Interakce salmonel se savčími makrofágy in vitro

Mgr. Jaroslav Juráček

Bachelor's thesis

Interaction of Salmonella with mammalian macrophages in vitro

Abstract:

Salmonella představuje významný střevní patogen schopný infikovat široké spektrum hostitelů, včetně člověka. Pro invazi do hostitelského organismu a následnou multiplikaci je vybavena množstvím genů, které jsou lokalizovány v tzv. ostrovech patogenity. Jedním z nejdůležitějších ostrovů patogenity je SPI-1, který je zodpovědný právě za invazi do nefagocytujících i fagocytujících buněk, ale v případě, že je salmonela makrofágem pohlcená i jeho pyroptózu. Tento děj probíhá po aktivaci enzymu kaspáza-1, který navíc aktivuje i IL-1β a IL-18 a tím se rozvíjí zánětlivá odpověď tkáně. V této práci byla sledována odezva prasečích plicních makrofágů na infekci S. Typhimurium a S. Enteritidis a jejich ΔSPI1 mutanty. Stanovením exprese vybraných cytokinů po infekci bylo zjištěno, že navzdory nízké invazivitě dokáží ΔSPI1 mutanti vyvolat vyšší transkripci zkoumaných cytokinů než divoké kmeny obou serotypů. Podobnou odpověď jako ΔSPI1 mutant vyvolával mutantní kmen ΔsipB, defektní v jednom konkrétním efektorovém proteinu. Výsledky experimentů tak ukazují, že SPI-1 je zodpovědný i za potlačení produkce cytokinů v makrofágu a klíčovým genem v rámci SPI-1, který za tuto schopnost odpovídá, je zřejmě sipB.

Abstract:

Salmonella is an important intestinal pathogen, which can infect broad range of hosts, including man. For this purpose, Salmonella possess many genes responsible for invasion, surviving and multiplication in the host cells. These virulence genes are often localized on so-called Salmonella Pathogenicity Islands (SPI). One of the biggest and the most important pathogenicity islands is SPI-1. This genomic island is responsible for invasion into phagocytic but also non-phagocytic cells. When Salmonella is devoured by macrophage, SPI-1 effector protein sipB activates caspase-1 One of the functions of this enzyme is the cleavage of the precursors of IL-1β and IL-18 into active forms which results into cell death via pyroptosis. This process is proinflammatory and helps to development of immune response. In this study we monitored response of porcine alveolar macrophages to infection caused by S. Typhimurium and S. Enteritidis and their isogenic ΔSPI1 mutants. We found out, that despite low invasion, ΔSPI1 mutants induced higher transcription of proinflammatory cytokines, than the wild type. The strain, which induced similar response as ΔSPI1, was sipB mutant. Results shoved, that SPI-1, in addition to invasion into host cells and induction of pyroptosis, can suppress cytokine production in the macrophages This feature was found to be sipB dependent and it is highly probable, that sipB is responsible for this behavior.

Keywords

Salmonella, SPI-1, makrofág, kaspáza-1, potlačení produkce cytokinů, sipB, macrophage, caspase-1, suppression cytokine production

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 5. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 15. 6. 2010
• Supervisor: doc. RNDr. Ivan Rychlík, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biochemistry / Biochemistry