Identification and characterization of novel regulators of hematopoietic stem cell function

Abstract

Hematopoetické kmenové buňky (HKB) se nacházejí na vrcholu pečlivě uspořádaného systému, který se nazývá hematopoetický systém. HKB zajišťují produkci zralých krevních buněk po celý náš život a jejich dysregulovaná funkce může vést k závažným zdravotním problémům, včetně aplastické anémie a leukémie. Aktivita HKB proto musí být přísně kontrolována složitou sítí vnitřních a vnějších faktorů. V této práci se zaměřujeme na dva dosud nepopsané vnější mechanismy, které by se mohly podílet na regulaci funkce HKB. Společným aspektem těchto mechanismů je produkce prozánětlivých cytokinů. Nejprve jsme zkoumali vliv dárcovských NK buněk na funkci dárcovských HKB při transplantaci kostní dřeně, což je častý klinický zákrok. Zjistili jsme, že NK buňky negativně ovlivňují přihojení HKB a jejich rekonstituci během transplantace. Pro studium mechanismu jsme použili Cebpg knockout myši, které produkují nefunkční NK buňky. Zjistili jsme, že NK buňky ovlivňují aktivitu HKB prostřednictvím produkce IFNγ, použití protilátky blokující IFNγ vedlo ke zlepšení aktivity myších a lidských HKB při transplantaci kostní dřeně. Celkově jsme dospěli k závěru, že potlačení zánětlivých signálů generovaných vrozenými imunitními buňkami dárce může mít významný přínos při transplantaci lidských kmenových buněk. Na základě této a...

Hematopoietic stem cells (HSCs) are sitting atop a carefully orchestrated system, called the hematopoietic system. HSCs maintain the constant production of mature blood cells throughout our life, and dysregulated HSC function may lead to severe health problems including bone marrow aplasia and leukemia. Thus, HSC activity needs to be tightly controlled by a complex network of cell intrinsic and cell extrinsic factors. In this thesis, we focus on two previously uncharacterized extrinsic mechanisms that might be involved in the regulation of HSC function. A common aspect of these mechanisms is the production of pro-inflammatory cytokines. First, we investigated the impact of donor NK cells on donor HSC function upon bone marrow transplantation, a frequent clinical intervention. We observed that NK cells negatively affect HSC engraftment and reconstitution during transplantation. To address the potential mechanism, we employed Cebpg knockout mice, which produce non-functional NK cells, and determined that NK cells affect HSC activity through the production of IFNγ. Remarkably, IFNγ-blocking antibodies improved murine and human HSC activity upon bone marrow transplantation. Altogether, we concluded that suppression of inflammatory signals generated by donor innate immune cells can have a significant...