Crosstalk between NK cell receptors and chemokine receptors: Implications for NK cell effector functions.
Prosjekt
- Prosjektnummer
- 2008100
- Ansvarlig person
- John Torgils Vaage
- Institusjon
- Oslo universitetssykehus HF
- Prosjektkategori
- Doktorgradsstipend
- Helsekategori
- Inflammatory and Immune System
- Forskningsaktivitet
- 1. Underpinning
Rapporter
Hovedmålet med prosjektet var å studere hvordan signalering fra NK cellereseptorer og kjemokinreseptorer kunne påvirke hverandre.
Som et av delmålene hadde vi satt oss fore å undersøke om det kunne være en direkte fysisk kontakt mellom NK-cellereseptorer og kjemokinreseptorer. Dette delprosjektet var avhengig av at vi klarte å etablere NK-cellelinjer stabilt transfektert med både kjemokinreseptorer og NK-cellereseptorer merket med fluoreserende forbindelser. Vi hadde store tekniske problemer, og valgte derfor å fokusere på de tidligste signaleringskaskadene fra NK-cellereseptorer. Vi har blant annet undersøkt om adaptormolekylet TRIM er assosiert med NK-cellereseptorer og dens rolle i signalkaskaden (manuskript). I tillegg er vi i gang med en fullstendig kartlegging av aktiverte (tyrosinfosforylerte) intracellulære signalproteiner ved hjelp av ”multi-plexed” antistoff arrays. Etableringen av metoden i humane T celler vil være en del av graden (manuskript).
Som det andre delmålet ønsket vi å finne ut om tetraspaniner kunne modulere NK-celleaktivitet. Vi valgte å studere tetraspaninet CD53 som er høyt uttrykt på NK-celler, og fant at CD53 negativt regulerer NK-celleaktivitet, ved å redusere interaksjon mot målceller og samtidig øke NK-cellens proliferasjonsaktivitet (manuskript).
Våre resultater har ingen direkte betydning for helsetjenesten, men representerer viktig kunnskap for i fremtiden å kunne utnytte kroppens eget immunforsvar i immunoterapi.
En gruppe lymfocytter kalt NK-celler er viktige i vårt tidlige immunforsvar mot kreft og visse virusinfeksjoner. NK-cellene deltar i drap av infiserte celler, og i å igangsette adaptive immunresponser. Vi ønsker å finne ut hvordan NK-cellenes drapsfunksjoner er regulert, for å få en bedre forståelse av NK-cellenes immunresponser.NK-celler har en viktig rolle i det tidlige immunforsvaret mot visse krefttyper og virusinfiserte celler. Infiserte og transformerte celler vil ofte nedregulere MHC klasse I på celleoverflaten, eller uttrykke stressmolekyler. Slike endringer gjenkjennes av NK-celler ved hjelp av spesialiserte NK-cellereseptorer. Mens NK-cellenes drapsreseptorer etter hvert er godt karakterisert, er det mindre kjent hvordan reseptorenes aktivitet er regulert. Mange infeksjoner er lokalisert til bestemte vev. Dersom NK-celler skal kunne finne virusinfiserte celler og kreftceller, må de kunne vandre ut til disse vevene. NK-cellers vandring er regulert av små proteiner kalt kjemokiner som skilles ut fra vevene og virker tiltrekkende på NK-celler. Vi har tidligere vist at aktivitet gjennom en drapsreseptor kan påvirke NK-cellens evne til å vandre.
I et av delprosjektene er vi interessert i rollen til en gruppe transmembranproteiner kalt tetraspaniner, som er tenkt å knytte sammen overflatemolekyler i egne signaleringsnettverk. Vi har funnet ut at samtidig stimulering av tetraspaninet CD53 og NK-cellereseptorer hemmer NK-cellenes evne til å feste seg til kreftceller, til å vandre, og til å produsere cytokiner, og dermed fungerer som en negativ regulator for NK-celleaktivitet.
