Investigating mechanisms of T Cell recruitment to sites of inflammation and injury

Η διαδικασία μετακίνησης λευκοκυττάρων είναι μια καλά ενορχηστρωμένη διαδικασία διαδοχικών συμβάντων που οδηγεί τα φλεγμονώδη κύτταρα να διασχίζουν το αγγειακό τοίχωμα και να φτάνουν σε περιφερειακούς ιστούς. Επομένως, η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα επιφανειακά μόρια των λευκοκυττάρων αντιδρούν με μόρια σηματοδότησης και προσκόλλησης του αγγειακού ενδοθηλίου είναι υψίστης σημασίας. Στην παρούσα διατριβή, εξέτασα το ρόλο καλύτερα του διαμεμβρανικού μορίου CD43 των Τ-λεμφοκυττάρων και του ενδοκυτταρικού ενδοθηλιακού μορίου STING στην διαδικασία μεταφοράς λευκοκυττάρων και σε φλεγμονώδεις αντιδράσεις. Η CD43 είναι μια διαμεμβρανική γλυκοπρωτεΐνη που λειτουργεί ως ligand της Ε-σελεκτίνης για κύτταρα Th17 σε in vitro συνθήκες και απαιτείται για την κύλιση πάνω στο αγγειακό ενδοθήλιο και την πρόσληψη κυττάρων Th17, κατά τη διάρκεια της φλεγμονής in vivo. Σε αυτή τη διατριβή διερεύνησα πώς η CD43 ρυθμίζει τα βήματα των κυττάρων Th17 που απαιτούνται για την μετακίνηση λευκοκυττάρων. Βρήκα ότι η CD43 προάγει την εξαρτώμενη από την ICAM-1 προσκόλληση Th17 κυττάρων, την κορυφαία μετανάστευση και τη διαπίδυση (ΤΕΜ) των Th17 κυττάρων. Η πρωτεινη STING ανιχνεύει κυκλικά δι-νουκλεοτίδια που απελευθερώνονται ως απόκριση στο δίκλωνο DNA και λειτουργεί ως προσαρμοστικό μόριο για τη σηματοδότηση ιντερφερόνης τύπου Ι (IFN-I, ενεργοποιώντας γονίδια διεγερμένα με IFN-I (ISG). Διερεύνησα τους ρόλους του STING στην πρόσληψη Τ κυττάρων ως απόκριση στην οξεία περιτονίτιδα, σε ένα μοντέλο καρδιακής ανεπάρκειας δια πίεσης-υπερφόρτωσης, καθώς και στο πλαίσιο αγγειακού τραυματισμού. Βρήκα ότι η διείσδυση Τ κυττάρων στο περιτόναιο σε απόκριση σε TNF-α εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την έκφραση STING σε ενδοθηλιακά κύτταρα (EK). Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής, δημιούργησα ένα νέο ποντίκι που δεν εκφραζει ειδικά και χρονικά το STING αποκλειστικά στα EK. Η διαπίδυση λεμφοκυττάρων όταν το STING δεν υπάρχει στα EK του ποντικού και του ανθρώπου μειώθηκε εντυπωσιακά σε σύγκριση με τα control groups, ενώ η προσκόλληση Τ κυττάρων δεν επηρεάστηκε. Μηχανιστικά, αναγνώρισα τον άξονα EK IFN-I-IFNAR ως κρίσιμο στην αλληλουχία διαδικασιών σηματοδότησης που καταλήγει στη διαπίδυση Τ-λεμφοκυττάρων, ως απόκριση σε TNF-α φλεγμονώδη αντίδραση, και ταυτοποίησα το CXCL10, ένα ISG ως βασικό χημειοτακτικό σήμα για τα Τ κύτταρα, σε αυτή τη διαδικασία. Επειδή η μετακίνηση Th1 κυττάρων είναι ένα κρίσιμο βήμα για την καρδιακή φλεγμονή και την καρδιακή ανεπάρκεια -που προκαλείται από υπερφόρτωση πίεσης- διερεύνησα την πιθανή συμμετοχή του STING σε αυτή τη διαδικασία. Έδειξα ότι τα ποντίκια STING-/- εμφάνισαν μειωμένη καρδιακή ίνωση και υπερτροφία της αριστερής κοιλίας κάτι που συσχετίστηκε με μειωμένη καρδιακή ανεπάρκεια. Τα ευρήματά μου επισημαίνουν έναν ρόλο του STING στην καρδιακή φλεγμονή και ανοίγουν έναν δρόμο για τη διερεύνηση του συγκεκριμένου ρόλου του ενδοθηλιακού STING σε αυτό το μοντέλο. Υπέθεσα επίσης ότι το EΚ STING διαμορφώνει άλλες πτυχές των αντιδράσεων της ΕΚ στο στρες, όπως η εκ νέου ενδοθηλίωση μετά από αγγειακό τραυματισμό, μια σημαντική διαδικασία για την αποκατάσταση της ομοιόστασης των ιστών και την αποφυγή της επίμονης φλεγμονής και ομοιόστασης. Υπέβαλα ποντίκια WT, STING - / - και EΚ-STING - / - σε τραυματισμό καρωτίδας που προκλήθηκε από wire, ένα πειραματικό μοντέλο αγγειακής βλάβης που μιμείται τη βλάβη EΚ που επάγεται από Διαδερμικές Στεφανιαίες Παρεμβάσεις (PCI) και επεμβάσεις stent. Διαπίστωσα ότι τα ποντίκια STING - / - παρουσίασαν καθυστερημένη επανενδοθηλίωση και ότι τα ποντίκια EΚ-STING - / - είχαν τον ίδιο φαινότυπο με STING - / - ποντίκια, υποστηρίζοντας ένα ρόλο για το EΚ STING στην επούλωση αγγειακών τραυματισμών. Μηχανιστικά, έκανα wound healing assays σε μονοστιβάδες EΚ καρδιακού ποντικιού WT και STING, καθώς και σε κύτταρα μονοστιβάδων ανθρώπινων (HUVEC) που στερούνται STING. Η απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο έδειξε ότι στα ΕΚ χωρίς STING, χρειάστηκαν μεγαλύτεροι χρόνοι επούλωσης υποδεικνύοντας ρόλους της σηματοδότησης STING στην επούλωση πληγών. Συνολικά, η παρούσα διατριβή συμβάλει στην ανάδειξη νέων μηχανισμών στους οποίους εμπλέκονται οι πρωτεΐνες CD43 και STING.