Míra citrulinace histonu H3 ve spojitosti s fyziologickými projevy neutrofilů a typem jejich buněčné smrti

Bc. Adéla Hronová

Master's thesis

The extent of histone H3 citrullination and its relation to physiological manifestations of neutrophils and their cell death type

Abstract:

Zralé neutrofilní granulocyty jsou vnímány jako plně diferencované imunitní buňky, které jsou připravené na setkání s cizorodým agens pro zahájení fagocytózy, produkci reaktivních kyslíkových metabolitů, uvolnění antimikrobiálních peptidů a tvorbu neutrofilních extracelulárních pastí (NETs). Značnou část NETs tvoří histonové proteiny, které mohou podléhat různým post-translačním modifikacím. Jednou z těchto modifikací je citrulinace, zprostředkovaná enzymem peptidylarginindeiminasou (PAD). Citrulinace argininových zbytků v histonech, kterou umožňuje izoforma PAD4, navozuje oslabení interakcí mezi DNA a histony, které vede k dekondenzaci chromatinu – zásadnímu kroku během NETózy. Tato práce se zabývala vlivem citrulinace histonu H3 na fyziologické projevy lidských neutrofilů – jejich oxidativní vzplanutí, aktivitu myeloperoxidasy (MPO) a uvolnění cytokinů. Za použití dvou inhibitorů, Cl-amidinu a pro PAD4 více specifického TDFA, se podařilo prokázat, že citrulinace histonu H3 může mít vliv na fyziologické projevy neutrofilů. Vápníkový ionofor navodil aktivaci PAD, avšak projevy této aktivace (uvolnění IL-8 z neutrofilů a aktivita MPO) byly inhibovatelné za použití Cl-amidinu a TDFA. U oxidativního vzplanutí neutrofilů byl prokázán různý inhibiční účinek s předpokladem, že Cl-amidine ovlivňuje citrulinaci i jiných proteinů než histonů.

Abstract:

Mature neutrophil granulocytes are considered as terminally differentiated immune cells, which are prepared for encounter with foreign agent for initialization of phagocytosis, production of reactive oxygen species, release of antimicrobial peptides and formation of neutrophil extracelular traps (NETs). Histone proteins are abundant component of NETs and can undergo various post-translational modifications. Citrullination is one of these modifications caused by enzyme peptidylarginine deiminase (PAD). Citrullination of arginine residues in histones caused by isoform PAD4 induces weakening of the histone – DNA interactions, which leads to chromatin decondensation – essential step during NETosis. In this thesis we studied effect of citrullination of histone H3 on physiological manifestations of human neutrophils – oxidative burst, activity of myeloperoxidase (MPO) and release of cytokines. Using two inhibitors, Cl-amidine and more PAD4 specific TDFA, the impact of citrullination of histone H3 on physiological manifestations of neutrophils has been demonstrated. Calcium ionophore activated PAD, but manifestations of this activation (release of IL-8 from neutrophils and activity of MPO) could be inhibited by Cl-amidine and TDFA. Result from oxidative burst showed different inhibitory effect supposing impact of Cl-amidine on citrullination of other proteins.

Keywords

Neutrofil, Histon H3, Citrulinace, Peptidylarginindeiminasa, Neutrophil, Histone H3, Citrullination, Peptidylarginine deiminase

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 11. 6. 2018
• Supervisor: RNDr. Milan Číž, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. Antonín Lojek, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Bioanalyst - Specialist in Laboratory Methods