I et annet delprosjekt undersøker vi hvorvidt signalering via NK-cellereseptorer påvirker signalering og cellevandring initiert fra kjemokinreseptorer. Fosfatasen SHP-1, som tidligere er vist å hemme cellevandring, er også et viktig molekyl i NK-cellereseptorers signaleringsvei, og våre preliminære data tyder på at stimulering gjennom Ly49 reseptorer kan indusere SHP-1 assosiasjon til kjemokinreseptorer og dermed bremse cellevandring.
Vi er også interessert i hvorvidt såkalte ”adapterproteiner” kan koble sammen aktivitet fra NK-cellereseptorer med kjemokinreseptorer. Vi har foreløpig konsentrert oss om to slike proteiner, DAP12 og TRIM. DAP12 er direkte sammenkoblet med aktiverende NK-cellereseptorer, og nødvendig for signalering. TRIM er koblet til en tilsvarende adapter i T-celler, og også tilstede i NK-celler. Vår hypotese er at TRIM kan være koblet til DAP12 i NK-celler og at de sammen kan styre aktiviteten til intracellulære proteiner som igjen er bestemmende for NK-cellenes respons. Vi har data som tyder på at TRIM kan være assosiert til Ly49 reseptorer.
Vi forventer å kunne ferdigstille det første delprosjektet i løpet av første halvdel av 2012, og de to siste prosjektene i løpet av høsten 2012.
Vi ønsker å finne ut hvordan drapsfunksjonen til naturlige dreperceller (NK-celler) er regulert. NK-celler kan spontant drepe ulike kreftceller eller celler infisert med virus eller andre intracellulære agens. En rekke kontrollmekanismer er viktige for å sikre at riktig celle blir eliminert, og det er noen av disse mekanismene vi ønsker å undersøke.NK-celler har en viktig rolle i immunforsvaret mot virusinfiserte celler og mot kreftceller. Infiserte og transformerte celler vil ofte nedregulere MHC klasse I på celleoverflaten, eller uttrykke stressmolekyler. Slike endringer gjenkjennes av NK-celler ved hjelp av spesialiserte NK-cellereseptorer. Mens NK-cellenes drapsreseptorer etter hvert er godt karakterisert, er det mindre kjent hvordan reseptorene regulerer andre funksjoner. Mange infeksjoner er lokalisert til bestemte vev. Dersom NK-celler skal kunne finne virusinfiserte celler og kreftceller, må de kunne vandre ut til disse vevene. NK-cellers vandring er regulert av små proteiner kalt kjemokiner som skilles ut fra vevene. Kjemokinene virker tiltrekkende på NK-celler, og får NK-cellen til å vandre ved å feste seg til NK-cellenes kjemokinreseptorer. Vi har tidligere vist at aktivitet gjennom en drapsreseptor kan påvirke NK-cellens evne til å vandre.
Et av målene med prosjektet var å undersøke hvorvidt det kunne være en direkte, fysisk kontakt mellom NK-cellereseptorer og kjemokinreseptorer på NK-cellens celleoverflate. Dette prosjektet har vist seg å være teknisk krevende, og vi har derfor endret fokus noe for å komme videre i prosjektet. Vi studerer nå i stedet om signalering via Ly49 reseptorer påvirker signalering og cellevandring initiert fra kjemokinreseptorer. Dette er også omtalt i et eget delprosjekt i den opprinnelige prosjektbeskrivelsen. For det første er vi interessert i rollen til en gruppe transmembranproteiner kalt tetraspaniner, som er tenkt å knytte sammen overflatemolekyler i egne signaleringsnettverk. Vi har funnet ut at samtidig stimulering av tetraspaninet CD53 og Ly49 reseptorer påvirker NK-cellenes evne til å feste seg (adhesjon), vandre og å produsere cytokiner. Videre har vi også startet studier av fosfatasen SHP-1, som tidligere er vist å hemme cellevandring. SHP-1 er et viktig molekyl i Ly49 reseptorers signaleringsvei, og våre preliminære data tyder på at stimulering gjennom Ly49 reseptorer kan påvirke SHP-1 assosiasjon til kjemokinreseptorer.
