Browsing by discipline "Bacteriology and Immunology"

Autoimmune polyendocrinopathy-candidiasis-ectodermal dystrophy (APECED) is caused by mutations in the AIRE gene. Murine studies suggest that AIRE controls thymic expression of tissue-restricted antigens, its absence allowing nonselected autoreactive cells to escape. We tested this in humans using the TCRb CDR3 length repertoire as a surrogate of thymic selection, as it shortens during the process. Analysis of healthy thymuses showed an altogether 1.9 base pair shortening, starting at the CD4+CD8+CD3low stage and continuing until the CD4+ subset, likely encompassing both the positive and negative selection. Comparison of five APECED patients with eight healthy controls showed a skewed repertoire with oligoclonal expansions in the patients' CD4+ and CD8+ populations. The average CDR3 length, however, was normal and unaffected by the skewing. This was also true of the hypothesized autoreactive CD8+CD45RA+ population. We failed to detect a subset with an abnormally long CDR3 repertoire, as would be predicted by a failure in selection.

Yersinia enterocolitica is an important model organism for gram-negative virulent bacteria. It is also a causative agent of yersiniosis, a common infectious disease related mostly to gastroenteritis, with the serotype O:3 (Ye O:3) being diagnosed in most cases. The lipopolysaccharide (LPS) of Ye O:3 comes with many peculiarities, and with the temperature-regulated formation of its components (e.g O-antigen) being the most remarkable. This interplay between the bacteria and their surrounding environment serves as a good platform to investigate the molecular mechanisms involved in both sensing and responding to the changes. In our study, we looked for the best gene candidates taking part in the O-antigen temperature-regulation based on the RNAseq data, and consequently we tried to reveal the metabolic pathways possibly shaping up the O-antigen structure. Our initial findings helped us formulate a hypothesis about internal competition between the LPS constituents for the common intermediates. Different availability of some of those precursors, namely UPD-N-acetyl-D-glucosamine and its lipid carrier – undecaprenyl phosphate, at different temperatures, would trigger the observed alternations in the O-antigen abundancy. Indeed, our functional assay using the overexpression strain grown in defined media, confirmed a reversible shortage of at least one of those two precursor molecules required for the O-antigen assembly in the bacteria grown at 37 degrees Celsius.

APECED (autoimmune polyendocrinopathy-candidiasis-ectodermal dystrophy) on suomalaiseen tautiperimään kuuluva harvinainen monogeeninen autoimmuunisyndrooma, joka aiheutuu AIRE-geenin mutaatioista. AIRE:a ilmennetään pääasiassa kateenkorvassa, jossa se ohjaa kudosspesifien antigeenien ekspressiota ja esittelyä kehittyville tymosyyteille. AIRE:n mu-taatiot johtavat tymosyyttien negatiivisen selektion häiriintymiseen, jolloin autoreaktiivisia T-soluklooneja pääsee kehittymään. APECED-potilaiden perifeerisen veren CD8+ T-solupopulaatiossa on havaittu patologisia poikkeavuuksia, CD4+ säätelijä-T-solut toimivat puutteellisesti ja autovasta-aineet häiritsevät Th17-auttajasolujen toimintaa. Tutkimme CD4+ auttaja-T-solujen toimintaa kymmenessä APECED-potilaassa ja terveessä verrokissa solustimulaatioilla, virtaussytometrialla ja transkriptomianalyysilla. Effektori/muistisolujen osuus oli suurentunut, kun taas naiiveja soluja oli vähemmän. Naiivit solut vaikuttivat poikkeavasti aktivoituneilta, sillä ne tuottivat kypsille auttaja-T-soluille tyypillisiä sytokiinejä. Erityisesti interferoni gamman (IFN-γ) tuotanto oli lisääntynyt, mikä sopii yhteen CD8+ T-solujen häiriön kanssa, sillä IFN-γ stimuloi CD8+ T-soluja. Myös vastikään kateenkorvasta lähteneissä auttaja-T-soluissa havaittiin samoja poikkeavuuksia effektori/muistisolujen ja naiivien solujen suhteissa sekä sytokiinituotannossa. Löydökset viittaavat auttaja-T-solujen häiriöön ja ennenaikaiseen aktivaatioon, joka alkaa jo kateenkorvassa tapahtuvan kehityksen aikana.

