Contact between dendritic cells (DC) and resting T cells is essential to initiate a primary immune response. Here, we demonstrate that ICAM-3 expressed by resting T cells is important in this first contact with DC. We discovered that instead of the common ICAM-3 receptors LFA-1 and alphaDbeta2, a novel DC-specific C-type lectin, DC-SIGN, binds ICAM-3 with high affinity. DC-SIGN, which is abundantly expressed by DC both in vitro and in vivo, mediates transient adhesion with T cells. Since antibodies against DC-SIGN inhibit DC-induced proliferation of resting T cells, our findings predict that DC-SIGN enables T cell receptor engagement by stabilization of the DC-T cell contact zone.

The cultured T-cell line TIL1200, established from the tumor-infiltrating lymphocytes (TILs) of a patient with advanced metastatic melanoma, recognized an antigen on most HLA-A2+ melanomas and on all HLA-A2+ cultured neonatal melanocytes in an HLA-A2 restricted manner but not on other types of tissues or cell lines tested. A cDNA encoding an antigen recognized by TIL1200 was isolated by screening an HLA-A2+ breast cancer cell line transfected with an expression cDNA library prepared from an HLA-A2+ melanoma cell line. The nucleotide and amino acid sequences of this cDNA were almost identical to the genes encoding glycoprotein gp100 or Pmel17 previously registered in the GenBank. Expression of this gene was restricted to melanoma and melanocyte cell lines and retina but was not expressed on other fresh or cultured normal tissues or other types of tumor tested. The cell line transfected with this cDNA also expressed antigen recognized by the melanoma-specific antibody HMB45 that bound to gp100. A synthetic 10-amino acid peptide derived from gp100 was recognized by TIL1200 in the context of HLA-A2.1. Since the administration of TIL1200 plus interleukin 2 resulted in regression of metastatic cancer in the autologous patient, gp100 is a possible tumor rejection antigen and may be useful for the development of immunotherapies for patients with melanoma.

The success of cellular therapies will depend in part on accurate delivery of cells to target organs. In dendritic cell therapy, in particular, delivery and subsequent migration of cells to regional lymph nodes is essential for effective stimulation of the immune system. We show here that in vivo magnetic resonance tracking of magnetically labeled cells is feasible in humans for detecting very low numbers of dendritic cells in conjunction with detailed anatomical information. Autologous dendritic cells were labeled with a clinical superparamagnetic iron oxide formulation or 111In-oxine and were co-injected intranodally in melanoma patients under ultrasound guidance. In contrast to scintigraphic imaging, magnetic resonance imaging (MRI) allowed assessment of the accuracy of dendritic cell delivery and of inter- and intra-nodal cell migration patterns. MRI cell tracking using iron oxides appears clinically safe and well suited to monitor cellular therapy in humans.

Mucocutaneous fungal infections are typically found in patients who have no known immune defects. We describe a family in which four women who were affected by either recurrent vulvovaginal candidiasis or onychomycosis had the early-stop-codon mutation Tyr238X in the beta-glucan receptor dectin-1. The mutated form of dectin-1 was poorly expressed, did not mediate beta-glucan binding, and led to defective production of cytokines (interleukin-17, tumor necrosis factor, and interleukin-6) after stimulation with beta-glucan or Candida albicans. In contrast, fungal phagocytosis and fungal killing were normal in the patients, explaining why dectin-1 deficiency was not associated with invasive fungal infections and highlighting the specific role of dectin-1 in human mucosal antifungal defense.

Abstract Toll-like receptor (TLR) 2 and TLR4 play a pivotal role in recognition of Candida albicans. We demonstrate that TLR2−/− mice are more resistant to disseminated Candida infection, and this is associated with increased chemotaxis and enhanced candidacidal capacity of TLR2−/− macrophages. Although production of the proinflammatory cytokines TNF, IL-1α, and IL-1β is normal, IL-10 release is severely impaired in the TLR2−/− mice. This is accompanied by a 50% decrease in the CD4+CD25+ regulatory T (Treg) cell population in TLR2−/− mice. In vitro studies confirmed that enhanced survival of Treg cells was induced by TLR2 agonists. The deleterious role of Treg cells on the innate immune response during disseminated candidiasis was underscored by the improved resistance to this infection after depletion of Treg cells. In conclusion, C. albicans induces immunosuppression through TLR2-derived signals that mediate increased IL-10 production and survival of Treg cells. This represents a novel mechanism in the pathogenesis of fungal infections.

We recently isolated a cDNA clone that encodes the melanocyte lineage-specific antigen glycoprotein (gp)100. Antibodies directed against gp100 are an important tool in the diagnosis of human melanoma. Since the gp100 antigen is highly expressed in melanocytic cells, we investigated whether this antigen might serve as a target for antimelanoma cytotoxic T lymphocytes (CTL). Here, we demonstrate that cytotoxic tumor-infiltrating lymphocytes (TIL) derived from a melanoma patient (TIL 1200) are directed against gp100. HLA-A2.1+ melanoma cells are lysed by TIL from this patient. In addition, murine double transfectants, expressing both HLA-A2.1 and gp100, are lysed by TIL 1200, whereas transfectants expressing only HLA-A2.1 are not susceptible to lysis. Furthermore, the HLA-A2.1+ melanoma cell line BLM, which lacks gp100 expression and is resistant to lysis, becomes susceptible after transfection of gp100 cDNA. Finally, HLA-A2.1+ normal melanocytes are lysed by TIL 1200. These data demonstrate that the melanocyte differentiation antigen gp100 can be recognized in the context of HLA-A2.1 by CTL from a melanoma patient. Gp100 may therefore constitute a useful target for specific immunotherapy against melanoma, provided that no unacceptable cytotoxicity towards normal tissue is observed.

