Impact of Lactic Acid Bacteria on Dendritic Cells from Allergic Patients in an Experimental Model of Intestinal Epithelium

Lactic acid bacteria (LAB) are Gram positive nonpathogenic commensal organisms present in human gastrointestinal tract. In vivo, LAB are separated from antigen-presenting cells such as dendritic cells (DC) by the intestinal epithelial barrier. In this study, the impact of one LAB strain (Lactobacillus casei ATCC393) on human monocyte-derived DC from allergic and healthy donors was assessed by using a polarized epithelium model. Confocal and flow cytometer analyses showed that immature DC efficiently captured FITC-labelled L. casei through the epithelial layer. After interaction with L. casei, DC acquired a partial maturation status (i.e., CD86 and CD54 increase) and increased their interleukin (IL)-10 and IL-12 production. Interestingly, after activation by L. casei in the presence of experimental epithelium, DC from allergic patients instructed autologous naïve CD4(+) T cells to produce more interferon-γ than without the epithelium. Thus by modulating human DC reactivity, LAB and intestinal epithelium might modify T cell immune response and regulate the development of allergic reaction

Interaction of HmC1q with leech microglial cells: involvement of C1qBP-related molecule in the induction of cell chemotaxis

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>In invertebrates, the medicinal leech is considered to be an interesting and appropriate model to study neuroimmune mechanisms. Indeed, this non-vertebrate animal can restore normal function of its central nervous system (CNS) after injury. Microglia accumulation at the damage site has been shown to be required for axon sprouting and for efficient regeneration. We characterized <it>Hm</it>C1q as a novel chemotactic factor for leech microglial cell recruitment. In mammals, a C1q-binding protein (C1qBP alias gC1qR), which interacts with the globular head of C1q, has been reported to participate in C1q-mediated chemotaxis of blood immune cells. In this study, we evaluated the chemotactic activities of a recombinant form of <it>Hm</it>C1q and its interaction with a newly characterized leech C1qBP that acts as its potential ligand.</p> <p>Methods</p> <p>Recombinant <it>Hm</it>C1q (r<it>Hm</it>C1q) was produced in the yeast <it>Pichia pastoris</it>. Chemotaxis assays were performed to investigate r<it>Hm</it>C1q-dependent microglia migration. The involvement of a C1qBP-related molecule in this chemotaxis mechanism was assessed by flow cytometry and with affinity purification experiments. The cellular localization of C1qBP mRNA and protein in leech was investigated using immunohistochemistry and <it>in situ </it>hybridization techniques.</p> <p>Results</p> <p>r<it>Hm</it>C1q-stimulated microglia migrate in a dose-dependent manner. This r<it>Hm</it>C1q-induced chemotaxis was reduced when cells were preincubated with either anti-<it>Hm</it>C1q or anti-human C1qBP antibodies. A C1qBP-related molecule was characterized in leech microglia.</p> <p>Conclusions</p> <p>A previous study showed that recruitment of microglia is observed after <it>Hm</it>C1q release at the cut end of axons. Here, we demonstrate that r<it>Hm</it>C1q-dependent chemotaxis might be driven via a <it>Hm</it>C1q-binding protein located on the microglial cell surface. Taken together, these results highlight the importance of the interaction between C1q and C1qBP in microglial activation leading to nerve repair in the medicinal leech.</p

Contribution des cellules dendritiques au développement de la réaction allergique pulmonaire humaine (apport du modèle de la souris SCID)

