Role of reactive oxygen species in the sensitization and elicitation phase of pollen-induced allergic reactions

Csillag, Anikó

Role of reactive oxygen species in the sensitization and elicitation phase of pollen-induced allergic reactions

dc.contributor.advisor	Bácsi, Attila
dc.contributor.author	Csillag, Anikó
dc.contributor.department	Molekuláris sejt- és immunbiológia doktori iskola	hu
dc.contributor.submitterdep	DE--Általános Orvostudományi Kar -- Immunológiai Intézet
dc.date.accessioned	2014-09-04T06:21:48Z
dc.date.available	2014-09-04T06:21:48Z
dc.date.created	2014	hu_HU
dc.date.defended	2014-09-16
dc.description.abstract	Ragweed pollen (RWP) is one of the most important sources of aeroallergens in Central European countries because it is responsible for the majority and most severe cases of seasonal rhinitis, conjunctivitis, and allergic asthma. While many aspects of the pathogenesis of these allergic disorders are well defined, the initial steps are not fully understood. In the present work, first we investigated the effects of reactive oxygen species (ROS) produced by RWP on monocyte-derived dendritic cells (DCs), because DCs play pivotal role in the sensitization phase of allergic responses. Our findings show that exposure to RWP induces an increase in the intracellular ROS levels in DCs. Our data also indicate that besides the NAD(P)H oxidases, other component(s) of pollen grains contributes to this phenomenon. Elevated levels of intracellular ROS triggered the production of IL-8, as well as TNF-α and IL-6. Treatment with pollen grains initiated the maturation of DCs, strongly up-regulated the membrane expression of CD80, CD86, CD83 and HLA-DR. The pollen-treated DCs induced the development of naïve T lymphocytes toward effector T cells with a mixed profile of cytokine production. Antioxidant inhibited both the phenotypic and functional changes of DCs, underlining the importance of oxidative stress in these processes. Several lines of evidence demonstrate that oxidative stress contributes to the development of allergic inflammation. Because it has previously been reported that static magnetic field (SMF) acts on biological systems partly through mediating ROS levels, next we investigated the impact of moderate SMF in a murine model of allergic inflammation and also in human provoked skin allergy. We found that even a single 30-min exposure of mice to SMF immediately following intranasal ragweed pollen extract (RWPE) challenge significantly lowered the increase in the total antioxidant capacity of the airways and decreased allergic inflammation. Repeated (on 3 consecutive days) or prolonged (60 min) exposure to SMF after RWPE challenge decreased the severity of allergic responses more efficiently than a single 30-min treatment. SMF-exposure did not alter ROS production by RWPE under cell-free conditions, while diminished RWPE-induced increase in the ROS levels in A549 epithelial cells. Results of the human skin prick tests indicated that SMF-exposure had no significant direct effect on provoked mast cell degranulation. Our findings draw the attention to the importance of pollen-derived oxidative stress in both sensitization and elicitation phases of allergic inflammation, and may contribute to the development of novel therapeutic approaches. A parlagfű pollen az allergiás megbetegedések – mint a rhinitis, kötőhártya-gyulladás és az allergiás asthma – egyik leggyakoribb és a legsúlyosabb tüneteket előidéző tényezője Közép Európában. Az allergiás megbetegedések patomechanizmusának számos részlete már jól ismert, de a folyamatokat elindító lépésekről még keveset tudunk. A dendritikus sejtek (DS-ek) kulcsfontosságú szereppel bírnak az allergiás reakciók szenzitizációs fázisában, így munkánk során először a pollenszemek által termelt reaktív oxigéngyökök monocita-eredetű DS-re gyakorolt hatását vizsgáltuk. Eredményeink azt mutatják, hogy a pollen-expozíció oxidatív stresszt váltott ki a DS-ekben, melynek kialakulásához a NAD(P)H oxidázok mellett a pollenszemek egyéb komponensei is hozzájárultak. A megemelkedett intracelluláris reaktív oxigéngyök szint elősegítette az IL-8, a TNF-α valamint az IL-6 citokinek termelődését. A pollenszemekkel történt kölcsönhatást követően a DS-ek felszínén fokozódott a CD80, CD86, CD83 és HLA-DR molekulák kifejeződése. A pollenkezelt DS-ek elősegítették a naïve T sejtek különböző citokineket (IL-3, IL-5, IL-10, IFN-γ) termelő effektor T sejtekké történő differenciálódását. Az antioxidáns hozzáadása a tenyészethez gátolta a DS-ek fenotípusos és funkcionális változásait. Ismert, hogy az oxidatív stressz hozzájárul az allergiás gyulladás kialalkulásához. Bizonyított, hogy a statikus mágneses mező (SMM) által kifejtett biológiai hatások részben szabadgyökök által mediáltak, ezért a továbbiakban közepes erősségű SMM hatását vizsgáltuk az allergiás légúti gyulladás egérmodelljében, valamint humán allergiás bőrteszt vizsgálatokban. Kimutattuk, hogy már egyetlen, 30 perces SMM expozíció közvetlenül az intranazális parlagfű pollenkivonat kezelés után jelentősen mérsékelte a légutak teljes antioxidáns kapacitásának pollen-indukálta növekedését, valamint szignifikánsan csökkentette az allergiás gyulladás mértékét is. Ismételt (3 egymást követő napon) vagy megnövelt időtartamú (60 perces) SMM kezelés a nazális pollenkivonat adását követően hatékonyabban csökkentette az allergiás reakciókat, mint az egyszeri 30 perces kezelés. A SMM expozíció sejtmentes körülmények között nem befolyásolta a pollenkivonat szabadgyök-termelő képességét, míg a pollenkivonat által indukált reaktív oxigéngyökök szintjét légúti hámsejtekben csökkentette. A humán allergiás bőrtesztek eredményei szerint a SMM expozíciónak nincs közvetlen szignifikáns hatása a hízósejt degranulációra. Eredményeink a pollen eredetű oxidatív stressz allergiás gyulladás szenzitizációs és kiváltási fázisában betöltött fontos szerepére hívják fel a figyelmet, valamint hozzájárulhatnak új terápiás eljárások kidolgozásához.	hu_HU
dc.description.corrector	de
dc.format.extent	92	hu_HU
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/2437/196187
dc.language.iso	hu	hu_HU
dc.language.iso	en	hu_HU
dc.rights	Nevezd meg! 2.5 Magyarország	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/hu/	*
dc.subject	Dendritic cell	hu_HU
dc.subject	Dendritikus sejt	hu_HU
dc.subject	ragweed pollen
dc.subject	oxidative stress
dc.subject	static magnetic field
dc.subject	allergic airway inflammation
dc.subject	parlagfű pollen
dc.subject	oxidatív stressz
dc.subject	statikus mágneses mező
dc.subject	légúti allergiás gyulladás
dc.subject.discipline	Elméleti orvostudományok	hu
dc.subject.sciencefield	Orvostudományok	hu
dc.title	Role of reactive oxygen species in the sensitization and elicitation phase of pollen-induced allergic reactions	hu_HU
dc.title.translated	Reaktív oxigéngyökök szerepe a pollen indukált allergiás gyulladás szenzitizációs és kiváltási fázisában	hu_HU