Egészséges egyénekben nap, mint nap sejtek milliárdjai halnak el apoptózis révén. Ha az elhalt sejtek fagocitózis útján történő eltakarítása (amit egyre szélesebb körben efferocitózisnak neveznek) nem kellően hatékony, az apoptótikus sejtek szekunder nekrózisa következik be, ami következményesen a pro-inflammatórikus sejttartalom extracelluláris térbe áramlásához, a környező szövetek károsodásához és krónikus gyulladáshoz vagy akár autoimmunitással járó betegségek kialakulásához is vezethet. Az efferocitózis tanulmányozása olyan gyógyszertámadáspontok azonosításához vezethet, melyek új kezelési stratégiák részévé válhatnak olyan betegségek kapcsán, ahol az elhalt sejtek eltakarításának zavara fontos pathogenetikai tényező. Az apoptótikus sejtek eltakarításának első lépése során az elhalt sejtekből kiáramló ún. „find-me” szignálokat érzékelő makrofágok kemotaktikus migráció révén az apoptótikus sejtek közelébe vándorolnak. A vándorlás során polarizálódó makrofágok vezető oldalukon ATP-t bocsátanak ki, ami extracellulárisan ADP-re, AMP-re, majd adenozinra bomlik, majd a sejtfelszíni purinerg receptorokhoz kötődnek. Korábbi tanulmányok igazolták, hogy a kemotaktikus szignálokon kívül ezen autokrin purinerg jelátvitelre is szükség van a kemotaktikus jelek felerősítéséhez ill. irányított mozgássá alakításához (Kronlage et al., 2010). Kísérleteink első részében az adenozin A3 receptorok (A3R) szerepét vizsgáltuk a makrofágok apoptótikus timociták irányába történő kemotaktikus vándorlásának szabályozásában. In vitro és in vivo kísérleti módszerek eredményeivel támasztottuk alá, hogy az autokrin purinerg jelátvitel szükséges a makrofágok apoptótikus timociták irányába történő vándorlása során a mozgás sebességének és direkcionalításának fenntartásához. Az adenozin receptorokhoz kötődő jelátvitel eredményeink alapján önmagában képes hatékony sejtmigrációt biztosítani, de csak abban az esetben, ha szimultán A3R és A2R aktiváció is bekövetkezik. Bár az A3R elvesztése önmagában nem befolyásolja a makrofágok fagocitózis kapacitását, az intraperitoneálisan befecskendezett apoptótikus timociták az A3R hiányos makrofágok zavart kemotaktikus navigációs képessége miatt lassabban kerültek felvételre. Eredményeink igazolják a makrofág A3R jelentőségét a kemotaktikus mozgás direkcionalitásának szabályozásában és ezzel összefüggésben az apoptótikus timociták in vivo intraperitoneális eltakarításának zavartalanságában. Érdekes módon az A3R elvesztése nem befolyásolta a dexamethasone kezelést követően timuszban zajló efferocitózist. A dolgozat második felében az elhalt sejtek bekebelezésének hátterében zajló jelátviteli folyamatok vizsgáltát célzó kísérleteink mutatom be. Megerősítettük, hogy az elhalt sejtek lipidjei által aktivált lipid érzékelő liver X receptor (LXR) stimulációja számos efferocitózis kapcsolt molekula génje mellett az endogén retinoid produkcióért felelős enzimek génjeit is indukálja. Az endogén retinoid szintézis egy nem-klasszikus, ismeretlen retinoid termeléséhez vezet a makrofágokban. Az ismeretlen retinoid a tömegspektrometriás analízis alapján egy dihidro-retinsav származék lehet, melynek megjelenése további fagocitózis kapcsolt receptorok indukciójához, pl.: TG2, vezet a retinsav receptorok aktivációján keresztül. A retinoid szintézis gátlása az LXR stimuláció hatására bekövetkező fagocitózis fokozódás elmaradását eredményezi. Eredményeink arra utalnak, hogy az LXR aktivációt követően megfigyelhető fagocitózis fokozódás több direkt LXR és indirekt módon endogén retinoid produkcióhoz köthetően szabályozott gén megváltozott kifejeződésével áll kapcsolatban. Mindezek alapján azon kórfolyamatokban, melyekben az apoptótikus sejtek eltakarításának zavara megfigyelhető felmerül a retinoidok potenciális terápiás alkalmazása az elhalt sejtek fagocitózisának fokozása céljából.

In healthy individuals, billions of cells die by apoptosis every day. Removal of the dead cells by phagocytosis (a process called efferocytosis) must be efficient to prevent secondary necrosis and the consequent release of pro-inflammatory cell contents that damages the tissue environment and provokes chronic inflammation or even autoimmunity. That is why by studying these processes, potential pharmacological targets can be identified, influence of which might be used in the treatment of chronic inflammatory diseases. The first step in the clearance of apoptotic cells is chemotactic migration of macrophages towards the apoptotic cells guided by “find-me” signals released by the dying cells. Upon sensing the chemotactic signals, macrophages release ATP. ATP is extracellularly degraded to ADP, AMP and adenosine to trigger purinergic receptors concentrated at the leading edge of the cell. Previous studies have shown that in addition to the chemotactic signals, this purinergic autocrine signaling is also required to amplify and translate chemotactic signals into directional motility (Kronlage et al., 2010). In the first part of our studies the involvement of adenosine A3 receptors (A3R) was analyzed in the chemotactic migration of macrophages directed by apoptotic thymocyte-derived “find-me” signals. We demonstrate in vitro and in vivo, that the purinergic autocrine signaling is required for maintaining both the velocity and the directionality of macrophage migration towards the apoptotic thymocytes. Adenosine receptor signaling alone seems to be sufficient to sustain proper chemotactic migration, but only simultaneous A2R and A3R signaling can act so. Though loss of A3Rs does not affect the phagocytotic capacity of macrophages, intraperitoneally-injected apoptotic thymocytes were cleared with a delayed kinetics by A3R null macrophages due to the impaired chemotactic navigation. Our data demonstrate the involvement of macrophage A3Rs in the proper chemotactic navigation and consequent in vivo clearance of apoptotic cells in the peritoneum. Interestingly, loss of A3Rs did not affect the in vivo clearance of apoptotic thymocytes in the dexamethasone-treated thymus. In the second part of my thesis, our studies related to the signaling pathways regulating the efferocytotic engulment machinery are presented. We have confirmed that upon activation of the lipid-sensing liver X receptor (LXR), that is physiologically ligated by the lipid content of the apoptotic cells, the expression of several efferocytosis related molecules’ and that of retinaldehyde dehydrogenases’ genes are induced. Induction of endogenous retinoid synthesis leads to the production of a nonclassical retinoid. Based on our retinoid analysis, this compound might be a dihydro-retinoic acid derivative. The novel retinoid then contributes to the upregulation of further phagocytic receptors including TG2 by ligating retinoic acid receptors. Inhibition of retinoid synthesis prevents the enhanced phagocytic uptake induced by LXR ligation. Our data indicate that stimulation of LXR enhances the engulfment of apoptotic cells via regulating directly and indirectly the expression of a range of phagocytosis-related molecules, and its signaling pathway involves the synthesis of a nonclassical retinoid. We propose that retinoids could be used for enhancing the phagocytic capacity of macrophages in diseases where impaired phagocytosis of apoptotic cells plays a role in the pathogenesis of the disease.