Role of IL-33 in inflammation
Prosjekt
- Prosjektnummer
- 2011044
- Ansvarlig person
- Guttorm Haraldsen
- Institusjon
- Oslo universitetssykehus HF
- Prosjektkategori
- Postdoktorstipend
- Helsekategori
- Inflammatory and Immune System
- Forskningsaktivitet
- 1. Underpinning
Rapporter
Prosjektet har resultert i en doktorgrad og starten på en annen doktorgrad som nå fullføres under prosjekt 2015004.
Doktorgradsstipendiat Olav Sundnes har vist at IL-33 ekspresjon reguleres annerledes i menneske enn i mus. Han har vist at grisemodeller vil være mer egnet til å kartlegge reguleringen, noe vi søker finansiering for å gjennomføre i traumemodeller.
Han har også vist at IL-33 reguleres av hyposmose i human hud, en ny mekanisme for induksjon av alarminer.
Videre viser Sundnes i det tredje arbeidet i sitt gradsarbeid at IL-33 frigjøres meget raskt i blodet hos multitraumepasienter og at høye IL-33 nivåer predikerer høy dødlighet.
Vi foreslår at effekten av IL-33 bør avklares i traumemodeller der IL-33 enten er slått ut genetisk (IL-33-defekte rotter) eller blokkert av et nøytraliserende antistoff i en grisemodell. Vi har generert slike rotter og har etablert et samarbeid der det gjøres undersøkelser i gris.
nei
Interlevkin-33 er et signalprotein som bidrar til at immunforsvaret reagerer raskt ved infeksjon og annen vevsskade.Ved infeksjon eller vevsskade er det nødvendig at kroppens forsvarssystemer reagerer raskt. Interleukin-33 er et cytokin (en signalsubstans) som bidrar til en slik respons, men det produseres og lagres på en kompleks måte som også varierer mellom mus og menneske. Fellesnevneren er likevel at IL-33 sitter i cellekjernen i levende celler og påvirker genuttrykket når celler aktiveres, mens det ved celleskade frigjøres og blir til en løselig signalsubstans som kan aktivere andre celler. Vi har avdekket store forskjeller mellom mus, rotte, svin og menneske som har stor betydning for hvordan man nå kan interpretere eksperimenter i dyremodeller (Sundnes et al, Journal of Investigative Dermatology, 2016, NIFU-STEP nivå 2. Denne publikasjonen inngår i Olav Sundnes´ innleverte avhandling (finansiert av dette prosjektet) og Wojciech Pietkas avhandling (kandidat som ble lønnet av prosjekt 2013115 i 2014, nå ansatt på prosjekt 2015004). Vi er også i ferd med å sluttføre en studie som har avdekket hypoosmose som en helt ny aktiveringsmekanisme for induksjon av IL-33. Vi har karakterisert signalveien og avdekket viktige forskjeller mellom denne og det som skjer når induksjon av IL-33 i stedet aktiveres med interferon-gamma. Vi har avdekket at aktiveringen er mediert av calciumflux og kartlagt hvilke ionekanaler som gir effekten. Dette manuskriptet inngår i Sundnes´ avhandling, men vi videreutvikler denne studien ved å kartlegge effekten av IL-33-deplesjon under hypoosmose.
Det siste manuskriptet i Sundnes' avhandling er ferdig studie og klar til submittering. Her har vi i samarbeid med Torsten Eken, Ullevål, målt IL-33 i en meget velkarakterisert multitraumekohort og avdekket hvordan IL-33 kun frigjøres i de mest traumatiserte pasientene der det oppstår betydelig karskade, og at det kommer en respons med løselig IL-33-reseptor.
Olav Sundnes' avhandling har fått meget god evaluering av kommiteen og skal forsvares 31MAR.
Interlevkin-33 er et signalprotein som bidrar til at immunforsvaret reagerer raskt ved infeksjon og annen vevsskade.Ved infeksjon eller vevsskade er det nødvendig at kroppens forsvarssystemer reagerer raskt. Interleukin-33 er et cytokin (en signalsubstans) som bidrar til en slik respons, men det produseres og lagres på en kompleks måte som også varierer mellom mus og menneske. Fellesnevneren er likevel at IL-33 sitter i cellekjernen i levende celler og påvirker genuttrykket når celler aktiveres, mens det ved celleskade frigjøres og blir til en løselig signalsubstans som kan aktivere andre celler. I dette prosjektet måtte vi forkaste vår tidligere hypotese om at mangel på IL-33 endret utkommet av bakteriell infeksjoner i huden fordi data fra forskjellige dyrestaller ga forskjellige resultater, og kanskje viktigst, fordi gruppene opprinnelig hadde forskjellig genetisk bakgrunn. Samtidig har vi fått et gjennombrudd når det gjelder IL-33-funksjonen i nyrefibrose som er beskrevet under prosjekt 2013115. I prosjektet det her rapporteres for (2011044) har vi nå karakterisert hvordan IL-33 reguleres ved betennelse og avdekket store forskjeller mellom mus, rotte, svin og menneske som har stor betydning for hvordan man nå kan interpretere eksperimenter i dyremodeller. Denne studien er nettopp akseptert Journal of Investigative Dermatology, som er det eneste i NIFU-STEP nivå 2 tidsskriftet i dermatologi og ledende innen faget. Denne publikasjonen vil inngå i Olav Sundnes´avhandling (finansiert av dette prosjektet) og Wojciech Pietkas avhandling (kandidat som ble lønnet av prosjekt 2013115 i 2014, nå ansatt på prosjekt 2015004). Vi er også i ferd med å sluttføre en studie som har avdekket hypoosmose som en helt ny aktiveringsmekanisme for induksjon av IL-33. Vi har karakterisert signalveien og avdekket viktige forskjeller mellom denne og det som skjer når induksjon av IL-33 i stedet aktiveres med interferon-gamma. Vi har avdekket at aktiveringen er mediert av calciumflux og kartlagt hvilke ionekanaler som gir effekten. Dette manuskriptet skal submitteres før sommeren og vil også inngå i Sundnes´og Pietkas avhandlinger. Til sist har vi etablert en modell for psoriasis og kartlegger hvilken rolle IL-33 og komponenter i inflammasomapparatet medierer celleresponsene i mus som har nullmutasjon for IL-33, NLRP3 eller Asc. Her har vi avdekket forskjeller som er inflammasomrelaterte og vi har etablert keratinocyttkulturer fra mus med hver genotype, slik at vi kan dissekere mekanistiske forskjeller in vitro.
Interlevkin-33 er et signalprotein som bidrar til at immunforsvaret reagerer raskt ved infeksjon og annen vevsskade.Ved infeksjon eller vevsskade er det nødvendig at kroppens forsvarssystemer reagerer raskt. Interleukin-33 er et cytokin (en signalsubstans) som bidrar til en slik respons, men det produseres og lagres på en kompleks måte som også varierer mellom mus og menneske. Fellesnevneren er likevel at IL-33 sitter i cellekjernen i levende celler og påvirker genuttrykket når celler aktiveres, mens det ved celleskade frigjøres og blir til en løselig signalsubstans som kan aktivere andre celler. I dette prosjektet måtte vi forkaste vår tidligere hypotese om at mangel på IL-33 endret utkommet av bakteriell infeksjoner i huden fordi data fra forskjellige dyrestaller ga forskjellige resultater, og kanskje viktigst, fordi gruppene opprinnelig hadde forskjellig genetisk bakgrunn. Samtidig har vi fått et gjennombrudd når det gjelder IL-33-funksjonen i nyrefibrose som er beskrevet under prosjekt 2013115.
I prosjektet det her rapporteres for (2011044) har vi nå karakterisert hvordan IL-33 reguleres ved betennelse og avdekket store forskjeller mellom mus, rotte, svin og menneske som har stor betydning for hvordan man nå kan interpretere eksperimenter i dyremodeller. Denne studien er nettopp akseptert Journal of Investigative Dermatology, som er det eneste i NIFU-STEP nivå 2 tidsskriftet i dermatologi og ledende innen faget. Denne publikasjonen vil inngå i Olav Sundnes´avhandling (finansiert av dette prosjektet) og Wojciech Pietkas avhandling (kandidat som ble lønnet av prosjekt 2013115 i 2014, nå ansatt på prosjekt 2015004).
Vi er også i ferd med å sluttføre en studie som har avdekket hypoosmose som en helt ny aktiveringsmekanisme for induksjon av IL-33. Vi har karakterisert signalveien og avdekket viktige forskjeller mellom denne og det som skjer når induksjon av IL-33 i stedet aktiveres med interferon-gamma. Vi har avdekket at aktiveringen er mediert av calciumflux og kartlagt hvilke ionekanaler som gir effekten. Dette manuskriptet skal submitteres før sommeren og vil også inngå i Sundnes´og Pietkas avhandlinger.
Til sist har vi etablert en modell for psoriasis og kartlegger hvilken rolle IL-33 og komponenter i inflammasomapparatet medierer celleresponsene i mus som har nullmutasjon for IL-33, NLRP3 eller Asc. Her har vi avdekket forskjeller som er inflammasomrelaterte og vi har etablert keratinocyttkulturer fra mus med hver genotype, slik at vi kan dissekere mekanistiske forskjeller in vitro.