Vi er også interessert i hvorvidt såkalte ”adapterproteiner” kan koble sammen aktivitet fra NK-cellereseptorer med kjemokinreseptorer. Vi har foreløpig konsentrert oss om to slike proteiner, DAP12 og TRIM. DAP12 er direkte sammenkoblet med aktiverende NK-cellereseptorer, og nødvendig for signalering. TRIM er koblet til en tilsvarende adapter i T-celler, og vår hypotese er at TRIM kan være koblet til DAP12 i NK-celler og at de sammen kan styre aktiviteten til intracellulære proteiner som igjen er bestemmende for NK-cellenes respons. Vi har data som tyder på at TRIM kan være assosiert til Ly49 reseptorer, og ved hjelp av massespektrometri er vi nå i gang med å identifisere proteiner som binder til TRIM etter stimulering via Ly49 reseptorer.
Oppsummert er alle delprosjektene kommet godt i gang, og vi forventer å ferdigstille minst to av prosjektene til publikasjon i løpet av de tre første kvartalene i 2011.
Vi ønsker å finne ut hvordan drapsfunksjonen til naturlige dreperceller (NK-celler) er regulert. NK-celler kan spontant drepe ulike kreftceller, samt celler infisert med virus eller andre intracellulære agens. En rekke kontrollmekanismer er viktige for å sikre at riktig celle blir eliminert, og det er noen av disse mekanismene vi ønsker å undersøke.NK-celler har en viktig rolle i immunforsvaret mot virusinfiserte celler og mot kreftceller. Infiserte og transformerte celler vil ofte nedregulere MHC klasse I på celleoverflaten, eller uttrykke stressmolekyler. Slike endringer gjenkjennes av NK-celler ved hjelp av spesialiserte NK-cellereseptorer. Mens NK-cellenes drapsreseptorer etter hvert er godt karakterisert, er det mindre kjent hvordan reseptorene regulerer andre funksjoner. Mange infeksjoner er lokalisert til bestemte vev. Dersom NK-celler skal kunne finne virusinfiserte celler og kreftceller, må de kunne vandre ut til disse vevene. NK-cellers vandring er regulert av små proteiner kalt kjemokiner som skilles ut fra vevene. Kjemokinene virker tiltrekkende på NK-celler, og får NK-cellen til å vandre ved å feste seg til NK-cellenes kjemokinreseptorer. Vi har tidligere vist at aktivitet gjennom en drapsreseptor kan påvirke NK-cellens evne til å vandre.
Et av målene med prosjektet er å finne ut om det kan være en direkte, fysisk kontakt mellom NK-cellereseptorer og kjemokinreseptorer på NK-cellens celleoverflate. Vi har konstruert fluorescerende NK-cellereseptorer og kjemokinereseptorer, og arbeider med å innføre disse i en rotte NK-cellelinje. Så fort vi får stabilt uttrykk av reseptorene på oveflaten, skal vi ved hjelp av mikroskopi studere om vi kan finne sammenkoblinger av kjemokinreseptorer og NK-cellereseptorer på celleoverflaten. Dette arbeidet har vært forbundet med en del tekniske problemer, som vi nå er i ferd med å løse.
Vi er også interessert i hvorvidt såkalte ”adapterproteiner” kan koble sammen aktivitet fra NK-cellereseptorer med kjemokinreseptorer. Vi har foreløpig konsentrert oss om to slike proteiner, DAP12 og TRIM. DAP12 er direkte sammenkoblet med NK-cellereseptorer. TRIM er muligens koblet til DAP12. Begge proteinene styrer aktiviteten til intracellulære proteiner som igjen er bestemmende for NK-cellenes respons. Vi har i løpet av våren 2009 generert NK-celler som mangler enten DAP12 eller TRIM (såkalte ”knockdowns”), ved hjelp av en teknologi som kalles siRNA. Siden kunnskapen om TRIM er liten, har vi også fremstilt selve TRIM-proteinet fusjonert til Fc-delen av et antistoff, som vi skal bruke til å fiske etter proteinpartnere.
Oppsummert er vi godt i gang med prosjektets delmål. Stipendiaten har vært i fødselspermisjon siden mai 2009, men arbeidet vil bli gjenopptatt mai 2010.
