The sizes of the exchangeable pools of selenium in elderly women and their relation to institutionalization

Exchangeable pools of Se after an intravenous injection of 74Se-enriched isotope as sodium selenite were measured in two groups (n 9) of elderly women (free-living aged 64-82 years and institutionalized aged 68-82 years), and a comparison group (n 9) of young women aged 31-40 years to evaluate the effect of age and institutionalization on Se reserves. Dietary Se intake was not different among the three groups. Plasma Se and glutathione peroxidase (EC 1.11.1.9) levels were significantly lower in the institutionalized elderly women (P < 0.05). In each of the three groups, two pools were determined from our model. The size of the first pool and the sum of the two pools were lower in the group of institutionalized elderly women than in the other two groups. The significant correlation between plasma Se level and total Se pool size (r 0.66, P < 0.01) indicated that this last variable could serve as a new marker of Se status. Finally, these data suggest that the Se status of elderly women is more related to lifestyle, in terms of institutionalization or not, than to age per s

Expression of CXCL12 receptors in B cells from Mexican Mestizos patients with systemic lupus erythematosus

Background: Systemic Lupus Erythematosus (SLE) is a chronic autoimmune disease characterized by B-cell hyperreactivity and the production of pathogenic anti-nuclear- directed auto-antibodies (Abs). B-cell ontogeny is partly dependent on the CXCL12/CXCR4 axis for which the contribution to SLE pathogenesis remains unclear. CXCR7, the novel receptor for CXCL12, is differentially expressed among memory B-cell subsets. However, its biological role in SLE remains to be explored. Methods: Relative CXCR4 and CXCR7 expression levels were compared by quantitative PCR in leukocytes from blood samples of 41 Mexican Mestizos patients with SLE and 45 ethnicity-matched healthy subjects. Intracellular and membrane expression of both receptors was analyzed by flow cytometry in naive and Ab-secreting B cells. B-cell responsiveness to CXCL12 was investigated using Transwell-based chemotaxis assays. Data were analyzed using the Kruskal-Wallis test for comparisons of values amongst healthy controls and patients with inactive or active SLE, and non-parametrically using the Mann–Whitney U-test for multiple comparisons and unpaired samples. Correlations were determined by Spearman’s ranking. Result: SLE leukocytes displayed reduced levels of CXCR4 and CXCR7 transcripts. In SLE patients, a significant defect in CXCR4 expression was detected at the surface of naive and Ab-secreting B cells, associated with an abnormal intracellular localization of the receptor. CXCR7 predominantly localized in cytosolic compartments of B cells from healthy and SLE individuals. Disease activity did not impact on these expression patterns. Altered receptor compartmentalization correlated with an impaired CXCL12-promoted migration of SLE B cells. Conclusions: Our data highlight a down- regulation of CXCL12 receptors on circulating B cells from SLE patients that likely influences their migratory behavior and distribution

Impact d’un gain de fonction de Cxcr4 sur le développement et la compartimentalisation périphérique des lymphocytes

The WHIM Syndrome (WS) is a rare combined immuno-hematological disorder caused by inherited heterozygous autosomal dominant mutations in CXCR4, which result in most cases in the distal truncation of the receptor’s Carboxyl-terminal tail (C-Tail). Mutants of CXCR4 associated with WS display impaired desensitization and internalization of the receptor upon CXCL12 exposure, leading to enhanced migratory response. Because CXCR4 is expressed on leukocytes, we hypothesized that circulating pan-leukopenia could arise from altered CXCR4-mediated signalling that would skew tissue distribution and differentiation of leukocytes. This assumption was obviously difficult to address in patients. By generating a knock-in mouse strain (Cxcr4+/1013) that harbors a WS-linked gain-of-Cxcr4-function mutation, we establish that the C-tail domain in Cxcr4-mediated signalling is a pivotal regulator of lymphocyte development, peripheral trafficking and humoral immunity. The essential findings of our work, obtained by combining biochemical, bone marrow (BM)-mixed chimeras, in vivo labelling, adoptive co-transfers and functional approaches, are: 1) the C-tail truncating Cxcr41013 mutation caused differential signalling capacities depending on its heterozygous versus homozygous status and inhibited double-negative (DN) 2-to-DN3 and pro-B-to-pre-B developmental transitions during lymphopoiesis. In contrast, it had no effect on NK lymphopoiesis and granulopoiesis; 2) the resulting circulating B and T lymphopenia was due to hematopoietic cell-intrinsic defects and followed a mutated allele dose-dependent pattern; 3) impaired Cxcr41013 desensitization prevented the release of immature BM NK and B cells and mature lymph node (LN) B and T lymphocytes into the blood. Conversely, it forced homing and retention of mature recirculating B and T cells in the BM parenchyma; and 4) despite the absence of primary B-cell follicles in LNs, mutant mice produced efficient humoral responses upon immunization as illustrated by increased antigen-specific germinal center B cells and isotype-switched plasma cells. Collectively, our findings demonstrate that fine-tuning of Cxcr4 signal strength is required for optimal trafficking, egress and fitness of lymphocytes.Le syndrome WHIM (SW) est un déficit immuno-hématologique rare causé principalement par des mutations autosomales dominantes du gène CXCR4 qui entrainent une troncation du domaine C-terminal (C-Ter) du récepteur. Les formes mutantes de CXCR4 associées au SW génèrent des altérations de la désensibilisation et de l’internalisation du récepteur en réponse à CXCL12, qui se traduisent par une hypersensibilité à l’action chimiotactique du ligand. CXCR4 est un récepteur de chimiokine exprimé sur les leucocytes dont le rôle dans l’hématopoïèse et le trafic leucocytaire à l’état basal suggère que la lympho-neutropénie des patients atteints du SW est due à des défauts de production et/ou de domiciliation périphérique des leucocytes causés par le gain de fonction de CXCR4. Néanmoins, la validation de cette hypothèse est difficile chez les patients. En générant une souche de souris (Cxcr4+/1013), porteuse d’une mutation rapportée chez une famille de patients par une stratégie de knock-in, nous avons mis en évidence le rôle du domaine C-Ter de Cxcr4 dans le développement, la domiciliation périphérique des lymphocytes et l’immunité adaptative à médiation humorale.Les principaux résultats issus de notre travail, obtenus en combinant des approches biochimiques, fonctionnelles, de reconstitution de l’hématopoïèse par compétition, de transferts adoptifs et d’injection d’anticorps anti-CD45 in vivo, sont : 1) La mutation Cxcr41013 tronquant le domaine C-Ter se comporte différemment en terme de signalisation, selon qu’elle soit présente à l’état hétérozygote ou homozygote, et perturbe respectivement les transitions double-négatif (DN) 2-DN3 et proB-preB de la lymphopoïèse dans le thymus et la moelle osseuse (MO). Au contraire, elle ne génère pas d’effets sur le développement des cellules NK et la myélopoïèse ; 2) La lymphopénie qui touche les lymphocytes B (LB) et T (LT) est un processus intrinsèque aux cellules porteuses de la mutation Cxcr41013 et suit un modèle allèle-dose-dépendant ; 3) Le défaut de désensibilisation de Cxcr41013 empêche le relargage des lymphocytes NK et B immatures de la MO et celui des LB et LT matures des ganglions lymphatiques dans le sang. A l’inverse, le gain de fonction exacerbe la migration des LB recirculants et LT matures et leur rétention dans le parenchyme médullaire ; et 4) malgré l’absence de follicules primaires dans les ganglions lymphatiques, les souris mutantes sont capables de mettre en place une réponse immunitaire humorale efficace et spécifique d’un antigène T-dépendant, comme en témoigne l’augmentation des LB du centre germinatif et des plasmocytes ayant effectué une commutation isotypique. En conclusion, nous démontrons que la signalisation fine médiée par Cxcr4 est nécessaire pour le développement, la compartimentalisation périphérique et la fonction des lymphocytes

Impact of a gain-of-Cxcr4-function in lymphocyte development and peripheral trafficking

