Rola glukokortykoidów w rozwoju i funkcji naturalnych
advertisement
Autoreferat rozprawy doktorskiej mgr Eweliny Kiernozek Rola glukokortykoidów w rozwoju i funkcji naturalnych regulatorowych limfocytów T Praca doktorska wykonana w Zakładzie Immunologii, Instytut Zoologii, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski Promotor: dr hab. Nadzieja Drela, prof. UW (Zakład Immunologii, Instytut Zoologii, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski) Recenzenci: prof. dr hab. Maria Doligalska (Zakład Parazytologii, Instytut Zoologii, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski) prof. dr hab. Włodzimierz Maśliński (Zakład Patofizjologii, Immunologii i Anatomii Patologicznej, Instytut Reumatologii w Warszawie) U ssaków wiele procesów fizjologicznych zachodzi cyklicznie w odstępach około 24 godzinnych zwanych rytmami okołodobowymi. Aktywność układu odpornościowego również wykazuje rytmiczne zmiany zależne od pory dnia, które podlegają regulacji przez układ nerwowy i endokrynowy. Najlepiej do tej pory poznana oś regulacji układu odpornościowego to oś podwzgórzowo – przysadkowo – nadnerczowa (HPA, hypothalamic-pituitary-adrenal axis). Pod kontrolą osi HPA w rytmie okołodobowym zachodzi synteza glukokortykoidów (GC), które wykazują silne właściwości przeciwzapalne i immunosupresyjne. Największy poziom wydzielania GC przypada na początek fazy aktywności organizmu, który u człowieka występuje rano, a u myszy – wieczorem. Wiadomo, że skuteczność obronna układu odpornościowego człowieka jest większa w nocy, gdy organizm jest w stanie spoczynku, niż w dzień w stanie aktywności. U myszy, których aktywność przypada wieczorem, układ odpornościowy jest bardziej aktywny rano. Właściwości immunosupresyjne glukokortykoidów znane są od dawna i są powszechnie wykorzystywane w leczeniu chorób związanych z nadmierną aktywnością układu odpornościowego (chorobach autoimmunizacyjnych, alergii, ostrych i przewlekłych stanach zapalnych, czy odpowiedzi przeszczep przeciw gospodarzowi). W warunkach fizjologicznych, oprócz glukokortykoidów, w hamowaniu aktywności układu odpornościowego biorą udział naturalne regulatorowe limfocyty T (nTreg) o fenotypie CD4+CD25+Foxp3+. Pełnią rolę w utrzymywaniu tolerancji na antygeny własne, utrzymywaniu homeostazy w odpornościowym i hamowaniu odpowiedzi komórek odpornościowych na antygeny obce. układzie Limfocyty nTreg CD4+CD25+Foxp3+ powstają w grasicy. Pomimo prowadzonych od wielu lat intensywnych badań, ich dokładny mechanizm różnicowania i dojrzewania w grasicy pozostaje nadal niejasny. Wskazuje się również na udział glukokortykoidów w tym procesie. Głównym źródłem syntezy endogennych glukokortykoidów jest kora nadnerczy. Jednakże syntezę tych hormonów stwierdzono w komórkach nabłonkowych kory grasicy (cTEC, cortical thymic epithelial cells), a także limfocytach T i B. Z dobowym rytmem syntezy GC związany jest okołodobowy rytm migracji leukocytów, aktywacji i funkcji efektorowych komórek układu odpornościowego. Komunikację pomiędzy układem hormonalnym a odpornościowym zapewniają receptory dla hormonów, w tym receptory dla glukokortykoidów (GCR) występujące w oraz na komórkach odpornościowych. Wskazuje się również na udział glukokortykoidów w indukcji syntezy czynnika transkrypcyjnego Foxp3 odpowiedzialnego za powstawanie i funkcje supresorowe limfocytów nTreg oraz na mniejszą wrażliwość tych komórek na indukcję apoptozy przez syntetyczne glukokortykoidy w warunkach eksperymentalnych. Powstaje zatem pytanie, czy w supresji układu odpornościowego i rytmicznych zmianach jego aktywności uczestniczą niezależnie glukokortykoidy i naturalne regulatorowe limfocyty T w drodze odrębnych mechanizmów, czy też wzajemnie uzupełniających się? Na podstawie dostępnych wyników badań dokumentujących udział osi HPA i glukokortykoidów w regulacji funkcji układu odpornościowego oraz jego zmiennej aktywności zależnej od pory dnia, sformułowano następującą hipotezę badawczą: Rozwój i aktywność supresorowa naturalnych regulatorowych limfocytów T wykazuje rytmiczność zależną od pory dnia. Rytmiczne zmiany aktywności supresorowej limfocytów nTreg uczestniczą w zmiennej aktywności układu odpornościowego zależnej od pory dnia. W procesie rozwoju i regulacji rytmicznych zmian aktywności supresorowej limfocytów nTreg uczestniczą glukokortykoidy. Badania przeprowadzono w dwóch etapach. Celem pierwszego była weryfikacja hipotezy zakładającej występowanie rytmiczności rozwoju nTreg w dwóch wybranych punktach czasowych odpowiadających najmniejszemu i największemu stężeniu endogennych glukokortykoidów. Porównano etapy rozwoju głównych populacji tymocytów oraz nTreg dwóch prototypowych szczepów myszy obu płci C57BL/6 i BALB/c różniących się typem odpowiedzi immunologicznej, odpowiednio Th1 i Th2. Celem drugiego etapu była weryfikacja hipotezy zakładającej regulację rozwoju i aktywności supresorowej nTreg przez glukokortykoidy. W badaniach wykorzystano wyżej wymienione szczepy myszy, które traktowano syntetycznym glukokortykoidem – deksametazonem przez dootrzewnowe wstrzyknięcie dwóch wybranych dawek: 1.25 µg/kg/dobę i 1.25 mg/kg/dobę. Na podstawie uzyskanych wyników wykazano, iż: 1. Rozwój i aktywność supresorowa limfocytów nTreg w grasicy wykazuje rytmiczność zależną od pory dnia, płci i typu odpowiedzi immunologicznej: ü wykazano zwiększenie odsetka limfocytów nTreg w grasicy oraz wzrost ich funkcji supresorowej wieczorem ü samce charakteryzują się większym odsetkiem i aktywnością supresorową nTreg niż samice ü kinetyka rozwoju nTreg wykazuje zmienność zależną od typu odpowiedzi immunologicznej 2. Rytmicznym zmianom rozwoju i aktywności supresorowej nTreg towarzyszą rytmiczne zmiany ekspresji receptorów dla glukokortykoidów, które są zgodne z rytmem dobowym syntezy glukokortykoidów. 3. Działanie syntetycznego glukokortykoidu – deksametazonu powoduje zwiększenie odsetka nTreg w grasicy i ich aktywności supresorowej przy zachowaniu rytmiczności zależnej od pory dnia obserwowanej w warunkach fizjologicznych. Uzyskane wyniki potwierdziły hipotezę badawczą oraz pozwoliły sformułować potencjalny mechanizm odpowiedzialny za rytmiczne zmiany w aktywności układu odpornościowego ssaków, w którym uczestniczą limfocyty nTreg i glukokortykoidy działające za pośrednictwem specyficznych receptorów.