Vi ønsker å finne ut hvordan drapsfunksjonen til naturlige dreperceller (NK-celler) er regulert. NK-celler kan spontant drepe ulike kreftceller eller celler infisert med virus eller andre intracellulære agens. En rekke kontrollmekanismer er viktige for å sikre at riktig celle blir eliminert, og det er noen av disse vi ønsker å finne ut mer om.NK-celler har en viktig rolle i immunforsvaret mot virusinfiserte celler og mot kreftceller. Vi vet at NK-celler kan monitorere nivået av MHC klasse I på infiserte celler ved hjelp av spesialiserte NK-cellereseptorer. En virusinfisert celle vil ofte nedregulere MHC klasse I, og et slikt fravær av MHC klasse I fører til celledrap.
Mange reseptorer NK-celler benytter til celledrap er kjent, men hvordan reseptorene regulerer andre funksjoner er mindre kjent. Mange infeksjoner er lokalisert til bestemte vev. Dersom NK-celler skal kunne finne virusinfiserte celler og kreftceller, må de kunne vandre ut til disse vevene. NK-cellers vandring er regulert av forskjellige reseptorer, som kan føre til at NK-cellen enten stopper opp eller begynner å vandre. Cellevandring styres blant annet av små proteiner kalt kjemokiner som skilles ut fra vevene. Kjemokinene virker tiltrekkende på NK-celler, og får NK-cellen til å vandre ved å feste seg til kjemokinreseptorer på cellen.
Et av målene med prosjektet er å finne ut om det kan være en direkte, fysisk kontakt mellom NK-cellereseptorer og kjemokinreseptorer på NK-cellens celleoverflate. Dette kan forklare hvorfor aktivitet gjennom en NK-cellereseptor kan påvirke en aktivitet som normalt går via en kjemokinreseptor (vandring).
Vi har i løpet av høsten 2008 konstruert fluorescerende NK-cellereseptorer og kjemokinereseptorer og innført disse i NK-celler ved hjelp av lentivirus. Så fort vi får stabilt uttrykk av reseptorene på oveflaten, skal vi ved hjelp av mikroskopi studere om vi kan finne sammenkoblinger av kjemokinreseptorer og NK-cellereseptorer¨på celleoverflaten.
Ulike protein i cellemembranen kan enten øke eller senke aktiviteten til reseptorer. Slike protein kan dermed potensielt koble sammen aktivitet fra NK-cellereseptorer med kjemokinreseptorer. Vi tenker oss at proteinene fungerer som en aktivitetssentral som styrer hvordan NK-cellen skal reagere.
Vi har foreløpig konsentrert oss om to protein, DAP12 og TRIM. DAP12 er direkte sammenkoblet med NK-cellereseptorer. TRIM er muligens koblet til DAP12. Begge proteinene styrer aktiviteten til intracellulære protein som igjen er bestemmende for NK-cellens respons. Vi er nå i gang med å lage NK-celler som skal mangle enten DAP12 eller TRIM (såkalte ”knockdown”), ved hjelp av en teknologi som kalles siRNA. Siden kunnskapen om TRIM er liten, har vi også fremstilt selve TRIM-proteinet som vi skal bruke til å fiske etter proteinpartnere i en løsning bestående av NK-cellens intracellulære protein.
Oppsummert er vi godt i gang med prosjektets delmål, og har siden prosjektets oppstart i vår brukt tid på metodeutvikling og å lage varianter av NK-celler som vi trenger i eksperimentene våre.
Vitenskapelige artikler
Todros-Dawda I, Vaage JT, Inngjerdingen M
The tetraspanin CD53 increases NK cell adhesiveness, and down-modulate functional responses.
Manuskript
Todros-Dawda I, Vaage JT, Inngjerdingen M
T cell interacting molecule (TRIM) transmits signals from activating Ly49 receptors in NK cells.
Manuskript
Todros-Dawda I, Wu W, Holm A, Kalina T, Inngjerdingen M, Lund-Johansen F
Dissecting T cell signalling with antibody arrays.
Manuskript
eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT
Alle henvendelser rettes til eRapport