Novel findings on cellular trafficking and targeting for granule storage of neutrophil elastase, a multifunctional effector molecule of innate immunity

Detta är en avhandling från Division of Hematology and Transfusion Medicine, Department of Laboratory Medicine, Lund University

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Kroppens immunförsvar brukar delas in i det medfödda och det adaptiva immunförsvaret. Det medfödda immunförsvaret reagerar snabbt på yttre hot såsom bakterier. Olika sorters vita blodkroppar är väldigt viktiga för detta snabba svar på infektion och i min avhandling har jag koncentrerat mig på en av dessa; neutrofilen. Neutrofilen är den vita blodkropp som först kommer fram till en infektion. Den lockas, av olika substanser, att stanna upp och fästa ordentligt till blodkärlet och krypa ut mellan cellerna som utgör kärlväggen. Därifrån kryper den vidare ut i vävnaden tills den får kontakt med de invaderande bakterierna. För att döda bakterierna äter neutrofilerna helt enkelt upp dem och innesluter dem i en membranblåsa kallad fagosom. In i denna membranblåsa levererar neutrofilen sedan olika ämnen som är giftiga för bakterien och bryter ner den, och bekämpar på detta vis infektionen. Samtidigt skickar neutrofilen ut andra ämnen i omgivningen för att locka till sig fler neutrofiler såväl som andra sorters vita blodkroppar. Dessa behövs för att bekämpa infektionen och så småningom städa upp när bakterierna väl har dödats. Neutrofiler är väldigt kortlivade celler och för att snabbt kunna reagera på bakterier har de redan producerat och lagrat upp alla giftiga ämnen som behövs. Dessa tillverkas under tiden neutrofilerna mognar fram i benmärgen och lagras upp i små blåsor kallade granula. Neutrofiler har flera sorters granula som lagrar olika protein med olika uppgifter. Denna avhandling rör ämnen i den första sortens granula som produceras; de primära. Det finns många olika ämnen med olika uppgifter i primära granula och jag har koncentrerat mig på neutrofilt elastase (NE). NE kan bryta ner ytterväggen i vissa bakterier och är därför viktigt för bakterie-bekämpning. Dessutom är NE som släpps ut utanför cellen viktig för signalering till andra vita blodkroppar. En för stor mängd utanför cellen kan dock leda till skador på omgivande vävnad. I vissa sällsynta sjukdomar är NE muterat, vilket, av en okänd anledning, kan leda till att neutrofiler helt eller delvis saknas i kroppen. En brist på neutrofiler ger upphov till stor känslighet för infektioner vilket i förlängningen kan leda till döden. Sjukdomar som kännetecknas av brist på neutrofiler kan också uppstå när andra protein är muterade, som verkar behövas för korrekt transport av NE. När protein tillverkas i cellen behövs nämligen olika medhjälpare för att transportera (i det här fallet) NE från tillverkningsplatsen till upplagringsplatsen i granula. Denna transportväg var inte klarlagd för NE, vilket inte heller alla medhjälpare var. Därför inriktade jag min forskning på att kartlägga transportvägen och medhjälpare. I mitt första arbete (I) upptäckte vi att NE kan transporteras till ytan av celler och sedan tas upp inuti cellen igen, vilket inte var känt tidigare. Transport till ytan var beroende av att NE var intakt. I mitt andra arbete (II) undersökte vi återupptaget från cellytan närmare. När vi jämförde normalt NE med en mutant vi framställt fann vi att enbart normalt NE kunde tas upp av cellen, vilket innebär att cellen har krav på vad som får transporteras in. I mitt tredje arbete (III) undersökte vi en eventuell medhjälpare, det membrangenomträngande proteinet CD63, för en roll i NE-transporten till upplagringsplatsen. Vår hypotes var att NE behövde ett protein som fungerade som en länk för indirekt kontakt med olika medhjälpare för transport. Vi fann att NE kunde interagera med CD63. Vidare tryckte vi ner mängden CD63 för att undersöka hur NE–transporten fungerade när CD63 saknades. Vi fann då att NE inte tog sig från tillverkningsplatsen i cellen, utan fastnade där. Inget NE transporterades korrekt till granula utan hjälp av CD63. I mitt sista arbete (IV) undersökte vi transportvägarna av NE och en nära släkting, PR3, i cellen. Vi fann att transporten sker i flera steg. Sammantaget har mitt arbete gett nya insikter om transporten av NE i cellen och en möjlig medhjälpare för korrekt transport, CD63, har identifierats. Detta kan ha betydelse för förståelse av sjukdomar där transporten av NE är störd och för förståelse av protein-transport i neutrofiler i allmänhet. I förlängningen hoppas vi att kunskapen om denna transport ska kunna användas till att manipulera neutrofiler att lagra upp olika läkemedelssubstanser för att sedan släppa dem på rätt plats i kroppen. Detta scenario skulle vara användbart vid olika inflammatoriska sjukdomar.

  KLICKA HÄR FÖR ATT SE AVHANDLINGEN I FULLTEXT. (PDF-format)