Vliv aktivace PRR receptorů na diferenciaci, obměnu a osud monocytů

Bc. Ivana Andrejčinová

Master's thesis

The role of pattern recognition receptor activation in differentiation, turnover and fate of monocytes

Abstract:

Bakteriální a mykotické patogeny jsou nejčastější příčinou systémové infekce vedoucí k sepsi. Monocyty jsou hlavním zdrojem efektorových molekul klíčových pro kontrolu rozvoje sepse. V průběhu sepse monocyty prodělají intenzivní změnu fenotypu, která je regulována aktivací transkripčních faktorů především NF-κB, NFAT a HIF-1α. Jejich aktivita je závislá na signalizaci přes pattern recognition receptory (PRRs), nicméně, mechanismus kterým jsou tyto transkripční faktory zapojeny v imunitní odpovědi monocytů a především jejich eventuální spolupráce nejsou dostatečně popsány. Za účelem lepšího pochopení těchto mechanismů jsme připravili stabilní NF-κB, NFAT a HIF-1α reportérové linie jako alternativní model odpovědi monocytů. Tyto linie byly stimulovány mykotickými a bakteriálními ligandy. Současně jsme analyzovali genové transkripty regulované specificky těmito transkripčními faktory v monocytech izolovaných z periferní krve zdravých dárců stimulovaných mykotickými a bakteriálními ligandy. Dále jsme pomocí konfokální mikroskopie zobrazili lokalizaci NF-κB, NFAT a HIF-1α v PRR stimulovaných monocytech a také v monocytech izolovaných ze septických pacientů v různých časech od začátku sepse. Inhibice NF-κB, NFAT a HIF-1α jejich specifickými inhibitory ukázala rozdíly v regulaci genové exprese. Dále jsme pozorovali zvýšenou translokaci transkripčních faktorů u monocytů izolovaných z krve septických pacientů v porovnání se zdravým dárcem. Vyhodnocení dalších dat translokace transkripčních faktorů v kohortě septických pacientů stejně tak jako jejich vzájemná spolupráce bude pokračovat. Dosažené výsledky pomohou lepšímu pochopení molekulárních mechanismů kontrolujících odpověď monocytů a případné modifikaci některých diagnostických nebo terapeutických postupů při sepsi.

Abstract:

Bacterial and fungal pathogens are the most common cause of systemic infection called sepsis. Monocytes are the major source of effector molecules with the key role in sepsis control and development. As sepsis progresses, monocytes undergo profound changes in their phenotype, which are believed to be regulated by transcription factors downstream pattern recognition receptors (PRRs), including NF-κB, NFAT and HIF-1α. However, the mechanisms of the transcription factors engagement in monocyte responses, or especially their eventual crosstalk is not well defined. In order to understand deeper these mechanisms, we established stable NF κB, NFAT and HIF-1α reporter lines as alternative models of monocyte responses and challenged them with fungal and bacterial stimuli. Similarly, we analysed the transcripts regulated by specific transcription factors in peripheral blood monocytes stimulated with fungal and bacterial ligands. Furthermore, we visualized and quantified the nuclear localization of NF-κB, NFAT and HIF 1α in PRR-stimulated primary monocytes and monocytes obtained from septic patients in different timepoints using confocal microscopy. In conclusion, specific blocking of NF κB, NFAT and HIF 1α by their respective inhibitors revealed the differences in gene expression in monocytes. In addition, we observed stronger nuclear localization of NF κB, NFAT and HIF-1α in septic monocytes compared to monocytes from a healthy donor. Further evaluation of the transcription factor translocation in the septic patient cohort as well as their eventual crosstalk in developing sepsis is in progress. The results presented here will help to better understand the molecular mechanisms of monocyte responses and the importance of eventual changes in diagnosis and therapy of human sepsis.

Keywords

pattern recognition receptory, NF-κB, NFAT, HIF-1α, monocyt, buněčná signalizace, sepse

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2019
• Supervisor: Mgr. Jan Frič, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Biochemistry