Identification and characterisation of novel mechanisms regulating steady state and emergency granulopoiesis

Abstract

ABSTRAKT Neutrofily jsou nedílnou složkou imunitního systému, zodpovědnou za zneškodnění patogenů, eskalaci zánětlivé reakce a hojení poškozených tkání. Drastické snížení krevních neutrofilů, zvané neutropenie, je život ohrožující patologie spojená s neschopností pacienta čelit běžným infekcím. Neúplná neutrofilní diferenciace zároveň vede ke vzniku fatálních meloidních leukémií. Zvýšený počet či aktivita neutrofilů je naopak zase častou příčinou patologií autoimunitních. Je tedy zřejmé, že množství neutrofilů musí být pro udržení hemostázy a správné funkce imunitního systému přesně regulováno. V rámci této práce jsme prozkoumali tři dosud nepopsané mechanismy, které by mohly neutrofilní diferenciaci regulovat. Prvním z nich je kanonická signální dráha Wnt. Aktivace této dráhy probíhá prostřednictvím interakce -kateninu s transkripčními faktory TCF/LEF. Úlohu této signální dráhy jsme zkoumali s použitím myšího modelu, ve kterém byla transkripce, indukovaná komplexem -kateninu s faktory TCF/LEF, inhibována prostřednictvím dominantně negativní varianty proteinu TCF4 (dnTCF4). S pomocí řady in vitro a in vivo metod jsme zjistili, že -katenin v interakci s faktory TCF/LEF zvyšuje v hematopoetických progenitorech expresi receptoru G-CSF, molekuly, která navozuje diferenciaci myeloidních buněk. Tento...

ABSTRACT Neutrophils are essential cells of the immune system. They engage in pathogen clearance, inflammatory response, and wound healing. Proper production and activation of neutrophils is critical for the health of an individual, since several disorders are related to neutrophilic alterations. In this thesis, we explore three previously uncharacterized mechanisms that might be involved in the regulation of neutrophilic differentiation. First, we addressed the role of the canonical Wnt signaling pathway. This signaling is executed by interaction of -catenin with TCF/LEF transcription factors. We employed a murine model that specifically inactivates -catenin-TCF/LEF-mediated transcription by expressing a dominant negative form of TCF4 (dnTCF4). Using this model in combination with several in vitro and in vivo assays we demonstrated that -catenin-TCF/LEF signaling directly upregulates expression of G-CSF receptor in hematopoietic progenitors, imposing myeloid commitment and favoring neutrophilic differentiation. This appeared to be especially important during the response to systemic infection, termed emergency granulopoiesis, as dnTCF4-expressing mice showed high susceptibility to Candida albicans infection. Remarkably, the critical role of -catenin-TCF/LEF signaling for neutrophil differentiation...