Complement System Part II: Role in Immunity

International audienceThe complement system has been considered for a long time as a simple lytic cascade, aimed to kill bacteria infecting the host organism. Nowadays, this vision has changed and it is well accepted that complement is a complex innate immune surveillance system, playing a key role in host homeostasis, inflammation, and in the defense against pathogens. This review discusses recent advances in the understanding of the role of complement in physiology and pathology. It starts with a description of complement contribution to the normal physiology (homeostasis) of a healthy organism, including the silent clearance of apoptotic cells and maintenance of cell survival. In pathology, complement can be a friend or a foe. It acts as a friend in the defense against pathogens, by inducing opsonization and a direct killing by C5b–9 membrane attack complex and by triggering inflammatory responses with the anaphylatoxins C3a and C5a. Opsonization plays also a major role in the mounting of an adaptive immune response, involving antigen presenting cells, T-, and B-lymphocytes. Nevertheless, it can be also an enemy, when pathogens hijack complement regulators to protect themselves from the immune system. Inadequate complement activation becomes a disease cause, as in atypical hemolytic uremic syndrome, C3 glomerulopathies, and systemic lupus erythematosus. Age-related macular degeneration and cancer will be described as examples showing that complement contributes to a large variety of conditions, far exceeding the classical examples of diseases associated with complement deficiencies. Finally, we discuss complement as a therapeutic target

Lésions endothéliales liées à un défaut de contrôle du complément (de la génétique du complément au syndrome hémolytique et urémique)

L identification fréquente de mutations des protéines régulatrices du complément suggère que les lésions endothéliales du syndrome hémolytique et urémique atypique (SHUa) résultent d une activation incontrôlée de la voie alterne du complément. Les mutations, en soi, ne constituent cependant que des facteurs de susceptibilité et les mécanismes menant de l anomalie de régulation du complément au développement de lésions de microangiopathie thrombotique rénale restent mal compris. L objectif de ce projet était donc d'étudier certains mécanismes de l activation du complément à la surface des cellules endothéliales dans le SHUa et les conséquences de cette activation pour l endothélium. Dans ce but, ce travail s est initialement concentré sur la mutation C3R139W, dont nous avons réalisé la caractérisation phénotypique et fonctionnelle et qui a constitué un modèle d étude des conséquences d un complément dérégulé sur l endothélium. Cette mutation a été identifiée de façon sporadique chez 4% des patients de la cohorte française de SHUa. Son étude phénotypique a mis en avant une évolution fonctionnelle rénale souvent sévère mais inhomogène ainsi qu une fréquence non négligeable d événements cardio-vasculaires. Sa caractérisation fonctionnelle a révélé une augmentation de son affinité pour le facteur B, à l origine de la formation d une hyper C3 convertase , échappant également en partie aux systèmes de contrôle (diminution de liaison avec la MCP). L étude de ses conséquences endothéliales a montré, à la surface de cellules pré-activées, une augmentation des produits d activation du complément et de l expression membranaire de facteur tissulaire, faisant le lien avec l acquisition d un phénotype endothélial prothrombotique. Nous rapportons également, sous l effet de sérum porteur de cette mutation, une majoration de la perméabilité et du détachement cellulaire, susceptibles de traduire une souffrance endothéliale. Dans la deuxième partie et en vue de préciser les liens entre anomalie du complément et activation des cellules endothéliales, nous nous sommes intéressés au rôle de l hémolyse, dénominateur commun des SHU. Nous avons ainsi montré que l hème libre activait la voie alterne du complément dans le sérum et à la surface des cellules endothéliales et ce, de façon exacerbé, en cas de dysrégulation sous-jacente du complément. Nous avons identifié plusieurs mécanismes d action par lesquels l hème peut activer le complément : il favorise les interactions C3/C3 et ainsi la formation d une hyper C3/C5 convertase, déclenche une mobilisation des corps de Weibel-Palade à l origine de l expression membranaire de P-selectine, qui est capable d activer la voie alterne du complément et induit une diminution de l expression membranaire des régulateurs MCP et DAF. Par ces travaux, nous avons précisé les liens entre activation du complément et acquisition d un phénotype endothélial prothrombotique dans le SHUa. Nous avons notamment identifié l hémolyse comme un acteur potentiel de l amplification des lésions endothéliales complément-dépendantes. Son contrôle pourrait ainsi constituer une nouvelle voie thérapeutique dans le SHU.Pas de résumé en anglaisPARIS5-Bibliotheque electronique (751069902) / SudocSudocFranceF

M-ficolin and leukosialin (CD43): new partners in neutrophil adhesion

M-ficolin specificity for sialylated ligands prompted us to investigate its interactions with the main membrane sialoprotein of human neutrophils, CD43. rM-ficolin bound CD43 and prevented the access of anti-CD43 mAb. Moreover, rM-ficolin reacted exclusively with CD43 on Western blots of neutrophil lysate. We confirmed that M-ficolin is secreted by fMLP-activated neutrophils, and this endogenous M-ficolin also binds to CD43 and competes with anti-CD43 mAb. Anti-CD43 antibody cross-linking or fMLP resulted in M-ficolin and CD43 colocalization on polarized neutrophils. The binding of rM-ficolin to resting neutrophils induced cell polarization, adhesion, and homotypic aggregation as anti-CD43 mAb. The M-ficolin Y271F mutant, unable to bind sialic acid, neither reacted with neutrophils nor modulated their functions. Finally, rM-ficolin activated the lectin complement pathway on neutrophils. These results emphasize a new function of M-ficolin, different from ficolin pathogen recognition, i.e., a participation to neutrophil adhesion potentially important in early inflammation, as nanomolar agonist concentrations are sufficient to mobilize M-ficolin to the neutrophil surface. This multivalent lectin could then endow the antiadhesive CD43, essentially designed to prevent leukocyte aggregation in the blood flow, with new adhesive properties and explain, at least in part, dual-adhesive/antiadhesive roles of CD43 in neutrophil recruitment. J. Leukoc. Biol. 91: 469-474; 2012.Coordenacao de Aperfeicoamentoe Pessoal de Nivel Superior/Comite Francais dEvaluation de la Cooperation Universitaire et Scientifique avec le Bresil (CAPES/COFECUB)Coordenacao de Aperfeicoamentoe Pessoal de Nivel Superior/Comite Francais d'Evaluation de la Cooperation Universitaire et Scientifique avec le Bresil (CAPES/COFECUB) [597/08]BaxterBaxterAmgenAmge

