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Article Dans Une Revue Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Année : 2021

Sunlight exposure exerts immunomodulatory effects to reduce multiple sclerosis severity

Patrick Ostkamp (1) , Anke Salmen (2, 3) , Béatrice Pignolet (4, 5) , Dennis Görlich (1) , Till Andlauer (6, 7) , Andreas Schulte-Mecklenbeck (1) , Gabriel Gonzalez-Escamilla (8) , Florence Bucciarelli (4, 5) , Isabelle Gennero (9, 4, 10) , Johanna Breuer (1) , Gisela Antony (11) , Tilman Schneider-Hohendorf (1) , Nadine Mykicki (1) , Antonios Bayas (12) , Florian Then Bergh (13) , Stefan Bittner (8) , Hans-Peter Hartung (14) , Manuel Friese (15) , Ralf Linker (16) , Felix Luessi (8) , Klaus Lehmann-Horn (17) , Mark Mühlau (17, 7) , Friedemann Paul (18, 19) , Martin Stangel (20) , Björn Tackenberg (11) , Hayrettin Tumani (21) , Clemens Warnke (14, 22) , Frank Weber , Brigitte Wildemann (23) , Uwe Zettl (24) , Ulf Ziemann (25) , Bertram Müller-Myhsok (6, 26) , Tania Kümpfel (17) , Luisa Klotz (1) , Sven Meuth (1) , Frauke Zipp (8) , Bernhard Hemmer (17) , Reinhard Hohlfeld (17) , David Brassat (5, 4) , Ralf Gold (2) , Catharina Gross (1) , Carsten Lukas (2) , Sergiu Groppa (8) , Karin Loser (1) , Heinz Wiendl (1) , Nicholas Schwab (1) , Susanne Rothacher , Stephanie Starke , Judith Bellmann-Strobl , Janina Behrens , Jan-Markus Dörr , Rene Giess , Joseph Kuchling , Ludwig Rasche , Andrew Chan , Gisa Ellrichmann , Anna Lena Fisse , Anna Gahlen , Thomas Grüter , Aiden Haghikia , Robert Hoepner , Ümmügülsün Koc , Jeremias Motte , Kalliopi Pitarokoili , Ruth Schneider , Joanna Schöllhammer , Christoph Schroeder , Björn Ambrosius , Seray Demir , Thomas Dehmel , Kathleen Ingenhoven , De-Hyung Lee , Alexandra Lämmer , Eva Sauer , Christoph Heesen , Jan-Patrick Stellmann , Lena Boenig , Stefan Gingele , Martin Hümmert , Philipp Schwenkenbecher , Thomas Skripuletz , Wolfram Suehs , Mirjam Korporal-Kuhnke , Hanna Osswald , Alexander Schwarz , Andrea Viehöver , Volker Limmroth , Kathrin Gerbershagen , Florian Then Bergh , Barbara Ettrich , Steffi Gray , Sarah Haars , Johannes Orthgiess , Nicole Schwanitz , Muriel Stoppe , Astrid Unterlauft , Sandra Paryjas , Vinzenz Fleischer , Felix Lüssi , Johannes Piepgras , Timo Uphaus , Michael Pütz , Christian Eienbröker , Maria Seipelt , Joachim Havla , Ingrid Meinl , Hannah Pellkofer , Elisabeth Schuh , Lilian Aly , Achim Berthele , Viola Pongratz , Kirsten Brinkhoff , Dorothea Buck , Christiane Gasperi , Mirjam Hermisson , Muna-Miriam Hoshi , Miriam Kaminski , Ana Klein , Benjamin Knier , Markus Kowarik , Helena Kronsbein , Klaus Lehmann Horn , Meike Mitsdörffer , Verena Pernpeintner , Veit Rothhammer , Andrea Schweikert , Rebecca Selter , Claus Zimmer , Jan Kirschke , Heike Staufer , Matthias Knop , Sandra Nischwitz , Philipp Sämann , Gerd Meyer zu Hörste , Julia Krämer , Lena Schünemann , Steffen Pfeuffer , Tobias Ruck , Selma Belgriri , Alexander Buchheister , Nora Bünger , Kerstin Göbel , Lucienne Kirstein , Nico Melzer , Ole Simon , Antje Echterhoff , Alexander Winkelmann , Ahmed Abdelhak , Markus Krumbholz , Margarete Paech , Christoph Ruschil , Maria-Ioanna Stefanou , Johannes Tünnerhoff , Lena Zeltner , Hajera Sheikh , Tanja Fangerau , Florian Lauda , Daniela Rau , Daniela Taranu , André Huss , Lise Scandella , Christine Lebrun-Frenay , Marc Debouverie , Sophie Pittion-Vouyovitch , Bruno Brochet , Aurelie Ruet , Gilles Defer , Nathalie Derache , Jérôme de Sèze , David Laplaud , Sandrine Wiertlewski , Oliver Casez , Pierre Clavelou , Pierre Labauge , Jean Pelletier , Audrey Rico , Sandra Vukusic , Olivier Outteryck , Jean-Christophe Ouallet , Patrick Hautecoeur , Ayman Tourbah , Giovanni Castelnovo , Eric Berger , Hélène Zéphir , Philippe Cabre , William Camu , Eric Thouvenot , Thibault Moreau , Agnès Fromont , Caroline Papeix , Catherine Lubetzki , Patrick Vermersch , Mikael Cohen , Lucien Rumbach
1 UKM - University Hospital Münster - Universitaetsklinikum Muenster [Germany]
2 RUB - Ruhr University Bochum = Ruhr-Universität Bochum
3 Inselspital - Bern University Hospital [Berne]
4 CPTP - Centre de Physiopathologie Toulouse Purpan
5 Pôle Neurosciences [CHU Toulouse]
6 Max Planck Institute of Psychiatry
7 TUM - Technische Universität Munchen - Technical University Munich - Université Technique de Munich
8 University Medical Center of the Johannes Gutenberg-University Mainz
9 CHU Toulouse - Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse
10 Institut Fédératif de Biologie (IFB)
11 Philipps Universität Marburg = Philipps University of Marburg
12 UNIA - Universität Augsburg [Deutschland] = University of Augsburg [Germany] = Université d'Augsburg [Allemagne]
13 Leipzig University / Universität Leipzig
14 Heinrich Heine Universität Düsseldorf = Heinrich Heine University [Düsseldorf]
15 UKE - Universitaetsklinikum Hamburg-Eppendorf = University Medical Center Hamburg-Eppendorf [Hamburg]
16 University of Regensburg
17 SyNergy - Munich Cluster for systems neurology [Munich]
18 Charité - UniversitätsMedizin = Charité - University Hospital [Berlin]
19 BIH - Berlin Institute of Health
20 MHH - Medizinische Hochschule Hannover = Hannover Medical School
21 Universitätsklinikum Ulm - University Hospital of Ulm
22 University Hospital of Cologne [Cologne]
23 Heidelberg University Hospital [Heidelberg]
24 University of Rostock
25 Eberhard Karls Universität Tübingen = University of Tübingen
26 Institute of Translational Medicine, University of Liverpool
Frank Weber
Uwe Zettl
Susanne Rothacher
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Stephanie Starke
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Judith Bellmann-Strobl
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Janina Behrens
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Jan-Markus Dörr
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Rene Giess
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Joseph Kuchling
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Ludwig Rasche
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Andrew Chan
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Aiden Haghikia
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Caroline Papeix
Catherine Lubetzki
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Patrick Vermersch
Mikael Cohen
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Lucien Rumbach
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Résumé

