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/ NetNews Usenet Archive 1993 #3 / NN_1993_3.iso / spool / sci / med / aids / 2276 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1993-01-28  |  15.8 KB  |  261 lines

  1. Newsgroups: sci.med.aids
  2. Path: sparky!uunet!hela.iti.org!usc!ucla-cs!usenet
  3. From: Billi Goldberg <bigoldberg@igc.apc.org>
  4. Subject: CD8s, Clonal Anergy, and Fauci
  5. Message-ID: <1993Jan28.230934.18305@cs.ucla.edu>
  6. Note: Copyright 1992, Dan R. Greening. Non-commercial reproduction allowed.
  7. Sender: usenet@cs.ucla.edu (Mr Usenet)
  8. Nntp-Posting-Host: sole.cs.ucla.edu
  9. Archive-Number: 58
  10. Organization: unspecified
  11. Date: Thu, 28 Jan 93 12:11:05 PST
  12. Approved: phil@wubios.wustl.edu (J. Philip Miller)
  13. Lines: 246
  14.  
  15. The following lead statement and the Go and Otten articles were faxed by 
  16. me on 1/23/93 to G. Pantaleo of Fauci's Lab.
  17.  
  18. What is very interesting is that amount of research being done by 
  19. Fauci's group on cytotoxic T cells. There are, of course, those that 
  20. will stick to CD4 counts until you know what freezes over, but the 
  21. cutting edge of research is on CTLs, NKs, and Th1/Th2, T1/T2 and how 
  22. they are influenced by cytokines especially lymphokines. The Fauci 
  23. articles are critical because they show a pattern and direction of 
  24. research.
  25.  
  26. Fauci's new article on the pathogenesis of AIDS should be published in 
  27. NEJM on 2/4/93. The delay was caused be required revisions and 
  28. shortening.
  29. =======================================================================
  30.           CD8 CELLS, CLONAL ANERGY AND FAUCI'S ARTICLES
  31.                          by Billi Goldberg
  32.  
  33. I think that the Go et al. article helps explain some of the 
  34. proliferative problems of CD8+ HLA-DR+ in vitro. As I have stated 
  35. previously, when macrophages and LC/DC (professional antigen presenting 
  36. cells which saturate the mucosal tissues) are infected there appears to 
  37. be a costimulatory problem probably with CD28(T cell)/B7 (APC) which 
  38. could be either contact or signal transduction. This, then, could result 
  39. in a proliferative problem but wouldn't interfere with the lytic ability 
  40. of CD4+ (cytotoxic)  and CD8+. Langerhans cells differentiate into 
  41. veiled dendritic cells when migrating from the skin and then into 
  42. interdigitating dendritic cells in the lymph nodes; this is quite 
  43. different than follicular dendritic cells as you well know.
  44.  
  45. There seems to be little question about the HIV infection of LC/DC. It 
  46. is quite interesting that contact sensitization results in approximately 
  47. one-third of the cutaneous LC migrating from the skin to the nodes for 
  48. destruction. I have not seen any studies that mentions mucosal LC 
  49. migration, but it just might happen. These possibly infected cells would 
  50. be destroyed in the nodes and replaced by non-infected LC. By doing this 
  51. weekly, the co-stimulatory function of LC/DC would be preserved 
  52. eliminating the anergy that is probably the primary cause of the 
  53. decreased CD4s and CD8s during disease progression and inability to 
  54. control OIs. Interesting concept that just might explain why DNCB users 
  55. stay alive and control OIs. The Go et al. article explains how the APCs 
  56. could be destroyed by the anergized T cell clones.
  57.  
  58. It is too bad that the old-school immunologists have such a difficult 
  59. time accepting the professional antigen presenting capabilities of 
  60. dendritic cells. Too many immunologists just write them off as 
  61. specialized macrophages. Of course, that just may be so, but so what.
  62. The only way to get systemic immune responses (takes about 5 days) in 
  63. the nodes is with dendritic cells; macrophages only result in localized 
  64. responses that last about 24 hours.
  65.  
  66. I think the Th1/Th2 and T1/T2 theories explain quite a bit. It is 
  67. interesting that CD8 suppressor cells might just be nothing more than a 
  68. lack of interferon-gamma and a surplus of IL-4. Maybe the secret might 
  69. be to shut down Th2/T2 which interferes with Th1/T1 by the production of 
  70. IL-10 that inhibits interferon-gamma production. Selgame et al. article 
  71. in Science, 10/11/91:289-282 is very interesting and might be well worth 
  72. reading again especially the part about CD8 cytotoxic and suppressor 
  73. cells. DNCB initiates a pure Th1 cell mediated immune response.