Les cellules dendritiques sont des cellules présentatrices d'antigènes localisées à l'état immature dans les tissus où elles peuvent capturer les antigènes, maturer, migrer vers les ganglions drainants et initier une réponse T spécifique. Les DCs sont aussi capables d'induire la polarisation de la réponse immune vers un profil Th1 ou Th2 selon le microenvironnement présent lors de l'interaction avec les cellules T. La contribution des DCs au développement de pathologies allergiques respiratoires, caractérisées par un profil de réponse Th2, a été abordé presque exclusivement dans des modèles murins d'asthme allergique. Devant la recrudescence des manifestations allergiques respiratoires, nous avons souhaité évaluer le rôle de la DC dans la mise en place du profil Th2 observé chez les patients allergiques aux acariens. Notre travail se décompose en deux parties complémentaires: l'une in vitro dans laquelle nous nous sommes intéressés aux molécules pro-Th2 exprimées ou produites par les DCs (molécules costimulatrices, cytokines polarisatrices, chimiokines); l'autre in vivo, chez la souris SCID humaniséeʺ, nous a permis d'évaluer les capacités migratoires des DCs en réponse à un allergène ainsi que leur capacité à influer sur la balance Th1/Th2. Nous avons pu montrer que des DCs de patients allergiques exposés in vitro à l'allergène spécifique (Der p 1) augmentent leur expression de CD86 et leur production d'IL-10 et amplifient la production d'IL-4 par des cellules T autologues. De plus, Der p 1 augmente la sécrétion de TARC et MDC par les DCs de patients allergiques et leur capacité de recrutement de clones Th2. En revanche, l'exposition des DCs de sujets non allergiques à Der p 1 n'a aucun effet sur l'expression de CD86, ni sur la production d'IL-10 et amplifie la production d'IFN-g par les cellules T autologues. Der p 1 augmente leur production d'IP-10 et leur capacité à attirer des clones Th1...LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Effets de l'histamine sur l'activation et la polarisation des cellules dendritiques humaines (implication dans la réponse allergique)

Les maladies allergiques sont caractérisées par une réponse Th2 dominante spécifique de l'allergène. La différenciation des cellules Th est notamment induite par les cellules dendritiques (DC), et les signaux qui contrôlent la capacité des DC à induire préférentiellement une réponse Th2 (DC2) lors de la réaction allergique sont peu connus. Les mastocytes de sujets allergiques, stimulés par allergène, sécrètent de l'histamine, un médiateur impliqué dans la réaction immédiate d'hypersensibilité. Les mastocytes et les DC immatures étant en contact dans les tissus périphériques, mon projet de thèse était d'évaluer si l'histamine pouvait affecter la fonction des DC humaines. L'histamine induit la production par les DC immatures de cytokines et chimiokines pro-inflammatoires asociées à la phase tardives de la réaction allergique, et favorise l'activation des DC induite par le lipopolysaccharide (LPS). De plus, même en présence d'interféron..., un puissant facteur connu pour polariser les DC en DC1, l'histamine permet la polarisation des DC en cours de maturation en DC2 effectrices, qui ne produisent pas d'IL-12 après stimulation et induisent le développement d'une réponse Th2. Les deux récepteurs H1 et H2 sont impliqués dans les effets de l'histamine sur les DC. En conclusion, l'histamine, en activant les DC résidentes, participerait non seulement à la réaction inflammatoire tardive associée aux maladies allergiques, mais également à la polarisation Th2. Ces données mettent en évidence un nouveau mécanisme qui expliquerait l'initiation et le maintien d'une réponse Th2 dominante dans les maladies allergiques.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Régulation de la fonction des cellules dendritiques par les bactéries lactiques (influence du statut allergique du donneur et de l'épithélium intestinal)