Le syndrome WHIM (SW) est un déficit immuno-hématologique rare causé principalement par des mutations autosomales dominantes du gène CXCR4 qui entrainent une troncation du domaine C-terminal (C-Ter) du récepteur. Les formes mutantes de CXCR4 associées au SW génèrent des altérations de la désensibilisation et de l’internalisation du récepteur en réponse à CXCL12, qui se traduisent par une hypersensibilité à l’action chimiotactique du ligand. CXCR4 est un récepteur de chimiokine exprimé sur les leucocytes dont le rôle dans l’hématopoïèse et le trafic leucocytaire à l’état basal suggère que la lympho-neutropénie des patients atteints du SW est due à des défauts de production et/ou de domiciliation périphérique des leucocytes causés par le gain de fonction de CXCR4. Néanmoins, la validation de cette hypothèse est difficile chez les patients. En générant une souche de souris (Cxcr4+/1013), porteuse d’une mutation rapportée chez une famille de patients par une stratégie de knock-in, nous avons mis en évidence le rôle du domaine C-Ter de Cxcr4 dans le développement, la domiciliation périphérique des lymphocytes et l’immunité adaptative à médiation humorale.Les principaux résultats issus de notre travail, obtenus en combinant des approches biochimiques, fonctionnelles, de reconstitution de l’hématopoïèse par compétition, de transferts adoptifs et d’injection d’anticorps anti-CD45 in vivo, sont : 1) La mutation Cxcr41013 tronquant le domaine C-Ter se comporte différemment en terme de signalisation, selon qu’elle soit présente à l’état hétérozygote ou homozygote, et perturbe respectivement les transitions double-négatif (DN) 2-DN3 et proB-preB de la lymphopoïèse dans le thymus et la moelle osseuse (MO). Au contraire, elle ne génère pas d’effets sur le développement des cellules NK et la myélopoïèse ; 2) La lymphopénie qui touche les lymphocytes B (LB) et T (LT) est un processus intrinsèque aux cellules porteuses de la mutation Cxcr41013 et suit un modèle allèle-dose-dépendant ; 3) Le défaut de désensibilisation de Cxcr41013 empêche le relargage des lymphocytes NK et B immatures de la MO et celui des LB et LT matures des ganglions lymphatiques dans le sang. A l’inverse, le gain de fonction exacerbe la migration des LB recirculants et LT matures et leur rétention dans le parenchyme médullaire ; et 4) malgré l’absence de follicules primaires dans les ganglions lymphatiques, les souris mutantes sont capables de mettre en place une réponse immunitaire humorale efficace et spécifique d’un antigène T-dépendant, comme en témoigne l’augmentation des LB du centre germinatif et des plasmocytes ayant effectué une commutation isotypique. En conclusion, nous démontrons que la signalisation fine médiée par Cxcr4 est nécessaire pour le développement, la compartimentalisation périphérique et la fonction des lymphocytes.The WHIM Syndrome (WS) is a rare combined immuno-hematological disorder caused by inherited heterozygous autosomal dominant mutations in CXCR4, which result in most cases in the distal truncation of the receptor’s Carboxyl-terminal tail (C-Tail). Mutants of CXCR4 associated with WS display impaired desensitization and internalization of the receptor upon CXCL12 exposure, leading to enhanced migratory response. Because CXCR4 is expressed on leukocytes, we hypothesized that circulating pan-leukopenia could arise from altered CXCR4-mediated signalling that would skew tissue distribution and differentiation of leukocytes. This assumption was obviously difficult to address in patients. By generating a knock-in mouse strain (Cxcr4+/1013) that harbors a WS-linked gain-of-Cxcr4-function mutation, we establish that the C-tail domain in Cxcr4-mediated signalling is a pivotal regulator of lymphocyte development, peripheral trafficking and humoral immunity. The essential findings of our work, obtained by combining biochemical, bone marrow (BM)-mixed chimeras, in vivo labelling, adoptive co-transfers and functional approaches, are: 1) the C-tail truncating Cxcr41013 mutation caused differential signalling capacities depending on its heterozygous versus homozygous status and inhibited double-negative (DN) 2-to-DN3 and pro-B-to-pre-B developmental transitions during lymphopoiesis. In contrast, it had no effect on NK lymphopoiesis and granulopoiesis; 2) the resulting circulating B and T lymphopenia was due to hematopoietic cell-intrinsic defects and followed a mutated allele dose-dependent pattern; 3) impaired Cxcr41013 desensitization prevented the release of immature BM NK and B cells and mature lymph node (LN) B and T lymphocytes into the blood. Conversely, it forced homing and retention of mature recirculating B and T cells in the BM parenchyma; and 4) despite the absence of primary B-cell follicles in LNs, mutant mice produced efficient humoral responses upon immunization as illustrated by increased antigen-specific germinal center B cells and isotype-switched plasma cells. Collectively, our findings demonstrate that fine-tuning of Cxcr4 signal strength is required for optimal trafficking, egress and fitness of lymphocytes

Impact d'un gain de fonction de Cxcr4 sur le développement et la compartimentalisation périphérique des lymphocytes

