Ο ρόλος του γονιδίου Cyld στη διαφοροποίηση και λειτουργία μακροφάγων κυττάρων
Authors: Γαβριηλίδης Μαξίμ 
Published: October 2023

Η ποικιλότητα των δράσεων της έμφυτης ανοσίας στις φλεγμονές καθορίζεται από το πλήθος των εξω- κι ενδο-κυτταρικών σηματοδοτών που διαμορφώνουν τις δράσεις των κυττάρων της -είτε προς εκκαθάριση λοιμωδών και τοξικών παραγόντων ή για ανοσορύθμιση και ιστική αναδόμηση. Στο θορυβώδες ενδοκυτταρικό περιβάλλον, η προσαρμογή και η εξειδίκευση των σηματοδοτήσεων επιτυγχάνεται μέσω της μετα-μεταφραστικής προσθήκης χημικών ομάδων σε πρωτεΐνες σηματοδότησης-και της διαφορικής αφαίρεσης αυτών. Η πρωτεΐνη CYLD αποτελεί μέλος μιας οικογένειας ενζύμων αφαίρεσης (DeUBquitinases, DUBs) γραμμικών πολυμερών ουβικουιτίνης (polyUb) που δημιουργούνται κυρίως μέσω ακολουθίας διασυνδέσεων λυσίνης στη θέση 63 (Κ63) ή αμινοτελικών μεθειονινών (M1). Τα polyUb εντοπίζονται σε πρωτεΐνες ενδοκυτταρικής σηματοδότησης και δρουν ως ικριώματα ενίσχυσης/εξειδίκευσης των σηματοδοτήσεων. Οι τρέχουσες θεωρήσεις υποστηρίζουν ότι η CYLD αποτελεί μόριο αντιφλεγμονώδους δράσης μέσω αφαίρεσης poly-UB (K63): (α) από σηματοδότες ενεργοποίησης του φλεγμονώδους μεταγραφικού παράγοντα NFκΒ, και (β) συστατικά του νεκροσώματος με αποτέλεσμα την προαγωγής προγραμματισμένης νέκρωσης. Παρά ταύτα, οι θεωρήσεις αυτές βασίζονται στο συνδυασμό δεδομένων από διάφορα ιστικά περιβάλλοντα, ενώ τα δεδομένα σχετικά με τις δράσεις της CYLD στα κύτταρα της έμφυτης ανοσίας είναι περιορισμένα. Αντικείμενο έρευνας της παρούσης διδακτορικής διατριβής αποτέλεσε η ανάλυση του λειτουργικού ρόλου της CYLD στις αποκρίσεις της έμφυτης ανοσίας και των μακροφάγων κυττάρων. Για το σκοπό αυτό, μύες πού έφεραν μετάλλαγμα απώλειας των λειτουργειών της CYLD σε κύτταρα της μυελικής σειράς-και κατ’επεκτασην σε μονοκύτταρα/μακροφάγα- αναλύθηκαν ως προς τις αποκρίσεις τους έναντι λοιμωδών και φλεγμονωδών προκλήσεων. Σε συμφωνία με τις υπάρχουσες θεωρήσεις για την αντιφλεγμονώδη δράση της CYLD, oι μύες που έφεραν τη μυελική μετάλλαξη του γονιδίου της, επέδειξαν: (α) ενισχυμένες ικανότητες εκκαθάρισης συστηματικών λοιμώξεων από ενδοκυτταρικά βακτηριακά παθογόνα, και γαστρεντερικών λοιμώξεων από εξωκυτταρικά εντεροπαθογόνα, και (β) την ενίσχυση κυτταρομεσολαβούμενης φλεγμονής και ιστικής βλάβης. Αντίθετα όμως με την ανταπόκριση τους στις βακτηριακές λοιμώξεις, οι ίδιοι μύες, εμφάνισαν ανθεκτικότητα σε σηπτικές προφλεγμονώδεις προκλήσεις που βασίζονται σε ακολουθίες κυτοκινών μετά τις λοιμώξεις. Παράλληλα, παρουσίασαν ενισχυμένη ικανότητα καταστολής χημικά επαγόμενων, χρόνιων και ογκογόνων εντερικών φλεγμονών.Ο διττός ρόλος της CYLD αποκαλύφθηκε από την ανάλυση μακροφάγων ex-vivo. Η ανάλυση αυτή έδειξε ότι η CYLD είναι απαραίτητη για την ορθή ενεργοποίηση των κλασσικών προ-φλεγμονώδων μακροφάγων από πρωτογενή σήματα του υποδοχέα αναγνώρισης προτύπων Toll-like receptor 4 (TLR4). Απουσία των δράσεων της CYLD, τα μακροφάγα ενεργοποιούν σηματοδοτήσεις κινδύνου μέσω φλεγμονοσωμάτων που καθοδηγούν την υπερ-έκκριση της πυρογόνου ιντερλευκίνης 1β (IL-1β) και την ενδεχόμενη αλλαγή του ισοζυγίου προγραμματισμένης νέκρωσης έναντι πυρόπτωσης. Από τις αναλύσεις αυτές προέκυψε ότι η αδυναμία ανάκτησης του κλασσικού προφλεγμονώδους φαινοτύπου των μακροφάγων που υπολείπονται των δράσεων της CYLD δεν σχετίζεται με τη μειορύθμιση της σηματοδοτόσης του NFκΒ. Αυτό υποδεικνύει την ενδεχόμενη δράση της CYLD στην ενεργοποίηση επιγενετικών ή μετα-μεταγραφικών ρυθμιστών. Ως προς διερεύνηση του τελευταίου, δημιουργήθηκαν μυελικά μεταλλάγματα ταυτόχρονης απενεργοποίησης της CYLD και ενός αντι-φλεγμονώδους μετα-μεταγραφικού ρυθμιστή -της ριβονουκλεοπρωτεϊνης Elavl1/HuR. Η πρώτη ανάλυση αυτών των διπλών μεταλλαγμάτων υπέδειξε το γενετικό ανταγωνισμό των δύο παραγόντων-τόσο ως προς την υποστήριξη του προφλεγμονώδους φαινότυπου των μακροφάγων, όσο και προς το φλεγμονώδη εκφυλισμό που έπεται των βακτηριακών λοιμώξεων. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα μας αναδυκνείουν την CYLD ως καθοριστική για την ειδίκευση των προφλεγμονωδών δράσεων της έμφυτης ανοσίας έναντι των λιγότερο ειδικών αντιδράσεων κινδύνου. Επιπρόσθετα, υποδεικνύουν ότι στα μακροφάγα, οι δράσεις τις CYLD επεκτείνονται πέραν της ρύθμισης του μεταγραφικού παράγοντα NFκΒ, και προς της ρύθμιση μετα-μεταγραφικών ή/και επιγενετικών δικτύων. Ως εκ τούτου, οι τρέχουσες θεωρήσεις για τις δράσεις της CYLD-αλλά και των γραμμικών πολυμερών ουβικουιτίνης- χρήζουν αναθεώρησης.