Investigation of the role of cGAMP in differentiation of T lymphocytes
T lenfosit farklılaşması üzerine cGAMP'ın rolünün incelenmesi
- Tez No: 444574
- Danışmanlar: PROF. DR. İHSAN GÜRSEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Genetik, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: cGAMP, STING, T lenfositleri, apoptoz, immün cevap, adjuvan, cGAMP, STING, T lymphocytes, apoptosis, immune response, adjuvant
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 117
Özet
STING, hem patojen ve konağın kendi sitozolik çift iplikli DNA (çiDNA) sının hem de mikrop kaynaklı siklik di-nükleotidlerin tanınmasında önemli bir mediyatördür. STING ya DNA'nın kendisini ya da cGAMP molekülünü tanır. cGAMP molekülü DNA'nın cGAS enzimine bağlanması sırasında ATP ve GTP'nin dönüştürülmesiyle oluşmaktadır. Hücre içi patojenlere karşı geliştirilen strateji STING'i ideal bir hedef yaptığı gibi, konağın kendi DNA'sının tanınması sonucu verilen tepki tümöre karşı geliştirilen immün yanıt açısından önemlidir. Daha önceki çalışmalar göstermiştir ki; kanser hücrelerinden salınan DNA, makrofaj ve dendiritik hücreler gibi doğal bağışıklık sistemi hücreleri tarafından tümör mikro çevresinde hücre içine alınır. Bu internalizasyon STING'in tetiklediği yolak üzerinden IFN-β ve IL-6, TNF-α, ve IL-12 gibi diğer pro-enflammatuar sitokinlerin salınımını tetikler. Daha sonra bu sitokinler IFNγ üretimini artırarak CD8+ T hücrelerinin sitotoksik aktivitelerini artırırlar. Aşı adjuvanlarının öne çıkan özelliklerinden biri de T hücre bağışıklığının artırılmasını sağlamaktır. Bu sebeple cGAMP gibi siklik di-nükleotidler hücre içi patojen ve kanser hücrelerine karşı önemli ve etkili bir aşı adjuvanıdırlar. STING'i aktive eden siklik di-nükleotidler özgün ve potansiyel aşı adjuvanları olarak öngörülseler de, STING mekanizmasının farklı bağışıklık sistemi hücreleri üzerindeki etkilerinin açığa çıkarılması için daha kapsamlı bir çalışma gerekmektedir. Bu çalışmalar, başarılı insan deneylerinin başlamasının önünü açacaklardır. Aşı adjuvan geliştirirken, immün tepkinin niteliği, şiddeti ve toksik yan etkileri önemli kriterler arasında yer almaktadır. Bu kriterleri belirmek için doğal ve sonradan kazanılan bağışıklık sistemi hücrelerinin tümü göz önünde bulundurulmalıdır. Fakat, şu ana kadar yapılan tüm çalışmalar cGAMP etkisinin sadece doğal bağışıklık sistemi üzerine etkilerini araştırmaktadır. Bugüne dek, T hücrelerinde STING yolağının aktivasyon şelalesini açıkça gösteren hiç bir çalışma bulunmamaktadır. Bu bulgular ışığında, biz bu çalışmada cGAMP'ın T hücreleri üzerindeki direkt etkisini ve fonksiyonunu araştırmayı amaçladık. Bu alanda herhangi bir ön veri olmadığı için ilk olarak Pan T hücreleri sadece cGAMP veya cGAMP ile birlikte bazı TLR ligandlarıyla stimüle edildiler. Bu stimülasyon sonucunda, sitokin profilleri ve hücrelerin durumu kontrol edildi. Şaşırtıcı bir şekilde, cGAMP 2.5μg/ml dozu makrofaj ya da dendiritik hücreler üzerinde hiç bir etki göstermezken, T hücreleri üzerine toksik etkisi olmuştur. Hücre ölümü etkisi yanı sıra, cGAMP, Pan T hücreleri içindeki hem CD4+ hem de CD8+ T hücrelerinin IL-17 salınımı ilginç şekilde artırmıştır. Bunun yanı sıra; Pan T hücreleri içinde CD4+/CD8+ oranı ciddi şekilde artmıştır. Bu sonuçlardan sonra, IL-17 kaynağını aramayı hedefledik. cGAMP'ın IL-17 indükleme kapasitesi farelerden pürifiye eldilen CD4+ T hücreleri üzerinde araştırılmıştır. Beklenmedik bir şekilde, cGAMP CD4+ T hücreleri üzerinde toksik etki gösterip, IL-17 salınımını etkilememiştir. Bundan sonra, cGAMP'ın Pan T üzerine olan toksik etkisini IL-17 salınımını etkilemeyecek şekilde azaltan bir durum bulmayı amaçladık. Pan T hücreleri cGAMP ve R848 (TLR7 ligandı) ile stimüle edildiğinde IL-17 salınımı artarken, toksik etkinin azaldığı gözlemlenmiştir. Son olarak, cGAMP ile stimüle edilmiş T hücrelerinin potansiyeli araştırılmıştır. Sonuçlarımıza göre, cGAMP ile stimüle edilmiş T hücrelerinin salgıları makrofaj aktivasyonuna yol açmıştır. Tüm bunlar göz önüne alındığında, sonuçlarımız T hücrelerinin cGAMP kullanılarak STING'e bağlı direkt aktivasyonları ve buna bağlı makrofajlar üzerine etkilerinin immünoterapötik amaçlar üzerine kullanılmasına dikkat çekmektedir. Ayrıca, IL-17 salınımı önemli bir bulgu olmakla beraber, mukozal enfeksiyonlara ve kansere karşı aşı adjuvanı olarak koşullanabilir.
