Regulation of microRNAs during activation of macrophages
Authors: Δοξάκη Χριστίνα 
Published: August 2021

Η ανοσολογική ανοχή είναι απαραίτητη για την προστασία του οργανισμού από την υπερ-ενεργοποίηση της ανοσολογικής απόκρισης και διαμεσολαβείται κυρίως μέσω μακροφάγων. Η ρύθμιση της ανοσολογικής ανοχής συντελείται σε πολλαπλά επίπεδα και απαιτεί σημαντικές αλλαγές στη γονιδιακή έκφραση. Κατά τη διαδικασία της ενεργοποίησης των μακροφάγων, η επαγόμενη έκφραση του miR-155 και miR-146a συμβάλλει στη ρύθμιση της φλεγμονώδους απόκρισης και της ανοσολογικής ανοχής. Στην παρούσα διατριβή, αποδεικνύεται ότι η έκφραση και των δύο miRNAs συν-ρυθμίζεται κατά τη διάρκεια της ανοσολογικής ανοχής μέσω ενός πολύπλοκου μηχανισμού που περιλαμβάνει χρωμοσωμικές αλληλεπιδράσεις, μεταβολές στο πρότυπο μεθυλίωσης των ιστονών και μεταβολές στην πρόσδεση μεταγραφικών παραγόντων. Κατά την ενεργοποίηση των μακροφάγων, παρατηρείται τρι-μεθυλίωση της λυσίνης 4 στην ιστόνη H3 (H3K4me3) και πρόσδεση του NFBp65 στους υποκινητές των γονιδίων miR-155 και miR-146a. Ωστόσο, κατά το στάδιο της ανοσολογικής ανοχής παρατηρείται τρι-μεθυλίωση της ιστόνης Η3 στην λυσίνη 9 (H3K9me3) και πρόσδεση των μεταγραφικών παραγόντων C/ΕΒΡβ και NFBp50.DNA-FISH πειράματα αποκάλυψαν την αλληλεπίδραση των γονιδιακών τόπων του miR-155 και miR-146a στο ένα αλλήλιο, στο στάδιο της ανοσολογικής ανοχής, ενώ πειράματα RNA-DNA-FISH έδειξαν ότι όταν αυτοί οι γονιδιακοί τόποι συνεντοπίζονται, δεν παρατηρείται μεταγραφή των γονιδίων τους, αποδεικνύοντας έναν κοινό μηχανισμό σίγησης. Στην περίπτωση των AKT1-/- ποντικών, στα οποία καταργείται το φαινόμενο της ανοσολογικής ανοχής, δεν παρατηρείται συνεντοπισμός των γονιδιακών τόπων, υποστηρίζοντας περαιτέρω ότι αυτός ο μηχανισμός συμβαίνει ειδικά κατά το στάδιο της ανοχής των μακροφάγων. Επομένως, δύο miRNAs συν-ρυθμίζονται μέσω αλληλεπίδρασης των γονιδιακών τους τόπων, μέσω κοινών μεταγραφικών παραγόντων και παρόμοιου προφίλ μεθυλίωσης της ιστόνης Η3, συμβάλλοντας στην ανάπτυξη της ανοσολογικής ανοχής. Επιπλέον, η ανάλυση του ρόλου της ΑΚΤ κινάσης στα διάφορα στάδια ενεργοποίησης των μακροφάγων και στον M1 / M2 φαινότυπο ανέδειξε τη σημαντική συμβολή αυτών των microRNAs. Η απαλοιφή του γονιδίου Akt1 προήγαγε την έκφραση του miR-155 στα LPS-διεγερμένα μακροφάγα. Η μέτρηση των επιπέδων του miR-155 σε Akt2 - / - μακροφάγα αποκάλυψε το αντίθετο αποτέλεσμα. Ως εκ τούτου, η μείωση της έκφρασης του miR-155 στα Akt2 - / - μακροφάγα είχε ως αποτέλεσμα την επαγωγή του στόχου του, του C/ΕΒΡβ και, κατά συνέπεια, την επαγωγή της Arg1, πρωτείνης που εκφράζεται στον Μ2 φαινότυπο. Αντιστοίχως, η απαλοιφή της Akt2 οδήγησε σε σημαντική αύξηση της έκφρασης του miR-146a, το οποίο παίζει κρίσιμο ρόλο στην καταστολή του φαινοτύπου M1 και στην εξασφάλιση της ανοσολογικής ανοχής. Η επαγωγή του miR-146a σε WT μακροφάγα ήταν ικανή να αναστείλει την επαγωγή της iNOS ενώ η καταστολή του miR-146a σε Akt2 - / - μακροφάγα είχε σαν αποτέλεσμα της αύξηση της έκφρασης της iNOS. Η κλινική σημασία των ευρημάτων αυτών στη σήψη και την ανοσολογική ανοχή υποστηρίχθηκε από περαιτέρω πειραματικά δεδομένα σε ανθώπινα δείγματα. Σε βαρέως πάσχοντες ασθενείς με μειωμένη ανοσολογική απόκριση (σύνδρομο CARS), όπως αυτή χαρακτηρίζεται από τη μειωμένη ανταπόκριση –παραγωγή κυτταροκινών στο πλάσμα έπειτα απο την ex vivo επώαση του περιφερικού αίματος με LPS, παρατηρήθηκε αύξηση της έκφρασης του miR-155 και miR-146. Η in vivo μεταφορά αυτών των Mirs με τη βοήθεια λιποσωμάτων ήταν ο επόμενος στόχος που επετεύχθη, πράγμα που καθιστά αυτά τα δύο Mirs πιθανούς μοριακούς δείκτες του συνδρόμου CARS και εργαλεία για θεραπευτικούς σκοπούς.