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

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

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

L' activation des neutrophiles par le MNCF a pour conséquence la transcription de gènes et la sécrétion de cytokines, et cela même dans des conditions anti-inflammatoires

Leukocytes are accumulated, in the inflammatory process, because to action of the wide array of stimuli. This event envolved several and coodenated steps whose inhibited by glucocoticoids, such as dexamethasone. Dexamethasone affects human neutrophils in different ways. It shows negative effects (on synthesis and secretion of pro-inflammatory mediators) and positive effects (for example, on annexin I). Among the inducers of leukocyte migration, MNCF, a galactose-binding lectin, has been described as an agonist and chemoattractant for neutrophils, both in vivo and in vitro. MNCF shows as peculiar activity the migration of neutrophils resistant to dexamethasone actions which awakes great interest in undertanding the mechanism of action on polymorphonuclears by this lectin. Our first step was study human MNCF-stimulated neutrophils pre-incubated with dexamethasone. In these conditions, MNCF, in the absence of F-actin polymerization: (a) protects neutrophils from spontaneous apoptosis, (b) induces tyrosine and p38 MAP quinases phosphorylation, (c) induces CD62L shedding, (d) degranulates secretory vesicles and secundary granules, but not azurophilic granules, in the dependent manner of tyrosine and MAP quinases and Src family, (e) translocates the transcription factor NF-kB and, (f) induces transcription and secretion of pro-inflammatory cytokines and chemokines. In parallel, human neutrophils pre-incubated with dexamethasone and stimulated with MNCF did not show CD62L shedding and F-actin polarization, but the in vitro migration was maintained. Besides, we already observe translocation of NF-kB from cytoplasm to nucleous which it activates the genic transcription 14 and secretion of inflammatory mediators, such as CXCL8. The results, showed here, strengthens previous results, demonstranting that MNCF as a agonist to neutrophils, beyond increase the half life them. Although, dexamethasone modifies some effects of MNCF on neutrophis, this glucocorticoid does not inhibit the cellular response to the studied lectin. Thus, the maintenance of inflammatory mediators, dependents to NF-kB, during the inflammatory process, could explain, even parcialy, the break in the resitance to glucocorticoids actions by MNCF in the neutrophil migration.PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF