Le rôle des récepteurs Toll-like dans la régulation de la migration, de l’activation et de l’apoptose des neutrophiles

Les TLR jouent un rôle essentiel dans la détection des agents pathogènes envahissants et dans l’induction des défenses antimicrobiennes chez l’hôte. TLR, le principal récepteur des endotoxines, et TLR, avec des agonistes dérivés principalement d’organismes Gram positif, sont susceptibles d’être importants dans la pathogenèse du sepsis. Les deux agonistes TLR et TLR régulent les fonctions neutrophiles importantes, y compris l’adhésion, la génération d’espèces réactives de l’oxygène, et la libération de chimiokines, et activent les principales voies de signalisation pro-inflammatoires, y compris le chemin du facteur nucléaire-κB TLN stimule la légère inhibition directe de l’apoptose neutrophile , bien que ce signal soit très amplifié par la présence de monocytes, suggérant que la régulation de la durée de vie des neutrophiles par les agonistes des TLR peut être principalement médiée par les réponses des autres cellules endotoxines. Nous suggérons que l’activation des neutrophiles par les TLR est fortement régulée. réponses antimicrobiennes neutrophiles à l’activation des TLR w en fournissant un « frein » à l’inflammation en exigeant la présence de cellules mononucléaires pour prolonger de manière significative la survie des neutrophiles

Les neutrophiles sont, au moins numériquement, le type cellulaire majeur participant aux réponses innées de l’hôte à l’infection bactérienne. Ils sont essentiels non seulement à l’élimination réussie de la septicémie bactérienne, mais aussi au dysfonctionnement organique induit par la septicémie. La bactérie a été transformée par l’identification d’une protéine spécifique de la membrane hôte, la CD, qui se lie à l’endotoxine lipopolysaccharide [LPS] Plus récemment, le TLR a été identifié comme une molécule clé de transduction du signal après la liaison au LPS. défense antimicrobienne La famille TLR inclut actuellement des TLR humains qui agissent comme récepteurs de reconnaissance de motifs pour un large éventail de stimuli microbiens Les neutrophiles semblent exprimer tous ces récepteurs, sauf le TLR, au moins au niveau ARNm TLR est considéré comme le principal récepteur du LPS , alors que les réponses cellulaires aux composants des bactéries gram-positives sont principalement médiées via les TLR Les agonistes des TLR comprennent les lipopeptides bactériens, les lipoteichoïques, les LTA et les peptidoglycanes et le signal par TLR hétérodimères TLR en combinaison avec TLR ou TLR TLR et TLR sont donc prédits d’importance centrale dans la pathogenèse du sepsis ici, nous discutons des rôles du TLR et du TLR dans la régulation des fonctions pro-inflammatoires neutrophiles et de l’apoptose

Effets des agonistes des TLR sur les fonctions pro-inflammatoires des neutrophiles

Nous avons étudié les rôles du TLR et du TLR dans la régulation de la fonction neutrophile. Les neutrophiles du sang périphérique humain expriment à la fois TLR et TLR, mais à des niveaux plus bas que les monocytes [,,], et expriment également CD Expression de TLR, mais pas TLR, sur la surface des neutrophiles est augmenté par les cytokines pro-inflammatoires , et TLR est également régulée à la hausse après l’exposition à une gamme de différentes bactéries

Les TLR dans la régulation de la fonction des neutrophiles TLR et TLR ont été montré pour moduler l’étendue des fonctions des neutrophiles, comme indiqué TLR-médiation de l’extension de la survie des neutrophiles est médiée via des actions directes et indirectes dépendantes des monocytes sur le neutrophile ERK, extra kinase régulée par un signal cellulaire; MAPK, protéine kinase activée par un mitogene; NF, facteur nucléaire; PI-kinase, phosphoinositide -kinase; Les TLR dans la régulation de la fonction des neutrophiles TLR et TLR ont montré qu’ils modulent l’étendue des fonctions des neutrophiles, comme indiqué. L’extension médiée par les TLR de la survie des neutrophiles est médiée par des actions directes et indirectes dépendant des monocytes sur les neutrophiles. ERK, kinase régulée par un signal cellulaire extracellulaire; MAPK, protéine kinase activée par un mitogene; NF, facteur nucléaire; PI-kinase, phosphoinositide -kinase; Comme les LPS disponibles dans le commerce contiennent une quantité significative de lipopeptide bactérien, on peut les considérer comme un double TLR et un agoniste des TLR Nous avons donc utilisé un LPS pLPS repurifié, dépourvu de lipopeptides bactériens contaminants, comme agoniste des TLR Nous avons examiné les effets de ces agonistes TLR dans des essais fonctionnels reflétant les étapes cruciales de l’inflammation neutronphilique: recrutement évalué par l’expression de la molécule d’adhésion et chimio kinésceptrice, génération d’activation Ces expériences ont été réalisées avec des neutrophiles hautement purifiés préparés par centrifugation en gradient, suivie d’une séparation de billes magnétiques . Nous avons trouvé que l’activation de TLR ou de TRL entraînait excrétion de L-select dans CDL et la régulation à la hausse de CDb à la surface des neutrophiles, dans une concentratio D’autres études ont également montré la capacité des agonistes TLR pour induire l’excrétion de L-select dans [,,] Nous avons constaté que les deux agonistes TLR et TLR provoquent une régulation rapide de CXCR, le neutrophile majeur Les résultats non publiés des auteurs de CXCR Hayashi et al ont montré que CXCR et CXCR sont régulés à la baisse en réponse aux TLR ou aux agonistes des TLR, ainsi qu’à la chimiotaxie – Dans nos études, la régulation négative des récepteurs de chimiokine neutrophiles n’a pas abouti à l’abolition complète des réponses chimiokines, mesurée par des tests de chimiotaxie sous-agarose, suggérant un mécanisme qui pourrait réguler, plutôt qu’abolir, la réponse aux gradients de chimiokine dans Ainsi, les agonistes des TLR peuvent potentiellement moduler le phénotype des neutrophiles pour réguler le recrutement dans les tissus. TLR et TLR agoni sts induisent également l’activation des neutrophiles Dans nos études, les deux ont provoqué une modeste induction directe de l’explosion respiratoire dans du sable neutrophile hautement purifié, un amorçage plus significatif de l’explosion respiratoire induite par [lmethionylleucyl phenylalanine], en accord avec d’autres données [,,] La dépendance au TLR pour la génération de ROS par les neutrophiles a également été démontrée dans les neutrophiles inflammatoires péritonéaux exsudatifs, avec génération de ROS absentes dérivées de souris CH / HeJ qui manquent de TLR fonctionnel Bien que TLR sare couplé directement à l’activation de la transcription de nouveaux gènes via le fait nucléaire ou la voie NF-κB , il est également démontré que, dans les neutrophiles, ceci est amplifié par génération de ROS Les deux agonistes TLR et TLR peuvent induire la génération d’IL , encore un effet observé dans d’autres études [ ,,] Cet effet peut être partiellement abrogé par MAPKinhibitor, SB kinase activée par mitogène, SB Bien qu’il ne soit pas possible de comparer directement les molarités des différen Les travaux récents de Malcolm et al ont démontré que le LPS induit un large éventail de réponses transcriptionnelles dans les neutrophiles, régulant à la hausse les gènes importants pour la croissance et la survie des cellules. Parmi ces dernières, notons la protéine chimiotactique monocytaire MCP-, suggérant que les effets induits par les TLR sur les neutrophiles peuvent également inclure la capacité à influencer le recrutement d’autres populations de cellules immunitaires innées. Ces réponses LPS montrent encore une certaine dépendance à p L’expression de gènes antiviraux est induite par TLR mais pas par TLR Agonist Les ligands TLR peuvent cependant induire également la production de cytokines et de chimiokines avec implication de la phosphoinositide -kinase et de la signalisation Akt. sentier

Les agonistes de Tlr régulent-ils l’espérance de vie des neutrophiles et la mort par apoptose?

La dysrégulation de l’apoptose des neutrophiles par les bactéries et leurs canaux sécrétés peut être un mécanisme important de la maladie, avec une apoptose prématurée pouvant entraîner une défaillance des défenses de l’hôte , où un retard de l’apoptose des neutrophiles pourrait entraîner La signalisation TLR a des effets différents sur l’apoptose dans différents types de cellules. TLR peut activer une voie JNK / caspase-dépendante kinase N-terminale de l’apoptose dans les cellules endothéliales , tandis que dans les monocytes, le TLR active à la fois les voies pro-survie et pro-mortale, le dernier via le recrutement du domaine de mort associé à Fas et l’activation de la caspase aval Cependant, un grand nombre d’études montrent que le LPS retarde l’apoptose constitutive des neutrophiles LPS amorçage peut retarder l’apoptose des neutrophiles in vivo et augmenter considérablement les défenses de l’hôte dans les modèles de bactéries est D’intérêt, augmentation de l’apoptose des neutrophiles par On a postulé que le virus grippal A en présence de Streptococcus pneumoniae présentait un risque accru de pneumonie après infection par le virus grippal Dans des études utilisant des neutrophiles hautement purifiés, nous avons démontré que TLR ou agonistes TLR, PamCSK ou peptidogly et pLPS, respectivement ont eu des effets inhibiteurs modestes sur l’apoptose des neutrophiles pLPS, par exemple, produisaient un% d’inhibition de l’apoptose après culture, lorsque l’apoptose de fond était négligeable, mais sans effet mesurable sur l’apoptose à h, lorsque les taux d’apoptose constitutive étaient élevés. Les expériences au cours du temps ont confirmé qu’une concentration de LPS efficace dans d’autres tests fonctionnels n’entraînait qu’un retard très modeste de l’apoptose constitutive des neutrophiles Cependant, l’addition de PBMC non stimulées aux cultures produisait un retard d’apoptose équivalent à celui provoqué par LPS, et, d’importance, il y avait un effet synergique de LPS et PBMCs pour provoquer une très substa retard de l’apoptose des neutrophiles Les LPS retardent donc l’apoptose des sneutrophiles par des actions directes et indirectesNos données ont confirmé le rôle de NF-κB, ainsi que les MAPK, y compris les kinases p et extra-cellulaires, les effets indirects du pLPS sur l’apoptose des neutrophiles. et, par conséquent, semblait impliquer des voies de signalisation similaires à celles impliquées dans l’activation TLR d’autres fonctions neutrophiles pro-inflammatoires, comme décrit ci-dessus [,,], et là gulation de l’apoptose neutrophile constitutive Toutes ces voies de signalisation sont reconnues Le mécanisme par lequel les cellules mononucléaires provoquent un retard de l’apoptose des neutrophiles est inconnu Bien que IL-β ait été impliqué comme facteur de survie autocrine ou parparacrine pour les neutrophiles stimulés par le LPS , nous avons trouvé que IL-β n’a pas d’effet direct sur l’apoptose des neutrophiles hautement purifiés et que l’antagoniste des récepteurs IL- De plus, dans des études utilisant des neutrophiles de souris déficientes en IL-R, déficientes en signalisation IL-β, le LPS était encore capable d’induire les données non publiées des auteurs de survie aux neutrophiles. Par conséquent, les effets de l’IL-β sur la survie des neutrophiles doivent être indirects, se produisant par des effets sur les cellules mononucléaires. En revanche, nous avons récemment examiné le rôle des PBMC dans le recrutement des neutrophiles dans les tissus. ils libèrent IL- en réponse à la stimulation du LPS seulement en présence de faibles nombres de PBMC. Cet effet des PBMC est des données non publiées des auteurs dépendantes de IL-β. Fait intéressant, par conséquent, les facteurs responsables de la médiation des effets des cellules mononucléaires sur la survie des neutrophiles. la production de chimiokines neutrophiles semble être différente, cette dernière étant dépendante de l’IL-β La nature de la signa antiapoptotique dérivée des cellules mononucléaires L’importance potentielle de l’action anti-apoptotique directe relativement modeste du TLR est qu’il suggère que l’activation des neutrophiles et, par conséquent, les anti-microbialactions immédiates peuvent être au moins partiellement séparées de l’extension de la durée de vie des neutrophiles troubles des règles. offre potentiellement une étape de régulation supplémentaire dans l’évolution de la réponse immunitaire innée et pourrait permettre la résolution rapide d’une réaction inflammatoire mineure, sans la création d’un pool de neutrophiles hautement activés avec une durée de vie prolongée et, par conséquent, une capacité accrue de blessure Comme les agonistes des TLR peuvent induire des réactions de survie des neutrophiles sur les cellules mononucléées, ceci implique l’existence d’un rôle du monocyte / macrophage dans la gradation de la réponse inflammatoire neutrophile et aussi que les différences entre les pathogènes dans le recrutement relatif des neutrophiles et des monocytes pourraient , via les réponses TLR, modifie la durée et l’étendue de l’hôte immunité immunitaire

