Studium aktivačního potenciálu dendritických buněk

Bc. Kateřina Hápová

Master's thesis

Study of activation potential of dendritic cells

Abstract:

Dendritické buňky (DB) mají klíčovou úlohu ve spojení vrozené a adaptivní imunity. V periferních tkáních zachycují antigeny, vlivem cytokinů a signálů nebezpečí pak během migrace do lymfatických uzlin podstupují proces zrání a v lymfatických uzlinách aktivují CD4+ a CD8+ T-lymfocyty. DB mohou v závislosti na sekretovaných cytokinech polarizovat imunitní odpověď a stimulovat výkonné buňky s odlišnými funkcemi. Tato jedinečná schopnost DB zahajovat imunitní odpověď může být využita v imunoterapii nádorových a infekčních onemocnění. Nicméně dosud je k tomuto účelu využíváno mnoho odlišných metod kultivace a kombinací cytokinů a chybí jednotný postup. Cílem této práce bylo srovnat pět různých postupů přípravy a kultivace DB z monocytů a vliv těchto podmínek na zrání, produkci cytokinů, migraci a schopnost DB stimulovat T-lymfocyty. Monocyty byly izolovány z mononukleárních buněk periferní krve a inkubovány s GM-CSF (faktor stimulující kolonie granulocytů a makrofágů) a IL-4 (interleukin-4) po dobu šesti dní (IL-4 DB) nebo s GM-CSF a IFN-α (interferon-α) tři dny (IFN-α DB), aby byly získány nezralé dendritické buňky. Všechny buňky byly poté naloženy nádorovými antigeny. IL-4 DB byly pak maturovány vlivem TNF (faktor nekrotizující nádory)-α a IFN-γ, LPS (lipopolysacharid) a IFN-γ nebo LPS, zatímco IFN-α DB byly maturovány vlivem LPS nebo byly kultivovány bez maturačních cytokinů. Zjistili jsme, že buňky ovlivněné LPS/IFN-γ účinně stimulovaly T-lymfocyty a produkovaly více imunostimulačního cytokinu IL-12 než všechny ostatní varianty DB. Oba typy IFN-α DB vykazovaly lepší kapacitu ve stimulaci alogenních i autologních T-lymfocytů než IL-4 DB. Tyto naše poznatky mohou být využity v další optimalizaci postupů maturace dendritických buněk pro jejich budoucí klinické použití v imunoterapii.

Abstract:

Dendritic cells (DC) play a key role in linking innate and adaptive immunity. They take up antigens in the peripheral tissues, during of migration to the draining lymph nodes they undergo maturation processes under the influence of cytokines and danger signals and in lymph nodes they activate CD4+ and CD8+ T cells. Depending on the cytokines they secrete, DC can polarize immune responses and stimulate effector cells with different functionality. This unique ability of dendritic cells to initiate immune responses can be applied for immunotherapy of cancer or infectious diseases. However, many different cultivation methods and cytokines combinations are used for this purpose and there is no common protocol. The aim of this thesis was comparison of five different methods of DC preparation and cultivation from monocytes and effect of these conditions on maturation, cytokine production, migration and the ability of DC to stimulate T cells. Monocytes were isolated from peripheral blood mononuclear cells and incubated with GM-CSF (granulocyte-monocyte colony-stimulating factor) and IL (interleukin)-4 for six days (IL-4 DC) or with GM-CSF and IFN (interferon)-α for three days (IFN-α DC) to generate immature dendritic cells. All DC variants were then loaded with tumour antigens. IL-4 DC were then matured with TNF (tumour necrosis factor)-α and IFN-γ, LPS (lipopolysaccharide) and IFN-γ or LPS only. IFN-α DC were matured with LPS or were cultured without any added cytokines. We found out that DC matured with LPS/IFN-γ stimulated effectively T cells effectively and produced higher levels of IL-12 than all remainig DC variants. Both types of IFN-α DC showed stronger capacity in allogeneic and autologous T cells stimulation compared to IL-4 DC. Our findings can be applied in further optimization of DC maturation protocols for their future clinical use in immunotherapy.

Keywords

dendritické buňky, T-lymfocyty, imunoterapie, dendritic cell, T lymphocyte, immunotherapy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 5. 2012

Thesis defence

• Date of defence: 5. 6. 2012
• Supervisor: prof. MUDr. Jaroslav Michálek, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biology / General Biology