Μοριακές διαταραχές μεταγραφικών παραγόντων σε Τ λεμφοκύτταρα στο συστηματικό ερυθηματώδη λύκο

Abstract

Aim: Τ cells from patients with Systemic Lupus Erythematosus (SLE) fail to regulate the immune response, provide excessive help to autoreactive Β cells and at the same time infiltrate target-organs (e.g. kidneys). SLE Τ cells demonstrate a unique phenotype with increased calcium flux upon activation. We evaluated the effect of this phenomenon on the regulation of gene transcription. Methods: Τ cells were extracted from the peripheral blood of patients and healthy individuals and cultured in vitro in the presence or absence of appropriate stimulating factors. We used Western blot, electrophoretic mobility shift assays and chromatin immunoprecipitation assays to analyze the transcription factors activator protein-1 (AP-1), nuclear factor of activated Τ cells (NFAT) and c-AMP response element modulator (CREM). Results: We showed that SLE Τ cells have increased nuclear translocation of the calcium dependent transcription factor NFATc2. This in turn leads to increased NFAT-DNA binding activity as well as increased binding of NFATc2 to the inducible genes CD 154 and IL-2. Nevertheless, only the transcription of CD 154 and not that of IL-2 was elevated in SLE Τ cells as compared to control Τ cells. NFAT needs, as a molecular partner, AP-1 (a c-fos/c-jun dimer) in order to initiate the transcription of IL-2 but not that of CD154. We found that Τ cells from patients with SLE had significantly decreased levels of AP-1 explaining the differential effect of NFATc2 on these two genes. Our experiments showed that c-fos, one of the main components of AP-1, is produced at lower levels in activated SLE Τ cells as compared to control Τ cells; this decrease was due to deficient transcription of the c-fos gene. We found that the transcription inhibitor CREM, which is elevated in SLE Τ cells, was bound to the promoter of the c-fos gene and limited its transcription in SLE Τ cells. Finally, we showed that anti-sense CREM increased the production of c-fos mRNA and the binding activity of AP-1. Conclusions: The imbalanced transcription of the CD 154 and IL-2 genes in SLE Τ cells is due to the increased transcriptional activity of NFAT with concomitant decrease in AP-1 activity. The important transcriptional inhibitor CREM is largely responsible for the decrease in AP-1 activity. NFAT and CREM control important signaling pathways in Τ cells from patients with SLE and therefore may be appropriate treatment targets for SLE.

Σκοπός: Τα Τ κύτταρα ασθενών με συστηματικό ερυθηματώδη λύκου (ΣΕΛ) αδυνατούν να ρυθμίσουν σωστά την ανοσολογική απάντηση, παρέχουν υπερβολική βοήθεια στα Β κύτταρα και εισέρχονται σε όργανα-στόχους της νόσου μειωμένη παραγωγή ιντερλευκίνης-2 (ΙΛ-2) και αυξημένη έκφραση του CD154 συμβάλλουν σ' αυτόν τον φαινότυπο. Τα εν λόγω Τ κύτταρα, όταν διεγερθούν, παρουσιάζουν αυξημένη είσοδο ασβεστίου. Στην παρούσα μελέτη αναλύσαμε την επίπτωση αυτού του φαινομένου στην ρύθμιση της μεταγραφής των Τ κυττάρων στον ΣΕΛ. Μέθοδοι: Τ λεμφοκύτταρα απομονώθηκαν από το αίμα ασθενών και υγιών μαρτύρων και καλλιεργήθηκαν in vitro με/ή χωρίς την παρουσία διεγερτικών παραγόντων. Η ανάλυση των μεταγραφικών παραγόντων activator protein-1 (ΑΡ-1), nuclear factor of activated Τ cells (NFAT) και c-AMP response element modulator (CREM) έγινε με χρήση Western blot, δοκιμασιών αλλαγής ηλεκτροφορητικής κινητικότητας και ανοσοκαθίζησης χρωματίνης. Αποτελέσματα: Τα Τ κύτταρα ασθενών με ΣΕΛ σε σχέση με αυτά υγιών μαρτύρων είχαν αυξημένη μετατόπιση του εξαρτώμενου από το ασβέστιο μεταγραφικού παράγοντα NFATc2 στον πυρήνα τους, αυξημένη συνδετική δραστηριότητα του NFAT και αυξημένη σύνδεση του NFATc2 με τους υποκινητές των γονιδίων CD154 και ΙΛ-2. Παρόλα αυτά μόνο η μεταγραφή του γονιδίου CD154 ήταν αυξημένη στα Τ κύτταρα ασθενών με ΣΕΛ σε σχέση με αυτά υγιών μαρτύρων. Υποθέσαμε ότι η διαφορετική επίδραση του NFATc2 στη μεταγραφή των δύο αυτών γονιδίων οφείλεται στον διμερή παράγοντα ΑΡ-1 (σύμπλεγμα c-fos/c-jun), οποίος είναι απαραίτητος για την μεταγραφή του ΙΛ-2 αλλά όχι του CD154. Πράγματι τα Τ κύτταρα ασθενών με ΣΕΛ είχαν μειωμένα επίπεδα ΑΡ-1 λόγω μειωμένης μεταγραφής του γονιδίου c-fos. Αυτό οφειλόταν στο ότι ο μεταγραφικός αναστολέας CREM, ο οποίος είναι αυξημένος στα Τ κύτταρα ασθενών με ΣΕΛ, συνδεόταν με τον υποκινητή του γονιδίου c-fos, περιορίζοντας τη μεταγραφή του. Τέλος, διαμόλυνση Τ κυττάρων με anti-sense CREM οδήγησε σε αυξημένη παραγωγή c-fos mRNA και συνδετική δραστηριότητα του ΑΡ-1. Συμπεράσματα: Η μη ισορροπημένη μεταγραφή των γονιδίων ΙΛ-2 και CD154 στα Τ κύτταρα ασθενών με ΣΕΛ οφείλεται στην υπερβολική κινητοποίηση του NFAT, η οποία συνοδεύεται από μειωμένη δραστηριότητα του ΑΡ-1. Ο σημαντικός μεταγραφικός αναστολέας CREM είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνος για τη μείωση της δραστηριότητας του ΑΡ-1. Άρα, τα μόρια NFAT και CREM ελέγχουν σημαντικά επικοινωνιακά μονοπάτια των Τ κυττάρων ασθενών με ΣΕΛ και επομένως μπορεί να αποτελέσουν θεραπευτικούς στόχους γι' αυτήν τη νόσο.