Le syndrome WHIM (SW) est un déficit immuno-hématologique rare causé principalement par des mutations autosomales dominantes du gène CXCR4 qui entrainent une troncation du domaine C-terminal (C-Ter) du récepteur. Les formes mutantes de CXCR4 associées au SW génèrent des altérations de la désensibilisation et de l internalisation du récepteur en réponse à CXCL12, qui se traduisent par une hypersensibilité à l action chimiotactique du ligand. CXCR4 est un récepteur de chimiokine exprimé sur les leucocytes dont le rôle dans l hématopoïèse et le trafic leucocytaire à l état basal suggère que la lympho-neutropénie des patients atteints du SW est due à des défauts de production et/ou de domiciliation périphérique des leucocytes causés par le gain de fonction de CXCR4. Néanmoins, la validation de cette hypothèse est difficile chez les patients. En générant une souche de souris (Cxcr4+/1013), porteuse d une mutation rapportée chez une famille de patients par une stratégie de knock-in, nous avons mis en évidence le rôle du domaine C-Ter de Cxcr4 dans le développement, la domiciliation périphérique des lymphocytes et l immunité adaptative à médiation humorale.Les principaux résultats issus de notre travail, obtenus en combinant des approches biochimiques, fonctionnelles, de reconstitution de l hématopoïèse par compétition, de transferts adoptifs et d injection d anticorps anti-CD45 in vivo, sont : 1) La mutation Cxcr41013 tronquant le domaine C-Ter se comporte différemment en terme de signalisation, selon qu elle soit présente à l état hétérozygote ou homozygote, et perturbe respectivement les transitions double-négatif (DN) 2-DN3 et proB-preB de la lymphopoïèse dans le thymus et la moelle osseuse (MO). Au contraire, elle ne génère pas d effets sur le développement des cellules NK et la myélopoïèse ; 2) La lymphopénie qui touche les lymphocytes B (LB) et T (LT) est un processus intrinsèque aux cellules porteuses de la mutation Cxcr41013 et suit un modèle allèle-dose-dépendant ; 3) Le défaut de désensibilisation de Cxcr41013 empêche le relargage des lymphocytes NK et B immatures de la MO et celui des LB et LT matures des ganglions lymphatiques dans le sang. A l inverse, le gain de fonction exacerbe la migration des LB recirculants et LT matures et leur rétention dans le parenchyme médullaire ; et 4) malgré l absence de follicules primaires dans les ganglions lymphatiques, les souris mutantes sont capables de mettre en place une réponse immunitaire humorale efficace et spécifique d un antigène T-dépendant, comme en témoigne l augmentation des LB du centre germinatif et des plasmocytes ayant effectué une commutation isotypique. En conclusion, nous démontrons que la signalisation fine médiée par Cxcr4 est nécessaire pour le développement, la compartimentalisation périphérique et la fonction des lymphocytes.The WHIM Syndrome (WS) is a rare combined immuno-hematological disorder caused by inherited heterozygous autosomal dominant mutations in CXCR4, which result in most cases in the distal truncation of the receptor s Carboxyl-terminal tail (C-Tail). Mutants of CXCR4 associated with WS display impaired desensitization and internalization of the receptor upon CXCL12 exposure, leading to enhanced migratory response. Because CXCR4 is expressed on leukocytes, we hypothesized that circulating pan-leukopenia could arise from altered CXCR4-mediated signalling that would skew tissue distribution and differentiation of leukocytes. This assumption was obviously difficult to address in patients. By generating a knock-in mouse strain (Cxcr4+/1013) that harbors a WS-linked gain-of-Cxcr4-function mutation, we establish that the C-tail domain in Cxcr4-mediated signalling is a pivotal regulator of lymphocyte development, peripheral trafficking and humoral immunity. The essential findings of our work, obtained by combining biochemical, bone marrow (BM)-mixed chimeras, in vivo labelling, adoptive co-transfers and functional approaches, are: 1) the C-tail truncating Cxcr41013 mutation caused differential signalling capacities depending on its heterozygous versus homozygous status and inhibited double-negative (DN) 2-to-DN3 and pro-B-to-pre-B developmental transitions during lymphopoiesis. In contrast, it had no effect on NK lymphopoiesis and granulopoiesis; 2) the resulting circulating B and T lymphopenia was due to hematopoietic cell-intrinsic defects and followed a mutated allele dose-dependent pattern; 3) impaired Cxcr41013 desensitization prevented the release of immature BM NK and B cells and mature lymph node (LN) B and T lymphocytes into the blood. Conversely, it forced homing and retention of mature recirculating B and T cells in the BM parenchyma; and 4) despite the absence of primary B-cell follicles in LNs, mutant mice produced efficient humoral responses upon immunization as illustrated by increased antigen-specific germinal center B cells and isotype-switched plasma cells. Collectively, our findings demonstrate that fine-tuning of Cxcr4 signal strength is required for optimal trafficking, egress and fitness of lymphocytes.PARIS11-SCD-Bib. électronique (914719901) / SudocSudocFranceF

CXCR4, une cible thérapeutique dans certains déficits immunitaires rares?