Les cellules dendritiques jouent un rôle déterminant dans l'initiation de la réponse immunitaire. Localisées au niveau de la peau et des différentes muqueuses de l'organisme, elles forment un véritable réseau d'immuno-surveillance qui est alerté lors d'un signal de danger. Dans l'allergie, la rencontre avec l'allergène et la présence d'un environnement tissulaire produisant des facteurs pro-Th2 conditionnent la cellule dendritique pour le développement d'une réponse allergique. Cependant, au niveau intestinal, les cellules dendritiques présentes semblent aussi participer au maintien de l'homéostasie immunitaire et donc à l'état de tolérance, en particulier sous l'influence de la flore microbienne endogène. Des études cliniques rapportent un effet bénéfique des bactéries commensales comme les bactéries lactiques sur le développement des manifestations allergiques. Ces données nous ont amené à évaluer les propriétés immuno-modulatrices des bactéries lactiques en analysant leur capacité à agir sur les mécanismes intervenant dans la balance Th1/Th2. Nous nous sommes d'abords intéressés à l'effet de deux souches de bactéries lactiques, Lactobacillus plantarum et Lactobacillus casei, sur les fonctions de la polarisation de la réponse immunitaire initiée par les cellules dendritiques. La stimulation de cellules dendritiques dérivées de monocytes (MD-DC) par ces bactéries lactiques induit leur maturation, caractérisée par une expression accrue de molécules de costimulation, et une production d'IL-12 et d'IL-10. L. plantarum est également capable d'inhiber la production de cytokines Th2 (IL-4 et IL-5) par des lymphocytes T autologues cultivés avec des MD-DC, issues de sujets allergiques, stimulées avec l'allergène Der p 1. L'effet de L. plantarum semble correspondre à une réorientation de la réponse immunitaire puisqu'une réexposition à l'allergène des lymphocytes T initialement cultivés en présence de cette bactérie n'aboutit pas à une nouvelle sécrétion de cytokines Th2. Peu d'études ont envisagé le rôle des bactéries lactiques sur les cellules dendritiques humaines dans un environnement intestinal. Dans cette optique, nous avons analysé l'effet de la souche de bactéries lactiques L. casei sur la réactivité de MD-DC humaines, issues de sujets allergiques et non allergiques, dans un modèle in vitro (système Transwell®) constitué d'un épithélium intestinal obtenu à partir de la lignée Caco2. Les analyses réalisées en cytométrie en flux et en microscopie confocale montrent que des MD-DC immatures capturent efficacement des bactéries marquées par un fluorochrome à travers l'épithélium intestinal. Dans ces conditions, L. casei induit une maturation partielle des MD-DC (augmentation des CD86 et CD54) issues des deux types de donneurs. Les MD-DC provenant de sujets sains, activées par L. casei produisent plus d'IL-10 et d'IL-12 comparativement aux donneurs allergiques. Chez les donneurs allergiques, l'assise épithéliale accroît les productions d'IL-10 et d'IL-12 induites par la stimulation des MD-DC avec L. casei. De plus, chez les deux types de donneurs, les MD-DC stimulées par L. casei induisent les productions d'IL-10 et d'IFN- par des lymphocytes T autologues, productions qui sont accrues en présence de l'épithélium intestinal. Ce travail de thèse a permis de mettre en évidence que les bactéries lactiques sont capables d'affecter la réactivité de la cellule dendritique lui permettant de moduler le développement de la réponse immune lymphocytaire et la production de cytokines telles que les cytokines Th2 qui caractérisent l'allergie. L'épithélium intestinal participe à cet effet modulateur. L'ensemble des interactions entre bactéries lactiques, épithélium intestinal et cellule dendritique permettrait alors de contrôler le développement de la réaction allergique.LILLE2-BU Santé-Recherche (593502101) / SudocSudocFranceF

Rôle des facteurs du complément dans l'immunité innée du système nerveux de la sangsue (hmC1q, un facteur chimiotactique contribuant à l'activation microgliale)

