IL-18 Does not Increase Allergic Airway Disease in Mice When Produced by BCG

Whilst BCG inhibits allergic airway responses in murine models, IL-18 has adversary effects depending on its environment. We therefore constructed a BCG strain producing murine IL-18 (BCG-IL-18) and evaluated its efficiency to prevent an asthma-like reaction in mice. BALB/cByJ mice were sensitized (day (D) 1 and D10) by intraperitoneal injection of ovalbumin (OVA)-alum and primary (D20–22) and secondary (D62, 63) challenged with OVA aerosols. BCG or BCG-IL-18 were intraperitonealy administered 1 hour before each immunization (D1 and D10). BCG-IL-18 and BCG were shown to similarly inhibit the development of AHR, mucus production, eosinophil influx, and local Th2 cytokine production in BAL, both after the primary and secondary challenge. These data show that IL-18 did not increase allergic airway responses in the context of the mycobacterial infection, and suggest that BCG-IL-18 and BCG are able to prevent the development of local Th2 responses and therefore inhibit allergen-induced airway responses even after restimulation

Molecular Implication of PP2A and Pin1 in the Alzheimer's Disease Specific Hyperphosphorylation of Tau

Tau phosphorylation and dephosphorylation regulate in a poorly understood manner its physiological role of microtubule stabilization, and equally its integration in Alzheimer disease (AD) related fibrils. A specific phospho-pattern will result from the balance between kinases and phosphatases. The heterotrimeric Protein Phosphatase type 2A encompassing regulatory subunit PR55/Bα (PP2A(T55α)) is a major Tau phosphatase in vivo, which contributes to its final phosphorylation state. We use NMR spectroscopy to determine the dephosphorylation rates of phospho-Tau by this major brain phosphatase, and present site-specific and kinetic data for the individual sites including the pS202/pT205 AT8 and pT231 AT180 phospho-epitopes.We demonstrate the importance of the PR55/Bα regulatory subunit of PP2A within this enzymatic process, and show that, unexpectedly, phosphorylation at the pT231 AT180 site negatively interferes with the dephosphorylation of the pS202/pT205 AT8 site. This inhibitory effect can be released by the phosphorylation dependent prolyl cis/trans isomerase Pin1. Because the stimulatory effect is lost with the dimeric PP2A core enzyme (PP2A(D)) or with a phospho-Tau T231A mutant, we propose that Pin1 regulates the interaction between the PR55/Bα subunit and the AT180 phospho-epitope on Tau.Our results show that phosphorylation of T231 (AT180) can negatively influence the dephosphorylation of the pS202/pT205 AT8 epitope, even without an altered PP2A pool. Thus, a priming dephosphorylation of pT231 AT180 is required for efficient PP2A(T55α)-mediated dephosphorylation of pS202/pT205 AT8. The sophisticated interplay between priming mechanisms reported for certain Tau kinases and the one described here for Tau phosphatase PP2A(T55α) may contribute to the hyperphosphorylation of Tau observed in AD neurons

Variable tau accumulation in murine models with abnormal prion protein deposits

Rona Barron - ORCID: 0000-0003-4512-9177 https://orcid.org/0000-0003-4512-9177The conversion of cellular prion protein (PrP) into a misfolded isoform is central to the development of prion diseases. However, the heterogeneous phenotypes observed in prion disease may be linked with the presence of other misfolded proteins in the brain. While hyperphosphorylated tau (p.tau) is characteristic of Alzheimer's disease (AD), p.tau is also observed in human prion diseases. To explore this association in the absence of potential effects due to aging, drug treatment, agonal stage and postmortem delay we analyzed p.tau and PrP immunopositivity in mouse models. Analyses were performed on mice inoculated with prion agents, and mice with PrP amyloid in the absence of prion disease. We observed that p.tau was consistently present in animals with prion infectivity (models that transmit disease upon serial passage). In contrast, p.tau was very rarely observed or absent in mice with PrP amyloid plaques in the absence of prion replication. These data indicate that the formation of p.tau is not linked to deposition of misfolded PrP, but suggest that the interaction between replication of infectivity and host factors regulate the formation of p.tau and may contribute to the heterogeneous phenotype of prion diseases.https://doi.org/10.1016/j.jns.2017.10.040383pubpubDecember 201

Functional and pathological consequences of the phosphorylation of the neuronal protein Tau involved in Alzheimer’s disease

A l’heure actuelle, le processus neurodégénératif responsable de la MA n’est pas complètement élucidé et ses causes sont probablement multiples. Cependant, on sait qu’il met en jeu Tau, une protéine associée aux microtubules et qui permet leur stabilisation ; dans les cerveaux des patients Alzheimer, Tau est présente sous un état anormalement phosphorylée, agrégeant en filaments appariés en hélice à l’intérieur des neurones. Notre modèle d’étude in vitro consiste en une protéine Tau recombinante phosphorylée par la CDK2/CycA3 sur deux phosphoépitopes spécifiques à la MA et reconnus par les anticorps AT8 et AT180. Ce profil de phosphorylation a été caractérisé de façon qualitative et quantitative par spectroscopie RMN (Résonance Magnétique Nucléaire). Nous avons ensuite tenté de cartographier ces phosphoépitopes par deux techniques complémentaires originales : la RMN et le FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer). Nous avons également montré que l’(hyper)phosphorylation de Tau ne menait pas forcément à son détachement des microtubules, hypothèse largement répandue dans la littérature. Finalement, nous avons pu mettre en évidence une interdépendance entre les deux phosphoépitopes AT8 et AT180 lors de la déphosphorylation de notre échantillon de protéine Tau phosphorylée par PP2AT55, une phosphatase trimérique majeure du cerveau.The neurodegenerative process responsible for Alzheimer’s disease is not yet elucidated and its causes are probably multiple. Nevertheless, we know that it brings into play Tau, a microtubule associated protein that allows their stabilization; in Alzheimer patients’ brain; Tau proteins are present under an abnormally hyperphosphorylated state which aggregate in paired helical filaments inside the neurons. Our in vitro study model is based on a recombinant Tau protein phosphorylated by CDK2/CycA3 on two Alzheimer’s disease specific phosphoepitopes recognized by AT8 and AT180 antibodies. This phosphorylation pattern was qualitatively and quantitatively characterized by NMR (Nuclear Magnetic Resonance) spectroscopy. We tried then to map these phosphoepitopes by two original and complementary methods NMR and FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer). We also showed that (hyper)phosphorylation of Tau doesn’t lead necessarily to its detachment from microtubules, a hypothesis widely spread in literature. Finally, we highlighted that during the dephosphorylation of our phospho-Tau sample by PP2AT55, a major trimeric phosphatase in brain, the dephosphorylation of AT8 phosphoepitope was under AT180 phosphorylation status control

La démarche d'investigation au service des stratégies métacognitives chez les élèves à besoins éducatifs particuliers

Comment la démarche d’investigation permet-elle de répondre aux besoins éducatifs particuliers des élèves en élaboration de stratégies ? Quelle est la plus-value apportée aux autres apprentissages ? Comment s’approprier et réutiliser des outils construits durant les séances de sciences dans d’autres situations de classe ? Voici quelques questions sur lesquelles je vais me pencher dans ce mémoire

Régulation de la réaction allergique pulmonaire (inhibition par un BCG recombinant dans un modèle murin et déficit de la réponse des cellules Natural Killer de patients allergiques à la chimiokine CCL18)