Dendritic cells form a system of highly efficient antigen-presenting cells. After capturing antigen in the periphery, they migrate to lymphoid organs where they present the antigen to T cells. Their seemingly unique ability to interact with and sensitize naive T cells gives dendritic cells a central role in the initiation of immune responses and allows them to be used in therapeutic strategies against cancer, viral infection and other diseases. How they interact preferentially with naive rather than activated T lymphocytes is still poorly understood. Chemokines direct the transport of white blood cells in immune surveillance. Here we report the identification and characterization of a C-C chemokine (DC-CK1) that is specifically expressed by human dendritic cells at high levels. Tissue distribution analysis demonstrates that dendritic cells present in germinal centres and T-cell areas of secondary lymphoid organs express this chemokine. We show that DC-CK1, in contrast to RANTES, MIP-1alpha and interleukin-8, preferentially attracts naive T cells (CD45RA+). The specific expression of DC-CK1 by dendritic cells at the site of initiation of an immune response, combined with its chemotactic activity for naive T cells, suggests that DC-CK1 has an important rule in the induction of immune responses.

Abstract Various pathologic conditions, such as hemorrhage, hemolysis and cell injury, are characterized by the release of large amounts of heme. Recently, it was demonstrated that heme oxygenase (HO), the heme-degrading enzyme, and heme are able to modulate adhesion molecule expression in vitro. In the present study, the effects of heme and HO on inflammation in mice were analyzed by monitoring the biodistribution of radiolabeled liposomes and leukocytes in conjunction with immunohistochemistry. Small liposomes accumulate in inflamed tissues by diffusion because of locally enhanced vascular permeability, whereas leukocytes actively migrate into inflammatory areas through specific adhesive interactions with the endothelium and chemotaxis. Exposure to heme resulted in a dramatic increase in liposome accumulation in the pancreas, but also intestines, liver, and spleen exhibited significantly increased vascular permeability. Similarly, intravenously administered heme caused an enhanced influx of radiolabeled leukocytes into these organs. Immunohistochemical analysis showed differential up-regulation of the adhesion molecules ICAM-1, P-selectin, and fibronectin in liver and pancreas in heme-treated animals. Heme-induced adhesive properties were accompanied by a massive influx of granulocytes into these inflamed tissues, suggesting an important contribution to the pathogenesis of inflammatory processes. Moreover, inhibition of HO activity exacerbated heme-induced granulocyte infiltration. Here it is demonstrated for the first time that heme induces increased vascular permeability, adhesion molecule expression, and leukocyte recruitment in vivo, whereas HO antagonizes heme-induced inflammation possibly through the down-modulation of adhesion molecules.

Abstract

 In the present study, we describe a novel inhibitory receptor, leukocyte-associated immunoglobulin-like receptor-1 (LAIR-1), that is constitutively expressed on the majority of human peripheral blood mononuclear leukocytes. LAIR-1 is a 32 kDa transmembrane glycoprotein with a single immunoglobulin-like domain and a cytoplasmic tail containing two immune receptor tyrosine-based inhibitory motifs. LAIR-1 recruits SHP-1 and SHP-2 phosphatases upon activation, and cross-linking of the LAIR-1 antigen on natural killer (NK) cells results in strong inhibition of NK cell–mediated cytotoxicity. Although it is structurally related to human killer cell inhibitory receptors, LAIR-1 does not appear to recognize human leukocyte antigen (HLA) class I molecules and thus represents a novel HLA class I–independent mechanism of NK cell regulation.

Abstract Tumor-destructing techniques, like radiofrequency ablation (RFA), allow eradication of large tumors. Potentially, in situ tumor destruction also can provide the immune system with an antigen source for the induction of antitumor immunity. Antigen-presenting cells could take up antigens in the periphery after which they induce specific immune responses. Recent data show that especially antigen-presenting dendritic cells are crucial for the induction of potent immune responses. However, virtually nothing is known regarding the induction of immune responses after in situ tumor destruction in mice or humans. We used the well-defined murine B16-OVA melanoma cell line to develop a novel tumor model to explore: (a) the immunologic consequences of in situ tumor destruction; and (b) the efficacy of a combination approach of tumor destruction and immunostimulation. Applying this model system we demonstrate that following RFA, a weak but detectable immune response develops, directed against OVA, but also against a broader range of B16 antigens. Adoptive transfer experiments further indicate that antitumor reactivity can be transferred to naïve mice by splenocytes. To augment the response observed, we administered a blocking monoclonal antibody against cytotoxic T-lymphocyte-associated antigen 4 at the time of tumor destruction. Interestingly, this strongly enhanced antitumor immunity, resulting in long-lasting tumor protection. These results illustrate that in situ tumor destruction can provide a useful antigen source for the induction of antitumor immunity, provided that additional immunostimulatory signals are coadministered.