  74. ====================================================================== 
  75. Go C, Lancki DW, Fitch FW, Miller J. Anergized T cell clones retain 
  76. their cytolytic ability. Journal of Immunology, January 15, 
  77. 1993;150(2):367-376.
  78.  
  79. Abstract: CD4+ T cells have been described to have both helper and lytic 
  80. function. The helper function of Th1 cells in particular can be 
  81. inactivated by inducing the T cell into a state of nonresponsiveness in 
  82. which the T cell is no longer capable of producing IL-2 or proliferating 
  83. in an autocrine way to a conventional antigenic stimulus. To determine 
  84. whether the lytic ability of Th1 cells can also be rendered 
  85. nonfunctional upon anergy induction, we induced Th1 clones into a 
  86. nonresponsive state and tested their ability to lyse target cells in an 
  87. Ag-specific and MHC class II-restricted manner. We show that cells newly 
  88. induced into an anergic state were able to lyse target cells 
  89. nonspecifically. This effect was short-lived and after resting in 
  90. culture media, the cells regained their ability to lyse target cells in 
  91. an Ag/MHC-specific manner, and this ability was comparable to normal 
  92. resting T cells. In contrast, the helper function of these cells 
  93. remained non-responsive, and the cells were unable to proliferate or to 
  94. secrete IL-2 in response to the same antigenic stimulus used for lysis. 
  95. Therefore, the lytic pathway appears to be regulated separately from the 
  96. proliferative/lymphokine pathway(s) and is not affected long-term by an 
  97. anergic stimulus.
  98.  
  99. Page 373: The most striking observation from these studies is that 
  100. although anergized Th1 cells fail to secrete IL-2 and to proliferate to 
  101. restimulation, they retain normal lytic activity. Although there is a 
  102. slight decrease in Ag/MHC-specific cytolytic activity shortly after 
  103. induction of anergy, after long rest periods in culture, the anergized T 
  104. cells are able to lyse their target cells as specifically and 
  105. efficiently as resting T cells. The retention of lytic activity by these 
  106. cells suggest that activation of the IL-2 production pathway is 
  107. regulated separately from activation of the lytic pathway and that lytic 
  108. ability is not dependent on the presence of costimulation at the time of 
  109. TCR engagement. These results are in agreement with a recent analysis of 
  110. CD8-positive T cells, where IL-2 production, but not lytic ability, was 
  111. sensitive to anergy induction. In contrast, neither lymphokine 
  112. production nor lytic function of Th2 cells are sensitive to conditions 
  113. that induce anergy in Th1 and CD8 T cells clones.
  114. ====================================================================== 
  115. Otten GR; Germain RN. Split anergy in a CD8+ T cell: receptor-dependent 
  116. cytolysis in the absence of interleukin-2 production. Science, 1991 Mar 
  117. 8, 251(4998):1228-31. 
  118.  
  119. Abstract: Engagement of the antigen-specific receptor (TCR) of CD4+ 
  120. T lymphocytes without a second (costimulatory) signal prevents the 
  121. subsequent production of interleukin-2 (IL-2) by these cells. Because 
  122. IL-2 is a key immunoregulatory lymphokine and is also produced by a 
  123. subset of CD8+ T cells that are able to kill target cells, the effect of 
  124. engaging the TCR of one such clone in the absence of costimulatory 
  125. signals was examined. The capacity for TCR-dependent IL-2 production was 
  126. lost, indicating comparable costimulator-dependent signaling 
  127. requirements for IL-2 production in CD4+ and CD8+ T cells. However, 
  128. TCR-mediated cytotoxicity was not impaired, implying that costimulation 
  129. is required for only certain TCR-dependent effector functions. 
  130. ====================================================================== 
  131. De Maria A; Pantaleo G; Schnittman SM; Greenhouse JJ; Baseler M; 
  132. Orenstein JM; Fauci AS. Infection of CD8+ T lymphocytes with HIV. 
  133. Requirement for interaction with infected CD4+ cells and induction of 
  134. infectious virus from chronically infected CD8+ cells. Journal of 
  135. Immunology, 1991 Apr 1, 146(7):2220-6. 
  136.  