Interleukin-33 er et signalprotein som bidrar til at immunforsvaret reagerer raskt ved infeksjon og annen vevsskade.Ved infeksjon eller vevsskade er det nødvendig at kroppens forsvarssystemer reagerer raskt. Interleukin-33 er et cytokin (en signalsubstans) vi har oppdaget i et tidligere forskningsprosjekt som bidrar til en slik respons. Dette skjer ved at IL-33 er til stede i kjernen hos cellene som sitter ytterst i huden og i cellene som sitter på innsiden av blodåreveggen. Ved celleskade tror man at kommer det til frigjøring av interleukin-33 og aktivering av flere typer betennelsesceller. Slik settes immunresponsen gang. Samtidig antar vi at interleukin-33 også påvirker cellenes oppførsel. Det tror vi på bakgrunn av rekombinante DNA eksperimenter, men også fordi vi ser en påfallende regulering: når blodårene er i ro hos en frisk person er det mye interleukin-33, men når årene begynner å vokse (såkalt angiogenese) - slik det skjer i kreftsvulster - blir interleukin-33 borte.
Vi har nå kartlagt hvordan IL-33 reguleres og virker ved infeksjon med staphylokokker (S.aureus) og ved sårtilheling. Det er viktig å få frem slik kunnskap fordi multiresistente staphylokokkinfeksjoner er i ferd med å bli et stort internasjonalt problem. Reguleringsstudien viser store forskjeller i mus og menneske. Vi har vist at interferon-gamma er et sentralt cytokin i denne reguleringen i dyrkede keratinocytter. Vi setter nå sammen disse dataene til første manuskript i gradsarbeidet til Olav Sundnes. I en pågående studie viser også at IL-33 induseres av hypoosmose i disse cellene og har kartlagt denne mekansimen i detalj.
Vi har også etablert en modell for psoriasis og kartlegger hvilken rolle IL-33 og komponenter i inflammasomapparatet medierer celleresponsene i mus som har nullmutasjon for IL-33, NLRP3 eller Asc.
Ved infeksjon eller vevsskade er det nødvendig at kroppens forsvarssystemer reagerer raskt. Interleukin-33 er et cytokin (en signalsubstans) vi har oppdaget som bidra til at dette går fort.Interleukin-33 er et signalprotein som vanligvis sitter i cellekjernen og synes å bidra til at cellene er i ro, men som ved vevsskade eller infeksjon frigjøres og bidrar til at immunforsvaret reagerer raskt ved infeksjon eller vevsskade. Dette skjer ved at dette IL-33 er til stede i kjernen hos cellene som sitter ytterst i huden og i cellene som sitter på innsiden av blodåreveggen. Ved celleskade kommer det til frigjøring av IL-33 og aktivering av flere typer betennelsesceller. Slik settes immunresponsen gang. I denne sammenhengen har vi i 2012 publisert en studie som hadde til formål å forstå forskjellen mellom IL-33 og et beslektet cytokin, IL-1. Ved å sammenligne blodårecellene som populasjon ser man at cytokinene gir nesten identiske responser, men at forskjellen ligger i hvilken aktiveringstatus cellene har i utgangspunktet. Det viser seg at IL-33 først og fremst virker på celler som ikke lenger er i ro og vi planlegger studier som kan avklare betydningen av dette reguleringsprinsippet.
Vi er også i gang med en studie som kartlegger hvilke mekanismer som frigjør IL-33 fra cellene som sitter ytterst i huden, slik det skjer i en infeksjonsmodell med Staphylkokker.
Samtidig antar vi at interleukin-33 også påvirker cellenes oppførsel. Det tror vi på bakgrunn av rekombinante DNA eksperimenter, men også fordi vi ser en påfallende regulering i blodårer: når bloodårene er i ro hos en frisk person er det mye interleukin-33, men når årene begynner å vokse (såkalt angiogenese) - slik det skjer i kreftsvulster - blir interleukin-33 borte. Vi har utført studier der vi kan regulere mengden IL-33 i cellene og dermed ser vi en modulering av flere gener som regulerer cellenes oppførsel.
Vi studerer også mus som er genmanipulerte slik at de mangler IL-33. Disse har vi studert i en infeksjonsmodell og en steril betennelsesmodell. I sistnevnte har vi kartlagt hvilke gener som moduleres nå IL-33 mangler og er i gang med studier som de molekylære mekanismene som ligger bak.