L'augmentation importante de la prévalence des pathologies allergiques dans les pays industrialisées en fait l'une des préoccupations de santé publique. Une diminution de la stimulation du système immunitaire par des agents microbiens est l'une des hypothèses avancées pour expliquer ce phénomène. Cette hypothèse dite de l'hygiène postule que, au cours de la petite enfance, ces agents microbiens permettraient l'établissement de mécanismes de régulation aptes à limiter les réponses immunes délétères comme celles mises en jeu dans les pathologies allergiques ou auto-immunes. Par exemple des mycobactéries comme le Bacille Calmette Guérin (BCG) et Mycobacterium vaccae sont capables de moduler la réaction allergique pulmonaire dans des modèles murins. Si tous les mécanismes d'action de ces mycobactéries ne sont pas connus, il semble néanmoins qu'elles agissent à la fois par l'induction d'IFN- et de populations régulatrices. Au-delà des populations T régulatrices classiques, d'autres cellules comme les cellules Natural Killer (NK) pourraient être impliquées dans la régulation des pathologies allergiques. En effet, bien qu'essentiellement connues pour leurs propriétés anti-virales, anti-bactériennes et anti-tumorales, les cellules NK sécrètent des cytokines (IFN- , IL-5, IL-13) et chimiokines leur permettant de réguler la réponse lymphocytaire. De plus chez le patient asthmatique, la proportion de cellules NK circulantes produisant des cytokines Th2 (IL-5 et IL-13) est augmentée par rapport aux sujets sains. Ces propriétés et leur présence au niveau du poumon font des cellules NK des régulateurs potentiels de la réaction asthmatique. Cependant leur implication dans la pathologie allergique reste encore largement méconnue. Le but de notre travail était d'étudier 2 aspects de la régulation de la réaction allergique. Dans un premier temps nous avons évalué la régulation de la réaction allergique pulmonaire par un BCG recombinant produisant de l'IL-18 (BCG-IL-18) dans un modèle murin. Nous avons caractérisé phénotypiquement les populations T régulatrices et NK dans ce modèle d'inhibition. Dans un deuxième temps nous avons comparé la réponse aux chimiokines des cellules NK de sujets allergiques et non allergiques ; les chimiokines participant à la régulation des réactions inflammatoires. Dans une première partie, nous avons étudié si la production d'IL-18 (cytokine participant à la production d'IFN- ) par un BCG recombinant pouvait améliorer l'effet du BCG sur la réaction allergique pulmonaire dans un modèle murin. Dans le cadre d'un protocole préventif, les BCG et BCG-IL-18 ont été administrés par voie systémique au cours de la sensibilisation et les différents paramètres de la réaction allergique ont été évalués 24 (protocole primaire) et 64 (protocole secondaire) jours après la première sensibilisation. Les BCG-IL-18 et BCG inhibent de façon similaire, aussi bien dans les protocoles primaire et secondaire, l'hyperréactivité bronchique (HRB), la production de mucus, l'éosinophilie pulmonaire et la production de cytokines Th2 au niveau du lavage bronchoalvéolaire (LBA). Dans le cadre d'un protocole curatif, les BCG et BCG-IL-18 ont été administrés localement après la phase de sensibilisation. Leurs effets ont été évalués 3 semaines et 6 semaines après la phase de sensibilisation. Dans les deux cas, seul le BCG-IL-18 diminue significativement l'HRB, l'éosinophilie pulmonaire, la production d'IL-5 au niveau du LBA et la production de mucus développées par les souris sensibilisées. Le traitement par le BCG ou le BCG-IL-18 augmente le nombre, l'activation (CD86, CD69) et la maturation (CD11b, CD27) des cellules NK au niveau du poumon et des ganglions médiastinaux. Seul le BCG-IL-18 induit une augmentation du nombre de cellules T régulatrices CD4+CD25high FoxP3+ au niveau du poumon. Nous avons ainsi montré qu'un BCG-IL-18 administré localement pouvait inhiber à long terme la réaction allergique pulmonaire de manière plus efficace qu'un BCG. Cet agent induit des modifications (recrutement, activation) des cellules NK et T régulatrices locales pouvant participer à son effet inhibiteur. Dans une deuxième partie, nous avons évalué la réponse des cellules NK de sujets allergiques vis-à-vis de chimiokines, et plus particulièrement de CCL18, préférentiellement produite au niveau du poumon et impliquée dans la pathologie allergique. Nos travaux ont montré que CCL18 pouvait attirer in vitro les cellules NK mais uniquement chez les patients non allergiques. Ce défaut de migration des cellules NK chez les patients allergiques semble spécifique de CCL18 puisque leur migration par rapport à CXCL10, CXCL12, CCL22 et CCL25 est significative par rapport au témoin négatif CCL11 et que l'expression des récepteurs correspondant (CXCR3, CXCR4, CCR4, CCR9) n'est pas modifiée chez les patients allergiques comparativement aux sujets sains. CCL18 est également capable d'augmenter le potentiel cytotoxique des cellules NK chez les patients non allergiques mais reste sans effet sur leur prolifération. En résumé, ces travaux ont permis de montrer que seul le BCG-IL-18 pouvait inhiber à long terme la réaction allergique pulmonaire dans le cadre d'un protocole curatif. Ce modèle d'inhibition constitue un outil d'intérêt pour l'étude des mécanismes impliqués dans la résolution de la réaction allergique pulmonaire comme l'activation des cellules NK et l'induction ou le recrutement de populations T régulatrices. Nous avons également montré une réponse différentielle des cellules NK d'allergiques et de non allergiques vis-à-vis de CCL18, suggérant un dysfonctionnement des cellules NK dans la pathologie allergique. Des expériences complémentaires permettront de préciser leur implicationLILLE2-BU Santé-Recherche (593502101) / SudocSudocFranceF