Development of an SPR imaging biosensor for determination of cathepsin G in saliva and white blood cells

Cathepsin G (CatG) is an endopeptidase that is associated with the early immune response. The synthetic compound cathepsin G inhibitor I (CGI-I) was tested for its ability to inhibit the activity of CatG via a new surface plasmon resonance imaging assay. CGI-I was immobilized on the gold surface of an SPR sensor that was first modified with 1-octadecanethiol. A concentration of CGI-I equal to 4.0 μg·mL-1 and a pH of 8.0 were found to give the best results. The dynamic response of the sensor ranges from 0.25 to 1.5 ng·mL-1, and the detection limit is 0.12 ng·mL-1. The sensor was applied to detect CatG in human saliva and white blood cells

The immunopathology of ANCA-associated vasculitis.

The small-vessel vasculitides are a group of disorders characterised by variable patterns of small blood vessel inflammation producing a markedly heterogeneous clinical phenotype. While any vessel in any organ may be involved, distinct but often overlapping sets of clinical features have allowed the description of three subtypes associated with the presence of circulating anti-neutrophil cytoplasmic antibodies (ANCA), namely granulomatosis with polyangiitis (GPA, formerly known as Wegener's Granulomatosis), microscopic polyangiitis (MPA) and eosinophilic granulomatosis with polyangiitis (eGPA, formerly known as Churg-Strauss syndrome). Together, these conditions are called the ANCA-associated vasculitidies (AAV). Both formal nomenclature and classification criteria for the syndromes have changed repeatedly since their description over 100 years ago and may conceivably do so again following recent reports showing distinct genetic associations of patients with detectable ANCA of distinct specificities. ANCA are not only useful in classifying the syndromes but substantial evidence implicates them in driving disease pathogenesis although the mechanism by which they develop and tolerance is broken remains controversial. Advances in our understanding of the pathogenesis of the syndromes have been accompanied by some progress in treatment, although much remains to be done to improve the chronic morbidity associated with the immunosuppression required for disease control

Therapeutic targeting of cathepsin C::from pathophysiology to treatment

Cathepsin C (CatC) is a highly conserved tetrameric lysosomal cysteine dipeptidyl aminopeptidase. The best characterized physiological function of CatC is the activation of pro-inflammatory granule-associated serine proteases. These proteases are synthesized as inactive zymogens containing an N-terminal pro-dipeptide, which maintains the zymogen in its inactive conformation and prevents premature activation, which is potentially toxic to the cell. The activation of serine protease zymogens occurs through cleavage of the N-terminal dipeptide by CatC during cell maturation in the bone marrow. In vivo data suggest that pharmacological inhibition of pro-inflammatory serine proteases would suppress or attenuate deleterious effects of inflammatory/auto-immune disorders mediated by these proteases. The pathological deficiency in CatC is associated with Papillon-Lefèvre syndrome. The patients however do not present marked immunodeficiency despite the absence of active serine proteases in immune defense cells. Hence, the transitory pharmacological blockade of CatC activity in the precursor cells of the bone marrow may represent an attractive therapeutic strategy to regulate activity of serine proteases in inflammatory and immunologic conditions. A variety of CatC inhibitors have been developed both by pharmaceutical companies and academic investigators, some of which are currently being employed and evaluated in preclinical/clinical trials

Etude de la voie de signalisation activatrice des intégrines beta2 et beta3 dans les neutrophiles et les plaquettes

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Etude des interactions entre le polynucléaire neutrophile et l endothélium (rôle de la leucosialine (CD43) et de l intégrine a9b1 (alpha9beta1))

Lors d une infection, les polynucléaires neutrophiles patrouillent dans tout l organisme et sont les premières cellules à affluer au site inflammatoire. La leucosialine (CD43) est la principale sialoglycoprotéine du neutrophile. CD43 est clivée après activation et adhérence des neutrophiles. J ai démontré que CD43 était clivée et que la conséquence de ce clivage est la libération de son domaine extracellulaire qui inhibe l adhérence des neutrophiles en conditions de flux et la libération du domaine intracellulaire par le complexe g-secrétase. Par ailleurs, le rôle des intégrines b1 dans la migration des neutrophiles est encore peu claire. L intégrine a9b1 est présent sur les neutrophiles humains et lie les molécules de VCAM-1 sur l endothélium. J ai décrit une synergie entre les intégrines b2 et l intégrine a9b1 dans l adhérence des neutrophiles aux cellules endothéliales en conditions de flux et une sur-expression de l intégrine après activation et migration des neutrophilesPARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

ETUDE DES MECANISMES DE REGULATION DE L'ACTIVATION DES INTEGRINES 2 CD11B/CD18 DES POLYNUCLEAIRES NEUTROPHILES

PARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocCentre Technique Livre Ens. Sup. (774682301) / SudocSudocFranceF