Le système nerveux des invertébrés présente des caractéristiques fonctionnelles différentes de celles des vertébrés. Chez la sangsue Hirudo medicinalis, modèle d étude privilégié en neurobiologie, une réparation efficace de la chaîne nerveuse est possible après lésion. Ce processus physiologique nécessite la mobilisation des cellules microgliales présentes au sein au système nerveux de la sangsue et rappelle certaines phases d une réaction inflammatoire. Une recherche des effecteurs moléculaires impliqués dans ce recrutement cellulaire a été entreprise. Une protéine homologue au facteur du complément humain C1q, nommée HmC1q, a été caractérisée et a été montrée comme impliquée dans le phénomène d accumulation précoce de la microglie. En effet, constitutivement exprimée au sein des neurones, HmC1q s accumule directement au niveau de la lésion du connectif et a été démontrée capable d augmenter le recrutement d une sous-population de cellules microgliales en réponse à la lésion. HmC1q se comporte ainsi comme une cytokine à activité chimio-attractante. La production d une forme recombinante en levure de type Pichia pastoris a permis ensuite de préciser les modalités d action de ce nouveau facteur chimiotactique, fortement actif au sein du système nerveux de la sangsue. Les expériences de cytométrie en flux, d immunopréciptation et de chimiotactisme réalisées avec un anticorps anti-gC1qR plaident pour l existence d une structure réceptrice homologue au gC1qR des vertébrés sur la sous-population réactive à HmC1q.Par ce travail, il a été mis en évidence, pour la première fois dans le SNC d un invertébré, l existence d'une nouvelle cytokine HmC1q, ayant une homologie avec la protéine C1q des vertébrés, mais également faisant partie de la vaste famille des cytokines C1q-TNF. Les résultats originaux obtenus suggèrent que HmC1q puisse avoir un rôle-clé dans le dialogue neurone-glie nécessaire au maintien de l intégrité du système nerveux.The nervous system of invertebrates has functional characteristics different from those of vertebrates. In the leech Hirudo medicinalis, a well-recognized model in neurobiology, the nerve cord repair might be effective after injury. This physiological process requires the mobilization of microglial cells present in the leech nervous system and seems to mimic some key-phases of an inflammatory reaction.A search of the effector molecules involved in this cell recruitment was undertaken. A protein homologous to human complement factor C1q, named HmC1q, was characterized and was shown to be involved in the early accumulation of microglia. Indeed, constitutively expressed in neurons, HmC1q is directly expressed on the cut end of the connective and, in response to the injury, has been shown to increase the recruitment of a subpopulation of microglial cells. Thus HmC1q behaves as a chemoattractant cytokine. The production of its recombinant form in the yeast Pichia pastoris enabled us to specify the molecular mechanisms by which this new chemoattractant, might be highly active in the leech nervous system. The experiments carried out by flow cytometry, immunopreciptation and in chemotaxis analysis that were performed with an anti-gC1qR, argue for the existence of an human homologous gC1qR-like receptor at the surface the reactive of microglial cell subpopulation reactive to HmC1q. By this work, it was shown, for the first time in the CNS of an invertebrate, the existence of a new cytokine HmC1q, homologous to the vertebrate protein C1q, but also belonging to the vast C1q-TNF cytokine family. Finally the present original results suggest that HmC1q may have a key role in neuron-glia dialogue that is essential to maintain the integrity of the nervous system.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF

The role of IL-18 in dendritic cell interactions with <em>M. bovis</em> Bacille Calmette-Guérin (BCG)