Infeksjoner med multiresistente staphylokokker er et økende internasjonalt helseproblem. Interleukin-33 er et signalprotein som bidrar til at immunforsvaret reagerer raskt ved infeksjon. Våre studier indikerer at IL-33 bidrar til å hindre sårdannelse ved staphylokokkinfeksjon.Ved infeksjon eller vevsskade er det nødvendig at kroppens forsvarssystemer reagerer raskt. Interleukin-33 er et cytokine (en signalsubstans) vi har oppdaget i et tidligere forskningsprosjekt som bidrar til en slik respons. Dette skjer ved at dette IL-33 er til stede i kjernen hos cellene som sitter ytterst i huden og i cellene som sitter på innsiden av blodåreveggen. Ved celleskade kommer det til frigjøring av interleukin-33 og aktivering av flere typer betennelsesceller. Slik settes immunresponsen gang. Samtidig antar vi at interleukin-33 også påvirker cellenes oppførsel. Det tror vi på bakgrunn av rekombinante DNA eksperimenter, men også fordi vi ser en påfallende regulering: når bloodårene er i ro hos en frisk person er det mye interleukin-33, men når årene begynner å vokse (såkalt angiogenese) - slik det skjer i kreftsvulster - blir interleukin-33 borte.
Vi er nå i gang med å kartlegge hvordan IL-33 reguleres og virker ved infeksjon med staphylokokker (S.aureus). Det er viktig å få frem slik kunnskap fordi multiresistente staphylokokkinfeksjoner er i ferd med å bli et stort internasjonalt problem. Vi viser nå at IL-33 frigjøres raskt fra epitelet ved infeksjon og at det kommer til en kraftig produksjon i bindevevsceller. Prosjektet er et internasjonalt samarbeidsprosjekt der våre partnere har vist at genmanipulerte mus som mangler IL-33 får større lesjoner og vi setter nå opp studier i vårt laboratorium hvor vi ønsker å sammenligne prossessen i disse musene med mus der reseptoren for IL-33 (ST2) mangler.
Parallelt har vi isolert bindevevsceller fra de genmanipulerte dyrene og villtype kontrolldyr og sammenligner hvordan de reagerer på betennelsesaktivering med rekombinante cytokiner. Her kommer det frem interessante forskjeller som gjør at vi er på god vei til å forstå mekanismene som ligger til grunn for at IL-33 er viktig for å få i gang responsen. Fokuset på bindevevsceller er også basert på at vi har bygget opp ekspertise rundt denne celletypen etter at vi oppdaget at disse cellene er hovedkilden til økede IL-33 nivåer ved sårdannelse i kronisk tarmebetennelse (Sponheim et al, Am J Pathol 2010; 177:2804). Den sistnevnte studien og studiene nevnt ovenfor inngår forøvrig i Jon Sponheims dissertasjon som har tittelen: 'Interleukin-33 in inflammation and wound repair – an experimental study with special reference to endothelial cells and myofibroblasts'. Denne skal forsvares i juni 2012.
Videre har vi i 2011 publisert en samarbeidstudie som handler om hvordan betennelse kan bidra til å bekjempe utvikling av kreft (Haabeth et al, Nature Comm 2011; 2:240) og er nå i gang med en tilleggstudie som viser at interleukin-33 oppreguleres i slike svulster. Vi vil nå finne ut om IL-33 bidrar til å hinder svulstdannelse i denne modellen. Vi har også i 2011 publisert en annen samarbeidsstudie som bidrar til å avklare hvordan angiogenesehemmeren endostatin kan påvirke andre celletyper (Pollheimer et al, Endocrinology 2011; 152:4431). Vårt bidrag springer ut fra vår generelle kompetanse med endostatin og angiogenese.
Vitenskapelige artikler
Sundnes O, Pietka W, Loos T, Sponheim J, Rankin AL, Pflanz S, Bertelsen V, Sitek JC, Hol J, Haraldsen G, Khnykin D
Epidermal Expression and Regulation of Interleukin-33 during Homeostasis and Inflammation: Strong Species Differences.
J Invest Dermatol 2015 Jul;135(7):1771-80. Epub 2015 mar 4
PMID: 25739051
Doktorgrader
Olav Sundnes
Interleukin-33 at endothelial and epidermal barriers
- Disputert:
- mars 2017
- Hovedveileder:
- Guttorm Haraldsen
Deltagere
- Denis Khnykin Forsker (annen finansiering)
- Wojciech Pietka Doktorgradsstipendiat (annen finansiering)
- Olav Sundnes Doktorgradsstipendiat (finansiert av denne bevilgning)
- Guttorm Haraldsen Prosjektleder
- Wojciech Pietka Doktorgradsstipendiat
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