Özet (Çeviri)
STING is the pivotal mediator for the recognition of host and pathogenic cytosolic dsDNA as well as cyclic di-nucleotides metabolites from microbes. STING can either recognize DNA itself or sense the presence of cGAMP, which is converted from ATP and GTP upon DNA binding to cGAS enzyme. Not only strategy against intracellular pathogens makes STING an ideal target, but also the recognition of DNA from host cells has a significant role in tumor immunity. Previous studies demonstrated that DNA released from cancerous cells are internalized by innate immune cells such as macrophages and dendritic cells in tumor microenvironment and trigger the production of IFN-β and other pro-inflammatory cytokines including IL-6, TNF-α, and IL-12 through STING triggered signaling pathway. These cytokines then enhance cytotoxic activity of CD8+ T cells by further increasing IFNγ production. Since enhanced T cell immunity is the hallmark of vaccine adjuvants, cyclic di-nucleotides such as cGAMP become an important and effective vaccine adjuvants against intracellular pathogens and malignant cells. Although STING activating cyclic di-nucleotides are envisioned as novel and potent vaccine adjuvants, more thorough research is needed to unearth the mechanism of action of STING on different immune cells. Therefore, it will pave the way for the initiation of successful human trials. The important criteria while developing vaccine adjuvant are the magnitude, and the quality of an immune response and its toxic side effects. To identify these, members of the both innate and adaptive immune system should be taken into account. However, previous studies merely focus on the function and effect of cGAMP in innate immune cells such as macrophages, monocytes and dendritic cells. However, to date there is no explicit study investigating the effect of STING signaling cascade on T-cells. In the light of these findings, we aimed to investigate the direct effect and function of cGAMP on T lymphocytes. Since there were not any preliminary data, we firstly stimulated Pan T cells with cGAMP alone or together with various TLR ligands and then, checked the cytokine profiles and the viability of cells. Surprisingly, 2.5μg/ml dose of cGAMP had a toxic effect on T cell but not on bone marrow derived dendritic cells and macrophages. While cGAMP triggered cell death, interestingly IL-17 secretion from both CD4+ and CD8+ T cells was dramatically increased. Beside, cGAMP stimulation drastically increased CD4+/CD8+ T cells ratio of Pan T cells population. Next, we sought to identify the source of IL-17. The IL17 inductive capacity of cGAMP was investigated on purified CD4+ T cells from mice. Unexpectedly, data revealed that cGAMP elicited apoptosis of CD4+ T cells. Moreover, there was no significant induction of IL-17 secretion. Next, we aimed to find a condition that will reduce the toxic effect of cGAMP, while maintaining IL-17 secretion. When Pan T cells were stimulated with cGAMP and R848 (a TLR7 ligand), the toxic action of cGAMP decreased while IL-17 secretion was enhanced. Lastly, the potency of T cells stimulated with cGAMP was investigated. According to our results, macrophages were activated in the presence of conditioned medium obtained from T cells stimulated with cGAMP. When taken together our findings point out that STING dependent direct activation of T-cells via cGAMP and its subsequent effect on macrophages might be utilized as an immunotherapeutic approach where IL17 induction is important and could be harnessed as vaccine adjuvants against mucosal infections or against cancer.
Benzer Tezler
- İnsan endometriyum stroma hücrelerinde in vitro desidualizasyon gelişiminin incelenmesi
Examination of in vitro decidualization in human endometrial stromal cells
EBRU KARAKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Histoloji ve Embriyolojiİstanbul Bilim ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERAL KOYUTÜRK
- Muskarinik reseptör alt tiplerinde İmperialin' in antagonistik etkisinin in vitro araştırılması
Antagonistic affinity profile of Imperialine on different subtypes of muscarinic receptors
HÜSEYİN AKBULUT
- Sıçan izole torasik aorta preparatlarında asitretinin damar gevşetici etki mekanizmasının araştırılması
Investigation of the mechanism of vascular relaxing effect of acitretin in isolated rat thoracic aorta preparations
OĞUZHAN EKİN EFE
Doktora
Türkçe
2020
Eczacılık ve FarmakolojiBaşkent ÜniversitesiFarmakoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGA REŞAT AYDOS
- Preeklampsi olgularında visinin like protein-1 düzeylerinin araştırılması
Investigation of visin like protein-1 levels in patients of preeclampsia
NESLİHAN ASLAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
Kadın Hastalıkları ve DoğumFırat ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİH BURÇİN KAVAK
- Kilo alımı ile ilişkili olabilecek BDNF ve dopamin D2 reseptörü gen varyasyonlarının incelenmesi
Investigation of BDNF and dopamine D2 receptor gene variations related to weight gain
FATIMA HİLAL BEKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Moleküler Tıpİstanbul ÜniversitesiMoleküler Tıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN GÜROL