Clinical and Experimental Studies on the role of SOCS3 and STAT3 proteins in Tuberculosis Kliniska och expreimentella studier av rollen av SOCS3 och STAT3 proteiner i tuberkulos The Suppressor of cytokine signaling (SOCS)-3 protein inhibits STAT3-activation by different cytokines, hormones and growth factors and is thereby central in the control of immunity and inflammation. We will study the role of SOCS3 and STAT3 underlying the progression from latent to active disease in patients with tuberculosis (TB) by studying systemic responses in peripheral blood and in situ responses in lesions from different anatomical sites using biopsy specimens. A novel imaging technique using padlock amplification for the in situ detection of multiple transcripts will be employed to characterize the immunobiology and the role of SOCS3 in granuloma formation and maintenance. Diabete predisposes individuals to TB. We shall investigate the role of SOCS3 in the progression from latent to active TB in individuals with or without diabetes. We will perform studies to define the immune mechanisms that SOCS3 modulates in non-hematopoietic, lymphoid and myeloid cells to confer protection against M. tuberculosis infection in mice. In vivo and in vitro experiments using different genetically modified mouse strains lacking SOCS3 in different cell populations will be used for this purpose. We will also determine whether SOCS3-regulated insulin responses affect the susceptibility of mice to infection with M. tuberculosis. Whether a pharmacological inhibition of STAT3, mimicking SOCS3 function, may improve the outcome of infection with M. tuberculosis will be tested. Tuberkulos (TBC) är en allvarlig infektionssjukdom som orsakas av den intracellulära bakterien Mycobacterium tuberculosis. En tredjedel av världens? befolkningen är infekterad med M. tuberculosis och nya infektioner sker i en takt av en människa per sekund. TBC är särskilt vanlig i utvecklingsländerna och Pakistan rankas som det 8: e landet när det gäller infektion och sjukdom. Antalet anmälda fall ökar varje år och resistens mot antibiotika är vanlig. Bara ungefär en av tio av de M. tuberculosis-infekterade individerna utvecklar TBC. M. tuberculosis angriper vanligen lungorna men kan också påverka andra organ. I resten av de infekterade individerna, kvarstår infektionen i en asymtomatisk form. Kontrollen av dessa asymptomatiska kroniska infektioner beror på samspelet mellan immunsystemet och bakterierna. Det är dock inte helt klart varför vissa individer kommer att utveckla en livshotande sjukdom medan andra hamnar i en livslång asymtomatisk infektion. Sådan kunskap är central för utvecklingen av vaccin och terapi. De vacciner som finns för närvarande mot TBC är ineffektiva. Eftersom mykobakterier är intracellulära, immuniteten bygger på cell-medierade immunsvar som kan aktivera bakteriedödande mekanismer av infekterade celler. Sådana svar regleras av hormon-liknande faktorer som kallas cytokiner. Typisk cytokinaktivitet kännetecknas av mycket snabb induktion, hög lokal koncentration och en kort halveringstid. När vissa cytokiner är närvarande, kommer de infekterade cellerna att uttrycka en mångfald proteiner som medverkar till produktion av mycket giftiga molekyler, som kan döda bakterier. Dessa cytokin-medierade mekanismer måste kontrolleras noggrant eftersom de annars också kan vara giftiga för värdcellerna, vilket ger upphov till en inflammatorisk sjukdom. Således är en optimal cytokin nivå, den som leder till bakteriell kontroll utan att orsaka skador på värdcellen, centralt för att behålla latens utan att utlösa sjukdomen. ?Suppressor av cytokin signalering? (SOCS) är en familj av proteiner som namnet antyder, hämmar svaren från celler till cytokiner. I Stockholm kommer vi att undersöka om SOCS3 (en av 8 familje medlemmar) kan vara involverad i en förbättrad utrotning av bakterierna, och kan också gynna värden genom att hindra allvarlig inflammation. Data från vårt laboratorium visar att SOCS3 skyddar möss mot TBC. Vi planerar nu att studera mekanismerna bakom denna observation. För att göra detta, kommer vi att använda möss som är genetiskt manipulerade så att de inte uttrycker SOCS3 i olika immunceller. Vi kommer att jämföra resultaten av infektion av dessa möss med dem som uttrycker SOCS3. Vi kommer också att utvärdera effekten av användning av läkemedel som reglerar SOCS3 eller STAT3 i infektionen med Mycobacterium tuberculosis i möss. Den Pakistanska partnern kommer att mäta SOCS3 nivåer i leukocyter från patienter med latent TBC, eller med lunginfektion TBC och icke pulmonär aktiv TBC, för att avgöra om dessa molekyler kan vara involverade i att avgöra känslighet för sjukdomen. De kommer också att mäta nivåerna av SOCS3 hos patienter före och efter behandling med antibiotika mot TBC. Dessutom, kommer de att avgöra om läkemedel som reglerar SOCS3 kan modifiera cytokin svaren hos patientens leukocyter in vitro så att de liknar de av asymptomatiska latenta infekterade individer. Vi kommer att använda en ny bildteknik för att studera granulom, en komplicerad cellstruktur som kännetecknar TBC, från kirurgiska biopsier från patienter samt från infekterade möss. Den roll som SOCS3 har för att upprätthålla granulom kommer att studeras. Sambandet mellan diabetes och TBC är etablerad. Om TBC påskyndar utvecklingen av diabetes och även diabetes kan dämpa skyddande immunsvar mot M. tuberculosis kommer att studeras. Den avgörande roll av SOCS3 i denna relation kommer att studeras. Resultatet av detta projekt kommer att bli en klinisk och experimentell djupgående bedömning av den roll som SOCS molekyler har under mykobakteriein