International audienceINTRODUCTION. The initiation and maintenance of specific responses to infective agents depend on dendritic cells (DC) playing the role of antigen presenting cells. IFN-γ has been demonstrated to be crucial to antimycobacterial immunity. The production of this cytokine by Th1 cells is effectively enhanced by IL-18, however, the role of IL-18 in human responsiveness to M. bovis BCG vaccine remains poorly understood. AIM. We asked a question whether human IL-18 released by the recombinant BCG strain (rBCGhIL-18) influences DC driven response to mycobacterial antigens in healthy humans who were vaccinated with BCG in childhood. MATERIALS AND METHODS. Immature DC were obtained from CD14+ monocytes, separated by magnetic sorting and stimulated for 6-days with IL-4 and GM-CSF. Dendritic cell response to live rBCGhIL-18 and BCG strains was estimated on the level of DC receptors (flow cytometry) and cytokines (ELISA) in 24-h cultures. RESULTS. Both mycobacterial strains caused a significant decrease in specific dendritic cell DC-SIGN receptor and an increase in CD86 co-receptor of the immune synapse. Neither rBCGhIL-18 nor BCG changed the expression of CD40 and HLA-DR on DC. Recombinant rBCGhIL-18 but not nonrecombinant BCG enhanced the DC expression of CD80 co-receptor and production of IP-10 chemokine, which promotes T cell migration to lymph nodes. Recombinant rBCGhIL-18 stimulated the production of T cell activating IL-23 and regulatory IL-10 by DC more intensively than nonrecombinant BCG. CONCLUSIONS. The obtained results suggest that IL-18 can positively modulate adaptive immune response to BCG bacilli by the intensification of antigen presentation and regulatory functions of dendritic cells

Naive helper T cells from BCG-vaccinated volunteers produce IFN-gamma and IL-5 to mycobacterial antigen-pulsed dendritic cells

Mycobacterium bovis bacillus Calmette-Guerin (BCG) is a live vaccine that has been used in routine vaccination against tuberculosis for nearly 80 years. However, its efficacy is controversial. The failure of BCG vaccination may be at least partially explained by the induction of poor or inappropriate host responses. Dendritic cells (DCs) are likely to play a key role in the induction of immune response to mycobacteria by polarizing the reactivity of T lymphocytes toward a Th1 profile, contributing to the generation of protective cellular immunity against mycobacteria. In this study we aimed to investigate the production of Th1 and Th2 cytokines by naive CD4(+) T cells to mycobacterial antigen-pulsed DCs in the group of young, healthy BCG vaccinated volunteers. The response of naive helper T cells was compared with the response of total blood lymphocytes. Our present results clearly showed that circulating naive CD45RA(+)CD4(+) lymphocytes from BCG-vaccinated subjects can become effector helper cells producing IFN-gamma and IL-5 under the stimulation by autologous dendritic cells presenting mycobacterial protein antigen-PPD or infected with live M. bovis BCG bacilli

Mycobacetria stimulated dendritic cells induce preferentially the interleukin-10 production by memory T cells from allergic patients

International audienceINTRODUCTION. Dendritic cells (DCs) as professional antigen presenting cells possess the unique ability to present antigens to naive T cells and thus play a key role in the polarization of immune response towards the Th1 or Th2 profile. Allergy is caused by an excessive development of Th2 profile in immune response to environmental allergens. Mycobacteria as strong Th1 inducers are potent candidates to redress the Th1/Th2 balance in allergic disorders. Still little is known about the activity of memory T cells in response to mycobacterial antigens presented by DCs in the context of house dust mite allergy. AIM. We asked a question whether in the presence of Der p 1, the major allergen of Dermatophagoides pteronyssinus house dust mite, Mycobacterium bovis BCG vaccine and a recombinant BCG producing human IL-18 (rBCGhIL-18) were able to polarize Th2 towards Th1 memory T cell response. MATERIALS AND METHODS. Monocyte-derived dendritic cells (MoDC), prepared from asthmatic patients who responded to Der p 1 in skin prick test and healthy BCG vaccinated donors, were stimulated with M. bovis BCG or rBCGIL-18 bacilli in the presence/absence of Der p 1. The response of memory T cells to pulsed MoDC was evaluated by determining the IL-10 production by ELISA test. RESULTS. Memory T cells from allergic patients produced significantly more intensively IL-10 in response to BCG and rBCGhIL-18-pulsed DCs, as compared to the identically stimulated memory T cells from healthy donors. This effect was also observed when BCG and rBCGhIL-18-pulsed DCs were in the presence of Der p 1 allergen. This process was independent of IL-18. CONCLUSIONS. Our results indicate that memory T cells from allergic patients are more receptive to downregulating signals from BCG