Conséquences fonctionnelles et pathologiques de la phosphorylation de la protéine neuronale Tau impliquée dans la maladie d'Alzheimer

A l heure actuelle, le processus neurodégénératif responsable de la MA n est pas complètement élucidé et ses causes sont probablement multiples. Cependant, on sait qu il met en jeu Tau, une protéine associée aux microtubules et qui permet leur stabilisation ; dans les cerveaux des patients Alzheimer, Tau est présente sous un état anormalement phosphorylée, agrégeant en filaments appariés en hélice à l intérieur des neurones. Notre modèle d étude in vitro consiste en une protéine Tau recombinante phosphorylée par la CDK2/CycA3 sur deux phosphoépitopes spécifiques à la MA et reconnus par les anticorps AT8 et AT180. Ce profil de phosphorylation a été caractérisé de façon qualitative et quantitative par spectroscopie RMN (Résonance Magnétique Nucléaire). Nous avons ensuite tenté de cartographier ces phosphoépitopes par deux techniques complémentaires originales : la RMN et le FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer). Nous avons également montré que l (hyper)phosphorylation de Tau ne menait pas forcément à son détachement des microtubules, hypothèse largement répandue dans la littérature. Finalement, nous avons pu mettre en évidence une interdépendance entre les deux phosphoépitopes AT8 et AT180 lors de la déphosphorylation de notre échantillon de protéine Tau phosphorylée par PP2AT55, une phosphatase trimérique majeure du cerveau.The neurodegenerative process responsible for Alzheimer s disease is not yet elucidated and its causes are probably multiple. Nevertheless, we know that it brings into play Tau, a microtubule associated protein that allows their stabilization; in Alzheimer patients brain; Tau proteins are present under an abnormally hyperphosphorylated state which aggregate in paired helical filaments inside the neurons. Our in vitro study model is based on a recombinant Tau protein phosphorylated by CDK2/CycA3 on two Alzheimer s disease specific phosphoepitopes recognized by AT8 and AT180 antibodies. This phosphorylation pattern was qualitatively and quantitatively characterized by NMR (Nuclear Magnetic Resonance) spectroscopy. We tried then to map these phosphoepitopes by two original and complementary methods NMR and FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer). We also showed that (hyper)phosphorylation of Tau doesn t lead necessarily to its detachment from microtubules, a hypothesis widely spread in literature. Finally, we highlighted that during the dephosphorylation of our phospho-Tau sample by PP2AT55, a major trimeric phosphatase in brain, the dephosphorylation of AT8 phosphoepitope was under AT180 phosphorylation status control.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF

Towards understanding the phosphorylation code of tau

Abstract We describe our efforts to combine in vitro enzymatic reactions with recombinant kinases to phosphorylate the neuronal tau protein, and NMR spectroscopy to unravel the resulting phosphorylation pattern in both qualitative and quantitative manners. This approach, followed by functional assays with the same samples, gives access to the complex phosphorylation code of tau. As a result, we propose a novel hypothesis for the link between tau (hyper)phosphorylation and aggregation

A phosphorylation-induced turn defines the Alzheimer's disease AT8 antibody epitope on the tau protein

Post mortem biochemical staging of Alzheimer’s disease is currently based on immunochemical analysis of brain slices with the AT8 antibody. The epitope of AT8 is described around the pSer202/pThr205 region of the hyperphosphorylated form of the neuronal protein tau. In this study, NMR spectroscopy was used to precisely map the AT8 epitope on phosphorylated tau, and derive its defining structural features by a combination of NMR analyses and molecular dynamics. A particular turn conformation is stabilized by a hydrogen bond of the phosphorylated Thr205 residue to the amide proton of Gly207, and is further stabilized by the two Arg residues opposing the pSer202/pThr205