  137. Abstract: In this study, we have investigated the basic requirements for 
  138. HIV-1 infection of CD8+ lymphocytes in vitro. Unfractionated PBL 
  139. obtained from healthy HIV-1 seronegative donors were activated with PHA 
  140. and infected in vitro with HIV-1LAV. Based on immunofluorescent 
  141. labeling, the vast majority of cells (85 to 97%) surviving peak virus 
  142. replication belonged to the CD8+ subset and only a small percentage (0.5 
  143. to 1.5%) were CD4+. Amplification of HIV-1 proviral sequences by 
  144. polymerase chain reaction performed on the sorted surviving CD8+ cells 
  145. demonstrated that CD8+ cells harbored HIV-1 proviral DNA. In addition, 
  146. stimulation of these HIV-1-infected, CD8(+)-sorted cells either with PHA 
  147. or anti-CD2 mAb resulted in induction of virus replication, as measured 
  148. by reverse transcriptase activity. Electron microscopic analysis of CD8+ 
  149. cells chronically infected with HIV-1 and stimulated with PHA showed 
  150. typical virions budding from, and associated with, the surface of cells 
  151. immunolabeled with gold beads directed toward the CD8 molecule. 
  152. Infection of CD8+ cells with HIV-1 occurred only when CD4+ cells were 
  153. present in the PHA-activated lymphocyte population exposed to HIV-1 at 
  154. the beginning of the culture or when sorted CD8+CD4- lymphocytes were 
  155. cocultured with autologous sorted CD8-CD4+ cells that had been 
  156. previously infected with HIV-1. Coculture of these cells with PHA-blasts 
  157. and incubation of their supernatants with a CD4+ cell line showed that 
  158. these chronically infected CD8+ cells could spread HIV-1 infection to 
  159. uninfected CD4+ cells after stimulation with PHA or anti-CD2 mAb. 
  160. Therefore, these results suggest that the minimal requirement for in 
  161. vitro infection of CD3+CD8+CD4- lymphocytes is the presence of infected 
  162. CD4+ cells and that infected CD8+ T lymphocytes can further spread the 
  163. infection to CD4+ cells. 
  164. ====================================================================== 
  165. Pantaleo G; De Maria A; Koenig S; Butini L; Moss B; Baseler M; Lane HC; 
  166. Fauci AS. CD8+ T lymphocytes of patients with AIDS maintain normal broad 
  167. cytolytic function despite the loss of human immunodeficiency virus-
  168. specific cytotoxicity. Proceedings of the National Academy of Sciences 
  169. of the United States of America, 1990 Jun, 87(12):4818-22. 
  170.  
  171. Abstract: In this study, we have investigated the potential mechanisms 
  172. responsible for the loss of human immunodeficiency virus type 1 
  173. (HIV-1)-specific cytolytic activity in the advanced stages of HIV-1 
  174. infection. We have demonstrated that HIV-1-specific cytotoxic T 
  175. lymphocytes are predominantly contained within the CD8+DR+ subset. 
  176. Furthermore, we have shown by a redirected killing assay that there is a 
  177. dichotomy between HIV-1-specific cytolytic activity and broad cytolytic 
  178. potential since the cytolytic machinery of CD8+DR+ cells is still 
  179. functioning even in patients with AIDS who have lost their HIV-1-  
  180. specific cytolytic activity. In addition, by comparative analysis of 
  181. these two types of cytolytic activity over time we have demonstrated a 
  182. progressive loss of HIV-1-specific cytolytic activity in the advanced 
  183. stages of the disease, whereas the cytolytic potential remained 
  184. unchanged regardless of the clinical stage. As previously shown in 
  185. patients with AIDS, even in asymptomatic HIV-1-seropositive patients, 
  186. CD8+DR+ cells from the same patient, compared to CD8+DR- lymphocytes, 
  187. showed a substantial reduction in their ability to proliferate in vitro 
  188. in response to different stimuli, such as mitogens (phytohemagglutinin 
  189. and phorbol 12-myristate 13-acetate) and monoclonal antibodies directed 
  190. against CD3, CD2, and CD28 molecules, and displayed a defective 
  191. clonogenic potential. Thus, on the basis of these results we propose 
  192. that the loss of HIV-1-specific cytolytic activity in HIV-1-infected 
  193. individuals may result at least in part from a progressive decrease in 
  194. the pool of HIV-1-specific cytotoxic T lymphocytes belonging to the 
  195. CD8+DR+ subset whose ability to expand has been impaired. 
  196. ====================================================================== 
  197. Pantaleo G; Koenig S; Baseler M; Lane HC; Fauci AS. Defective clonogenic 
  198. potential of CD8+ T lymphocytes in patients with AIDS. Expansion in vivo 
  199. of a nonclonogenic CD3+CD8+DR+CD25- T cell population. Journal of 
  200. Immunology, 1990 Mar 1, 144(5):1696-704. 
  201.  
