Influence of KIR/HLA and FcγRIIIa genotypes on anti-HIV ADCC responses in HIV uninfected and infected slow progressor subjectsPilar ZanoniAbstractThirty-four million people are currently estimated to be infected with HIV. The need for a vaccine against HIV remains urgent. The RV144 vaccine trial reported partial protection against HIV infection. The RV144 vaccine regimen induced non-neutralizing antibodies (Abs) that engage cells of the innate immune system, such as natural killer (NK) cells, which may exert anti-viral activity by mediating antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity (ADCC) against HIV-infected cells. The functional response of NK cells is determined by the integration of activating and inhibitory signals delivered to the NK cell through cell surface receptors, which include killer immunoglobulin-like receptors (KIR). Inhibitory KIRs (iKIR) bind human leukocyte antigen (HLA) molecules and are able to detect their downregulated expression on transformed or virally infected cells. Epidemiological evidence has linked certain KIR3DL1/HLA-B (3DL1/HLA-B) genotypes with protective outcomes in HIV-exposed seronegative (HESN) subjects and HIV infected slow progressors (SP). The mechanisms responsible for these protective outcomes remain unknown. Weak degranulation by 3DL1+ NK cells against autologous HIV-infected cells suggests that other activating signals may be required. Cross-linking NK cells with Ab-coated target cells via the NK cell surface Fc-receptor CD16a may provide these stimulatory signals. Using an assay that detects the delivery of Granzyme B (GzB) from NK effector cells to GzB substrate-coated target cells, I found that the source of NK effector cells influenced anti-HIV ADCC potency. In 47 uninfected subjects, NK cells from carriers of a protective 3DL1/Bw4 genotype known as *h/*y+B*57 had higher levels of ADCC activity than those from carriers of other 3DL1/Bw4 combinations or 3DL1/Bw6 homozygotes. This finding implicated NK cell education in ADCC potency. In contrast, in 47 HIV infected SP, NK cells from *h/*y+B*57 carriers had indistinguishable ADCC responses compared to NK cells from carriers of other 3DL1/Bw4 combinations or from 3DL1/Bw6 homozygotes suggesting that ADCC activity was sensitive to dysregulation by HIV infection. Since NK cells within a genotype group exhibited a range of ADCC activity, I examined the role of several factors other than 3DL1/HLA-B genotype that may influence ADCC potency. A polymorphism at amino acid 158 of CD16a results in greater affinity of the V than the F isoform for Ab. I assessed whether genetic variation in CD16a could contribute to differences in ADCC responses and report that percent ADCC target cell killing was independent of CD16a genotype. I also showed that self-iKIR to HLA-C contributed minimally to ADCC responses supporting our contention that interactions between KIR3DL1 and HLA-B*57 stand out from other educationally competent KIR/HLA combinations in educating NK cells for ADCC functional potential. My results suggest that HLA/KIR dependent NK cell education is a determinant of anti-HIV ADCC functional potential in uninfected individuals. Based on the absence of superior ADCC responses in SP carrying *h/*y+B*57 I propose that NK cell mediated ADCC activity is sensitive to and readily extinguished in the context of HIV infection. / Influence des génotypes KIR/HLA et FcγRIIIa sur les réponses ADCC anti-VIH chez des sujets non infectés par le VIH et les sujets infectés progresseurs lentsPilar ZanoniRésuméIl est estimé que 34 millions de personnes sont infectés par le VIH à ce jour. Il est donc urgent de développer un vaccin contre le VIH. Les essais du vaccin RV144 ont rapporté une protection partielle contre l'infection par le VIH. Ce vaccin induit des anticorps (Ac) non-neutralisants qui activent les cellules du système immunitaire inné, telles que les cellules natural killer (NK), qui pour leur part peuvent induire une activité anti-virale par la médiation de la cytotoxicité cellulaire anticorps-dépendante (ADCC) contre les cellules infectées par le VIH. La réponse fonctionnelle des cellules NK est déterminée par l'intégration de signaux activateurs ou inhibiteurs dans la cellule par le biais de récepteurs cellulaires de surface, incluant les récepteurs « killer immunoglobulin-like » (KIR). Les KIRs inhibiteurs (iKIR) se lient aux molécules de l'antigène leukocytaire humain (HLA) et sont capables de détecter leur expression diminuée sur les cellules transformées ou infectées par le virus. Des données épidémiologiques ont relié certains génotypes KIR3DL1/HLA-B (3DL1/HLA-B) à la protection chez des individus séronégatifs exposés au VIH (HESN) et chez des individus infectés au VIH à progression lente (SP). Les mécanismes menant à cette protection demeurent par contre inconnus. La faible dégranulation des cellules autologues infectées par le VIH par les cellules 3DL1 + NK suggère que d'autres signaux activateurs pourraient être requis. Le fait de lier des cellules NK avec des cellules-cibles recouvertes par des Ac via le récepteur de surface Fc-receptor CD16a pourrait induire ces signaux stimulateurs. En utilisant un test qui détecte le transfert du Granzyme B (GzB) des cellules effectrices NK aux cellules-cibles recouvertes du substrat GzB, j'ai découvert que la source de cellules effectrices NK influence le potentiel ADCC anti-VIH. Chez 47 sujets, les cellules NK provenant d'individus porteurs d'un génotype protecteur 3DL1/Bw4 connu (*h/*y+B*57) avaient des niveaux d'activité ADCC plus élevés que ceux observés chez les cellules provenant d'individus porteurs d'autres combinaisons 3DL1/Bw4 ou homozygotes pour 3DL1/Bw6. Ces résultats impliquent l'éducation des cellules NK dans le potentiel ADCC. Par contre, chez 47 individus SP infectés par le VIH, les cellules NK de porteurs de *h/*y+B*57 ont eu des réponses ADCC indétectables comparativement aux cellules NK de porteurs d'autres combinaisons 3DL1/Bw4 ou d'homozygotes pour 3DL1/Bw6, suggérant que l'activité ADCC est sensible à la dysrégulation par l'infection par le VIH. Comme les cellules NK incluses dans un groupe de génotype démontraient une activité ADCC variable, j'ai étudié le rôle de différents facteurs autres que le génotype 3DL1/HLA-B qui pourraient influencer le potentiel ADCC. Un polymorphisme à l'acide aminé 158 du CD16a résulte en une meilleure affinité de l'Ac avec l'isoforme V que l'isoforme F. J'ai donc déterminé si la variation du CD16a contribue aux différences de réponses ADCC et observé que le pourcentage de mort des cellules-cibles par ADCC ne dépendait pas du génotype CD16a. J'ai aussi démontré que les auto-iKIR de HLA-C contribuent un minimum aux réponses ADCC, supportant nos affirmations que les interactions entre KIR3DL1 et HLA-B*57 proviennent de combinaisons KIR/HLA pour l'éducation des cellules NK menant à un potentiel fonctionnel ADCC. Les résultats que j'ai obtenus suggèrent que l'éducation des cellules NK dépendante de HLA/KIR est déterminante pour le potentiel fonctionnel ADCC anti-VIH chez les individus non infectés. En me basant sur l'absence de réponses supérieure ADCC chez des individus SP porteurs de *h/*y+B*57, je suggère que l'activité ADCC médiée par les cellules NK est sensible à et facilement éliminée dans le contexte de l'infection par le VIH.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.119695 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Zanoni, Pilar |
| Contributors | Nicole F Bernard (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Medicine) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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