Modulation of human dendritic cell functionality by endotoxin tolerance and by the mammalian target of rapamycin

Fekete, Tünde

Modulation of human dendritic cell functionality by endotoxin tolerance and by the mammalian target of rapamycin

dc.contributor.advisor	Rajnavölgyi, Éva
dc.contributor.author	Fekete, Tünde
dc.contributor.department	Molekuláris sejt- és immunbiológia doktori iskola	hu
dc.contributor.submitterdep	DE--Általános Orvostudományi Kar -- Immunológiai Intézet
dc.date.accessioned	2014-12-11T10:39:40Z
dc.date.available	2014-12-11T10:39:40Z
dc.date.created	2014	hu_HU
dc.date.defended	2014-12-17
dc.description.abstract	DCs are the most efficient antigen presenting cells that are widely distributed across various organs and tissues in the human body. Upon encounter with foreign antigens or altered self-antigens DCs become activated and initiate T cells to respond with unique functions and cytokine profile, which characteristics renders DCs potential targets for immune-based therapies. To date, DC-based immunotherapy has been broadly explored for the treatment of patients with cancer or infectious diseases; however, the overall efficacy of DC vaccines needs to be improved. To enable the development of DC-based immunotherapy we need to gain a better understanding of DC biology. The goal of the present study was to investigate DC functionality in the context of endotoxin tolerance and mTOR inhibition both of which conditions have a potentially high clinical relevance. We found that a brief pre-treatment of differentiating DCs with LPS alone or in combination with other activation stimuli resulted in persistent inactivation of moDCs. A wide range of stimulatory signals could also desensitize developing moDCs for subsequent activation by LPS and synergistic activation signals did not prevent the cells from functional exhaustion. In response to a second LPS-stimulus we detected a completely blocked induction of inflammatory cytokine genes in LPS-tolerized moDCs implying a robust impairment of the signaling cascade leading to DC activation. Studying the role of a wide variety of DC-inhibitory mechanisms we found that SOCS1, STAT3, SLAM, miR-146 and IL-10 induced by early exposure to LPS exerted only a short-term inhibitory effect on the production of IL-12. However, none of the tested molecules played an essential role in the induction of tolerance to further stimulatory signals. Next we demonstrated that the PI3K/mTOR pathway is indispensable for eliciting intact type I and III IFN responses in moDCs stimulated with polyI:C. Similarly to moDCs, the mTOR-mediated regulation is also essential to the production of type I and III IFNs in circulating CD1c+ DCs. The inhibition of mTOR functionality by rapamycin impaired the phosphorylation of IRF3 and also a few members of the MAPK family suggesting that mTOR contributes to the activation of multiple signaling pathways in the presence of viral antigens. Furthermore, rapamycin-treated moDCs showed decreased capacity to prime IFNγ secretion by naive CD8+ T-lymphocytes. Our novel results give a better insight into the regulation of DC functionality by factors controlling the activation signals induced by various microbial stimuli. Az emberi szervezet szinte minden szervében és szövetében fellelhető dendritikus sejtek (DS) hatékony antigén prezentáló sejtekként működnek. Megváltozott saját vagy testidegen struktúrákat felismerve aktiválódnak és antigén-specifikus T-sejt választ váltanak ki. E különleges képességüknek köszönhetően a DC-ek sokrétű szabályozó funkcióval rendelkeznek és immunterápiás eljárások fejlesztésére is alkalmasak. A DC-alapú vakcinák alkalmazási lehetőségeit vírus fertőzések és tumorok kezelésére széles körben vizsgálják, de a terápiás vakcinák megfelelő hatékonyságának fokozása a DC-ek összetett működésének mélyebb szintű megismerését igényli. A jelen tanulmány a DS funkciók két eltérő, a klinikai alkalmazás szempontjából kiemelten fontos vonatkozására, az endotoxin tolerancia és az mTOR általi gátló folyamatok mechanizmusának felderítésére összpontosít. Kísérleteink azt igazolták, hogy a bakteriális lipopoliszachariddal történő 2 napos előkezelés a moDC funkciók gátlásához vezet. Ezt a hatást az aktivációs jelek széles skálája képes kiváltani és az így válaszképtelenné tett DC-ek funkcióit az együttesen alkalmazott aktivációs jelek sem képesek felfüggeszteni. Mivel a LPS-dal történő ismételt stimuláció az endotoxinnal polarizált moDC-ekben nem képes kiváltani a gyulladásos citokin gének kifejeződését, a DC-ek aktivációjához vezető jelátviteli útvonalak is gátlódnak. Eredményeink szerint az LPS előkezelés- indukálta SOCS1, STAT3, SLAM, miR-146 és IL-10 molekulák rövidtávú gátló hatás révén csökkentik a monocita-eredetű DC-ek IL-12 citokin termelését, azonban egyik vizsgált molekula sem játszik meghatározó szerepet az endotoxin tolerancia hosszú távú kialakításában. További vizsgálataink a PI3K/mTOR jelátviteli pálya jelentőségét igazolták a polyI:C-vel aktivált moDC-ek I. és III. típusú interferon termelésének szabályozásában. Eredményeink szerint az mTOR funkciók rapamycinnel történő gátlása csökkenti az IRF3 és a MAPK útvonal bizonyos tagjainak foszforilációját, ami arra utal, hogy virális eredetű antigének jelenlétében az mTOR számos jelátviteli folyamat elindításához járul hozzá. Emellett a rapamycinnel kezelt moDC-ek kevésbé hatékonyak a CD8+ T-sejtek általi IFNγ termelés kiváltásában. Végezetül úgy találtuk, hogy az mTOR általi szabályozás, hasonlóan a moDC-ekhez, a perifériás vérben keringő CD1c+ DC-ek I. és III. típusú IFN termeléséhez is szükséges. Ezek a kutatási eredmények átfogó képet adnak a DS funkciók szabályozásában résztvevő molekulák szerepéről a mikrobiális stimuláció hatására aktiválódó jelátvitel pályák működése során.	hu_HU
dc.description.corrector	de
dc.format.extent	78	hu_HU
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/2437/202073
dc.language.iso	hu	hu_HU
dc.language.iso	en	hu_HU
dc.rights	Nevezd meg! - Ne add el! - Ne változtasd! 2.5 Magyarország	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/hu/	*
dc.subject	dendritic cell	hu_HU
dc.subject	Toll-like receptor
dc.subject	signal transduction
dc.subject	endotoxin tolerance
dc.subject	pro-inflammatory cytokine
dc.subject	mammalian target of rapamycin
dc.subject	interferon
dc.subject	dendritikus sejt
dc.subject	Toll-szerű receptor
dc.subject	jelátvitel
dc.subject	endotoxin tolerancia
dc.subject	pro-inflammatórikus citokin
dc.subject	interferon
dc.subject.discipline	Elméleti orvostudományok	hu
dc.subject.sciencefield	Orvostudományok	hu
dc.title	Modulation of human dendritic cell functionality by endotoxin tolerance and by the mammalian target of rapamycin	hu_HU
dc.title.translated	Az endotoxin tolerancia és a mammalian target of rapamycin módosítja a humán dendritikus sejtek funkcióit	hu_HU