The pathogenesis is not known, but involves at least in part a loss of tolerance towards the commensal colonic microbiota. In this thesis, we show in animal models of CD and UC that the colonic mucosal blood flow increased compared to healthy animals. This blood flow increase is due to an up regulation of endothelial nitric oxide synthase (NOS). Further, we show in the UC model that the thickness of the firmly adherent colonic mucus layer increased compared to healthy animals. This increase is due to an up regulation of inducible NOS in the epithelium. Both the blood flow and mucus thickness increase appear to be protective mechanisms.  We demonstrate that the firmly adherent colonic mucus layer acts as a partial barrier towards luminal bacteria. In the UC model, this barrier is destroyed, causing increased bacterial translocation. The adhesion molecule P-selectin was up regulated in the UC model, leading to increased interactions between leukocytes and the endothelium, but also increased interactions between platelets and the endothelium. This indicates that not only leukocytes, but also platelets are involved in colonic inflammation. The addition of the probiotic bacterial strain Lactobacillus reuteri prevented disease by normalizing P-selectin levels and endothelial interactions with leukocytes and platelets. Lactobacillus reuteri also decreased bacterial translocation over the epithelium. In summary, this thesis highlights the importance of colonic barrier functions, and investigates the role of the microbiota in experimental IBD.