Actuellement, plus de 200 déficits immunitaires primaires ont été identifiés. Leurs défauts génétiques affectent majoritairement l’expression ou la fonction de protéines impliquées dans le développement et la maturation du système hématopoïétique. Certaines maladies immuno-hématologiques « orphelines » sont caractérisées par un désordre de la migration leucocytaire, évocateur d’une anomalie des chimiokines et de leurs récepteurs. Cette revue dresse l’état actuel des connaissances sur les anomalies de l’axe de signalisation CXCL12 (SDF-1)/CXCR4 récemment identifiées dans la lymphopénie T CD4+ idiopathique et le syndrome WHIM (warts, hypogammaglobulinemia, infections, and myelokathexis syndrome), deux déficits immunitaires rares chez l’homme et associés respectivement à une perte et un gain de fonction de CXCR4

Anomalies de l’axe de signalisation CXCL12 (SDF-1)/CXCR4 dans le syndrome WHIM et la lymphopénie T CD4

La chimiokine CXC Stromal cell Derived Factor-1 (SDF-1/CXCL12) est l’unique ligand naturel de CXCR4, récepteur ubiquitaire à sept domaines transmembranaires couplé aux protéines G, et agit comme un facteur chimiotactique pour différentes populations leucocytaires. L’axe CXCL12/CXCR4 est impliqué dans des processus homéostatiques comme l’organogenèse, l’hématopoïèse et la domiciliation leucocytaire. Des dérégulations des voies de signalisation et/ou de l’expression de CXCR4 ont été décrites dans certaines pathologies infectieuses, inflammatoires, auto-immunes et tumorales. Cette revue fait une mise au point sur les anomalies de CXCR4 récemment identifiées dans le syndrome WHIM et la lymphopénie T CD4+ idiopathique, deux déficits immunitaires rares chez l’Homme associés respectivement à un gain et à une perte de fonction de CXCR4

Expression of CXCL12 receptors in B cells from Mexican Mestizos patients with systemic lupus erythematosus.

International audienceABSTRACT: BACKGROUND: Systemic Lupus Erythematosus (SLE) is a chronic autoimmune disease characterized by B-cell hyper-reactivity and the production of pathogenic anti-nuclear-directed auto-antibodies (Abs). B-cell ontogeny is partly dependent on the CXCL12/CXCR4 axis for which the contribution to SLE pathogenesis remains unclear. CXCR7, the novel receptor for CXCL12, is differentially expressed among memory B-cell subsets. However, its biological role in SLE remains to be explored. METHODS: Relative CXCR4 and CXCR7 expression levels were compared by quantitative PCR in leukocytes from blood samples of 41 Mexican Mestizos patients with SLE and 45 ethnicity-matched healthy subjects. Intracellular and membrane expression of both receptors was analyzed by flow cytometry in naive and Ab-secreting B cells. B-cell responsiveness to CXCL12 was investigated using Transwell-based chemotaxis assays. Data were analyzed using the Kruskal-Wallis test for comparisons of values amongst healthy controls and patients with inactive or active SLE, and non-parametrically using the Mann--Whitney U-test for multiple comparisons and unpaired samples. Correlations were determined by Spearman's ranking.Result: SLE leukocytes displayed reduced levels of CXCR4 and CXCR7 transcripts. In SLE patients, a significant defect in CXCR4 expression was detected at the surface of naive and Ab-secreting B cells, associated with an abnormal intracellular localization of the receptor. CXCR7 predominantly localized in cytosolic compartments of B cells from healthy and SLE individuals. Disease activity did not impact on these expression patterns. Altered receptor compartmentalization correlated with an impaired CXCL12-promoted migration of SLE B cells. CONCLUSIONS: Our data highlight a down-regulation of CXCL12 receptors on circulating B cells from SLE patients that likely influences their migratory behavior and distribution

Efficient Plasma Cell Differentiation and Trafficking Require Cxcr4 Desensitization

CXCR4 plays a central role in B cell immune response, notably by promoting plasma cell (PC) migration and maintenance in the bone marrow (BM). Gain-of-function mutations in CXCR4 affecting receptor desensitization have been reported in the rare immunodeficiency called WHIM syndrome (WS). Despite lymphopenia, patients mount an immune response but fail to maintain it over time. Using a knockin mouse model phenocopying WS, we showed that, counter-intuitively, a gain of Cxcr4 function inhibited the maintenance of antibody titers after immunization. Although the Cxcr4 mutation intrinsically and locally promoted germinal center response and PC differentiation, antigen-specific PCs were barely detected in the BM, a defect mirrored by early accumulation of immature plasmablasts potentially occupying the survival niches for long-lived PCs. Therefore, fine-tuning of Cxcr4 desensitization is critically required for efficient PC differentiation and maintenance, and absence of such a regulatory process may account for the defective humoral immunity observed in WS patients