Multiple sclerosis (MS) disease risk is associated with reduced sun-exposure. This study assessed the relationship between measures of sun exposure (vitamin D [vitD], latitude) and MS severity in the setting of two multicenter cohort studies (n NationMS = 946, n BIONAT = 990). Additionally, effect-modification by medication and photosensitivity-associated MC1R variants was assessed. High serum vitD was associated with a reduced MS severity score (MSSS), reduced risk for relapses, and lower disability accumulation over time. Low latitude was associated with higher vitD, lower MSSS, fewer gadolinium-enhancing lesions, and lower disability accumulation. The association of latitude with disability was lacking in IFN-β-treated patients. In carriers of MC1R:rs1805008(T), who reported increased sensitivity toward sunlight, lower latitude was associated with higher MRI activity, whereas for noncarriers there was less MRI activity at lower latitudes. In a further exploratory approach, the effect of ultraviolet (UV)-phototherapy on the transcriptome of immune cells of MS patients was assessed using samples from an earlier study. Phototherapy induced a vitD and type I IFN signature that was most apparent in monocytes but that could also be detected in B and T cells. In summary, our study suggests beneficial effects of sun exposure on established MS, as demonstrated by a correlative network between the three factors: Latitude, vitD, and disease severity. However, sun exposure might be detrimental for photosensitive patients. Furthermore, a direct induction of type I IFNs through sun exposure could be another mechanism of UV-mediated immune-modulation in MS.
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Patrick Ostkamp, Anke Salmen, Béatrice Pignolet, Dennis Görlich, Till Andlauer, et al.. Sunlight exposure exerts immunomodulatory effects to reduce multiple sclerosis severity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2021, 118 (1), pp.e2018457118. ⟨10.1073/pnas.2018457118⟩. ⟨hal-03659860⟩
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