Katsauksen tavoitteena oli selvittää nykytilannetta taistelussa malariaa vstaan, lähinnä rokotteiden kannalta. Malaria tappaa edelleen 1 200 ihmistä päivässä, heistä 850 on alle viisivuotiaita lapsia. Kuolleisuus keskittyy suurimmaksi osaksi Saharan eteläpuoliseen Afrikkaan. Sairastuvuus ja kuolleisuus malariaan on onneksi viime vuosina vähentynyt. Tämä kehitys perustuu pääasiassa hyttysen pistoja vähentävien torjuntatoimien, kuten hyttysverkkojen, lisääntyneeseen käyttöön. Myönteisestä kehityksestä huolimatta malarian merkitys trooppisten maiden köyhien ihmisten tappajana on edelleen varsin huomattava. Artikkelissa on kuvattu horkkalosion kulkua ihmisessä aina infektoitumisesta hyttysen pistossa maksavaiheeseen ja edelleen punasoluvaiheeseen asti. Myös malariaa levittävien Anopheles-hyttysten elämää on kuvattu soveltuvin osin. Plasmodium-loisiot käyvät läpi lukuisia kehitysvaiheita ihmisessä, ja jokaisessa kehitysvaiheessa on sadoittain niille spesifisiä antigeenejä. Työssä on kuvattu mahdollisia rokotteiden kohteita horkkaloision kierrossa. Tällä hetkellä pisimmälle, kaupalliseen vaiheeseen asti, on edennyt lihakseen pistettävä RTS/S-yhdistelmärokote, joka perustuu Plasmodium falciparumin sporotsoiittien pintaproteiinien käyttöön rokotteen antigeeninä. Tämän rokotteen antama suoja kattaa vapaan sporotsoiittivaiheen ja maksasoluvaiheen. Yhdistelmärokote suojaa myös hepatiitti B -tartuntaa vastaan. Suoja ei ole ollut täydellinen, pienillä lapsilla testattuna rokotesarjan lyhytaikainen suoja on ollut parhaimmillaan 50 % luokkaa suurilla aineistoilla. Samanlaiseen sporotsoiitti- ja maksasoluvaiheen immuniteettiin pyrkii myös kokonaisten sporotsoittien toistuva injisointi suoraan verenkiertoon, joko steriileinä tai yhdessä samanaikaisen malarialääkityksen kanssa. Kokonaisten sporotsoiittien käyttäminen on antanut pienillä potilasmäärillä tehdyissä kokeissa täydellisen lyhytaikaisen suojan kliinistä malariatartuntaa vastaan. Katsauksessa on mainittu myös muita mahdollsia rokottamiseen perustuvia torjuntamenetelmiä. Käytettävissä olevan tutkimusaineiston mukaan nyt kaupallisessa neljännessä tutkimusvaiheessa oleva RTS/S-rokote soveltuu trooppisten alueiden pienten lasten suojaamiseen malarialta. Yhdessä muiden torjuntatoimien kanssa se todennäköisesti laajassa mittakaavassa käytettynä tulee edelleen vähentämään sairastuvuutta malariaan ja malariakuolleisuutta yhdessä muiden torjuntatoimien kanssa. Malariarokotteet eivät näillä näkymin tule soveltumaan matkailijoiden rokottamiseen.

A diverse T cell receptor (TCR) repertoire is essential for adaptive immune responses and is generated by somatic recombination of TCRβ and TCRα gene segments in the thymus. Previous estimates of the total TCR diversity have studied the circulating mature repertoire, identifying 1-3 x 106 unique TCRβ and 0.5 x 106 TCRα sequences. Here we provide the first estimate of the total TCR diversity generated in the human thymus, an organ which in principle can be sampled in its entirety. High-throughput sequencing of samples from four pediatric donors detected up to 10.3 x 106 unique TCRβ sequences and 3.7 x 106 TCRα sequences, the highest directly observed diversity so far for either chain. To obtain an estimate of the total diversity we then used three different estimators, preseq and DivE, which measure the saturation of rarefaction curves, and Chao2, which measures the size of the overlap between samples. Our results indicate that the thymic repertoire consists of 40-70 x 106 unique TCRβ sequences and 60-100 x 106 TCRα sequences. The thymic repertoire is thus extremely diverse, but the data also suggest that it is transient, with different clones produced at different times.

Background: Common variable immunodeficiency (CVID) is the most common primary immunodeficiency. Prevalence varies greatly between countries and studies. Most diagnostic criteria include hypogammaglobulinemia and impaired vaccine response. Aim: To evaluate the minimum prevalence as well as the clinical and immunological phenotypes of CVID in Southern Finland. Methods: We performed a cross-sectional study to assess all adult CVID patients followed-up in three hospital districts in Southern and South-Eastern Finland between April 2007 and August 2015. CVID diagnosis was based, with a minor modification, on the ESID/PAGID criteria for primary CVID. Antipolysaccharide responses to Pneumovax® were defined as impaired only if 50% or more of the serotypes did not reach a level of 0.35 μg/mL after vaccination. We further characterized the patients’ B cell phenotypes and complications associated with CVID. Results: In total, nine patients were excluded due to potential secondary causes before diagnosis. ESID/PAGID criteria were met by 132 patients (males 52%), of whom 106 had “probable” and 26 “possible CVID”. Based on the population statistics in the three hospital districts, the minimum adult prevalence per 100 000 inhabitants in Finland for all CVID (“probable CVID”, respectively) patients was 6.9 (5.5). In the highest prevalence district (Helsinki and Uusimaa), the prevalence was 7.7 (6.1). CVID patients suffer from frequent complications. Ten patients died during follow up. Of probable CVID patients, 73% had more than one clinical phenotype. Intriguingly, gradual B cell loss from peripheral blood during follow up was seen in as many as 16% of “probable CVID” patients. Patients with possible CVID displayed somewhat milder clinical and laboratory phenotypes than probable CVID patients. We also confirm that large granular lymphocyte lymphoproliferation is a CVID-associated complication. Conclusion: The prevalence of CVID in Finland appears the highest recorded, likely reflecting the genetic isolation and potential founder effects in the Finnish population. Studies to discover potential gene variants responsible for the high prevalence in Finland thus seem warranted. Increased awareness of CVID among physicians would likely lead to earlier diagnosis and improved quality of care.