Μελέτη της μεταγωγής παθογενετικών σημάτων μέσω της ενδοκυττάριας κινάσης Tpl2 στην πειραματική φλεγμονώδη εντεροπάθεια

Abstract

Tumor Necrosis Factor (TNF) plays a central role in Inflammatory Bowel Disease (IBD) pathogenesis. TnfΔARE/+ mice, which chronically overproduce TNF, spontaneously develop IBD pathology. Ιt has been shown that in tnfΔARE/+ mice, the genetic ablation of Tpl2 kinase leads to a severely delayed onset of IBD pathology. Aim of this work is a further study of the molecular and cellular pathways implicated in IBD pathogenesis in tnfΔARE/+ mice. At the cellular level, we studied the role of intestinal epithelial cells (IECs) in IBD pathogenesis as a cellular source and as a cellular target of TNF. At the molecular level, we studied the role of Tpl2 kinase in IBD pathogenesis in a tissue specific approach in order to identify the cell types where Tpl2 acts as a mediator of pathogenic signals. In order to study the role of IECs as a specific cellular source of TNF in the intestinal mucosa, we generated mice overproducing TNF specifically by IECs. In order to study the effects of TNF specifically on IECs, in vivo, we generated mice expressing TNFR-I selectively in IECs. For the tissue-specific study of the role of Tpl2 we generated tpl2 conditional knock-out mice. Our results show that TNF overproduction by IECs is a condition sufficient for the development of IBD pathology and leads to an early activation of the underlying mesenchymal cells of the gut, the intestinal myofibroblasts. Concerning the role of IECs as a cellular target of TNF , we show that acute exogenous TNF administration leads to IEC apoptosis in a direct manner via epithelial TNFR-I, whereas the chronic selective targeting of IECs by TNF in tnfΔARE/+ mice is not sufficient to lead to the development of IBD pathology. At the molecular level, we show that in tnfΔARE/+ mice, the specific deletion of Tpl2 in myeloid lineage cells or in IECs doesn’t affect the development of IBD pathology. In contrast, the specific deletion of Tpl2 in mesenchymal cells leads to a trend of delayed onset of disease. These results show that Tpl2 may be an important molecular mediator of early pathogenic signals in tnfΔARE/+ mice in the intestinal myofibroblasts.

Ο Παράγοντας Νέκρωσης των Όγκων (TNF) διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στην παθογένεια των Ιδιοπαθών Φλεγμονωδών Παθήσεων του Εντέρου (ΙΦΕΝ). Οι tnfΔARE/+ ποντικοί παρουσιάζουν χρόνια υπερπαραγωγή TNF και αναπτύσσουν αυθόρμητα φλεγμονώδη εντεροπάθεια. Έχει δειχθεί ότι η καθολική εξάλειψη της κινάσης Tpl2 οδηγεί σε σημαντική καθυστέρηση της ανάπτυξης της παθολογίας των tnfΔARE/+ ποντικών. Σκοπός της εργασίας είναι η περαιτέρω μελέτη των μοριακών και κυτταρικών μονοπατιών που εμπλέκονται στην παθογένεια των tnfΔARE/+ ποντικών. Συγκεκριμένα, σε κυτταρικό επίπεδο, εξετάζεται ο ρόλος των επιθηλιακών κυττάρων του εντέρου (ΕΚΕ) στην παθογένεια των ΙΦΕΝ ως κυτταρική πηγή και ως κυτταρικός στόχος του TNF. Σε μοριακό επίπεδο εξετάζεται ο ρόλος της Tpl2 στην παθογένεια των tnfΔARE/+ ποντικών με ιστοειδικό τρόπο ώστε να εντοπιστούν οι κυτταρικοί τύποι όπου διαδραματίζει ρόλο μεσολαβητή παθογενετικών σημάτων. Για να εξεταστεί ο ρόλος των ΕΚΕ ως εξειδικευμένη κυτταρική πηγή ΤNF στο βλεννογόνο του εντέρου, δημιουργήθηκαν ποντικοί που υπερπαράγουν ΤNF εξειδικευμένα από τα ΕΚΕ. Για να μελετηθούν τα αποτελέσματα της επίδρασης του TNF εξειδικευμένα στα ΕΚΕ in vivo, δημιουργήθηκαν ποντικοί που εκφράζουν τον υποδοχέα του TNF TNFR-I αποκλειστικά στα ΕΚΕ. Για την ιστοειδική μελέτη του ρόλου της Tpl2 δημιουργήθηκαν ποντικοί που φέρουν το tpl2 γονίδιο στοχευμένο προς δυνητική αδρανοποίηση μέσω Cre-LoxP γενετικού ανασυνδυασμού. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η υπερπαραγωγή ΤNF από τα ΕΚΕ αποτελεί συνθήκη ικανή για την ανάπτυξη παθολογίας ΙΦΕΝ οδηγώντας σε πρώιμη ενεργοποίηση των υποκείμενων των ΕΚΕ μεσεγχυματικών κυττάρων, των μυοϊνοβλαστών. Όσον αφορά το ρόλο των ΕΚΕ ως κυτταρικός στόχος του TNF, δείχνουμε ότι η οξεία χορήγηση εξωγενούς TNF επιδρά στα ΕΚΕ αποπτωτικά με τρόπο άμεσο μέσω του TNFR-I που εκφράζουν, ενώ η χρόνια επιλεκτική στόχευση των ΕΚΕ από τον ενδογενή TNF στους tnfΔARE/+ ποντικούς δεν αποτελεί συνθήκη ικανή για την ανάπτυξη παθολογίας ΙΦΕΝ. Σε μοριακό επίπεδο δείχνουμε ότι στους tnfΔARE/+ ποντικούς, η στοχευμένη εξάλειψη της κινάσης Tpl2 στα κύτταρα της μυελώδους σειράς ή στα ΕΚΕ δεν επηρεάζει τα επίπεδα της παθολογίας. Αντίθετα, η εξειδικευμένη εξάλειψη της Tpl2 στα μεσεγχυματικά κύτταρα οδηγεί σε τάση καθυστερημένης εμφάνισης της παθολογίας. Τα αποτελέσματα αυτά υποδεικνύουν ότι η Tpl2 μπορεί να αποτελεί σημαντικό μοριακό μεσολαβητή πρώιμων παθογενετικών σημάτων στο tnfΔARE/+ πειραματικό πρότυπο στους μυοϊνοβλάστες του εντέρου.