  202. Abstract: This study examines the potential mechanism(s) responsible for 
  203. the defective clonability of CD8+ T lymphocytes in patients with AIDS. 
  204. By the combined use of one- and two-color fluorescence cytofluorometry 
  205. we have shown an increase in the number of circulating DR+ cells due to 
  206. the expression of DR on a relatively large proportion of T lymphocytes 
  207. (one-third of CD3+ cells), the majority of them belonging to the CD8+ 
  208. subset. In addition, the majority of CD8+DR+ cells in AIDS patients did 
  209. not express CD25 Ag (the receptor for IL-2), a surface marker generally 
  210. expressed on normal activated T lymphocytes. Sorted CD8+DR+ and 
  211. CD8+DR- cell populations were analyzed comparatively for their ability 
  212. to proliferate in response to different stimuli, including anti-CD3, 
  213. anti-CD2, alone or in combination with anti-CD28 mAb and mitogens such 
  214. as PHA, alone or in combination with PMA. We have demonstrated that 
  215. CD8+DR+ cells were severely defective in their proliferative response to 
  216. triggering via these major pathways of T cell activation even when an 
  217. exogenous source of IL-2 or IL-4 was added to the microcultures 24 h 
  218. after initiating the cultures. In contrast, CD8+DR- cells showed a 
  219. significant proliferation in response to the different stimuli and the 
  220. proliferative response was strongly enhanced by the addition of IL-2 or 
  221. IL-4. At the end of the stimulation period CD8+DR+ and CD8+DR- 
  222. proliferating populations were analyzed for CD25 Ag expression. Only 1 
  223. to 10% of CD8+DR+ cells expressed CD25 antigen compared with 40 to 50% 
  224. of CD8+DR- cells. The proliferative defect of CD8+DR+ cells was further 
  225. confirmed in experiments performed at the clonal level. The analysis of 
  226. the frequency of proliferating T lymphocyte-precursors in both CD8+DR+ 
  227. and CD8+DR- subsets showed that the defective clonogenic potential of 
  228. CD8+ cells in AIDS patients could be in large part ascribed to CD8+DR+ 
  229. cells. Five percent of CD8+DR+ cells showed a clonogenic potential 
  230. compared to the 25% of CD8+DR- cells. Finally, we analyzed the surface 
  231. expression of VLA-2 Ag, a marker of a chronic state of T cell 
  232. activation, on circulating T lymphocytes. We have shown that a large 
  233. proportion of CD3+DR+CD25- cells (50 to 80% in the different patients 
  234. with AIDS analyzed) expressed VLA-2 Ag.(ABSTRACT TRUNCATED AT 400 WORDS) 
  235. ====================================================================== 
  236. Koenig S; Earl P; Powell D; Pantaleo G; Merli S; Moss B; Fauci AS. 
  237. Group-specific, major histocompatibility complex class I-restricted 
  238. cytotoxic responses to human immunodeficiency virus 1 (HIV-1) envelope 
  239. proteins by cloned peripheral blood T cells from an HIV-1-infected 
  240. individual. Proceedings of the National Academy of Sciences of the 
  241. United States of America, 1988 Nov, 85(22):8638-42. 
  242.  
  243. Abstract: Freshly separated unfractionated peripheral blood mononuclear 
  244. cells (PBMC) and cloned cell lines from a healthy human immunodeficiency 
  245. virus 1 (HIV-1)-seropositive individual were examined for cytotoxic 
  246. responses to HIV proteins expressed by recombinant vaccinia viruses. It 
  247. was found that freshly isolated PBMC recognize variant envelope proteins 
  248. of HIV-1 but not a more distantly related envelope protein derived from 
  249. the simian immunodeficiency virus (SIVmac). Although the effector cells 
  250. were predominantly CD8+, both MHC-matched and -unmatched target cells 
  251. were lysed. Cytotoxic T lymphocyte (CTL) clones were found to lyse cells 
  252. expressing HIV-1 envelope or reverse transcriptase. In contrast to the 
  253. cytotoxic response detected with PBMC, the cloned CTLs were major 
  254. histocompatibility complex (MHC) class I restricted. Our finding that a 
  255. cloned CTL line lysed cells expressing highly divergent HIV envelopes 
  256. strongly suggested that a conserved epitope was recognized. 
  257. Identification of these shared epitopes may assist in designing a 
  258. vaccine for HIV-1 that could stimulate MHC-restricted cytotoxic 
  259. responses. 
  260.  
  261.