Questions sans réponse

Notre compréhension des réponses des neutrophiles aux TLR et aux TLR est incomplète. Quelle est la composition des complexes de signalisation TLR sur la surface des cellules neutrophiles, et comment la signalisation des TLR est-elle modifiée par l’engagement simultané de multiples récepteurs? ci-dessus ont examiné le rôle des agonistes des TLR de petites molécules dans l’induction des réponses cellulaires Les cellules immunitaires innées se sont développées pour répondre à des agents pathogènes entiers, et les composants des parois cellulaires bactériennes s’agrègent généralement, de sorte que l’interaction physiologique entre les pathogènes et les cellules et implique la présentation d’une gamme de composants bactériens Les réponses LPS dépendent partiellement de l’activation de co-récepteurs, tels que CDb / CD , et on ne sait pas si le LPS est le plus actif sous formes multimères ou comme monomères complexés avec la protéine de différenciation myéloïde. En outre, la réponse cellulaire peut résulter de l’intégration de signaux reçus de récepteurs de reconnaissance de formes ultimes et autres protéines, en particulier lorsqu’on considère des bactéries entières ou fragmentées, plutôt que des agonistes purifiés, avec des protéines réceptrices agrégées dans des radeaux lipidiques [,,] De la molécule accessoire simplifiée dans la signalisation TLR, neutrophiles expriment certainement CD, qui est impliqué dans la présentation de LPS à TLR , et CDb / CD, qui est impliqué dans la signalisation LPS Neutrophiles expriment également d’autres co-récepteurs impliqués dans les réponses tozymosan, y compris dectin- , mais l’expression et les rôles des autres corécepteurs potentiels n’ont pas été étudiés. neutrophiles Comment les réponses spécifiques au ligand sont-elles obtenues? TLR peut former des hétérodimères avec TLR ou TLR, élargissant la gamme des stimuli principalement des organismes gram-positifs via TLR Ces hétérodimères peuvent signaler différemment, ce qui explique les différences entre, par exemple, PamCSK et LTA dans l’ampleur de leurs effets anti-apoptotiques Compte tenu de la nature complexe et la composition des plates-formes de signalisation TLR, il semble également probable que les TLR individuels peuvent générer des réponses spécifiques à différents pathogènes par le recrutement de différentes combinaisons de coercepteurs. Quelles sont les différences d’effet ou de fonction en réponse à la signalisation TLR ou TLR? TLR a des actions partagées et distinctes sur la transduction du signal des neutrophiles, avec activation d’une gamme de voies de signalisation pro-inflammatoires via des protéines adaptatrices TLR et TLR médient les dactions, vraisemblablement via les adaptateurs MyD et Mal, mais TLR active également un panel de gènes antiviraux , l’activation de ces gènes dépend significativement de la génération d’IFN de type dans les monocytes la cellule la plus étudiée par rapport à la transduction du signal TLR , mais, dans les neutrophiles, cette réponse est IFN Independent inhibition préférentielle, par exemple, des voies anti-apoptotiques TLR tout en préservant ate les réponses antimicrobiennes La clarification de ces différences sera importante, mais les résultats devront être considérés en tenant compte de la situation physiologique dans laquelle une seule espèce bactérienne peut activer plusieurs TLR, par exemple, S pneumoniae peut activer TLR par LTA et TLR par pneumolys dans [ ], ainsi que TLR via son ADN

Rôles potentiels de Tlr et Tlr dans le traitement et la susceptibilité à la septicémie

La possibilité que la régulation négative de la réponse TLR soit une cible thérapeutique pour la septicémie a été soulevée par la démonstration que les souris avec une mutation spontanée de TLR sont résistantes aux effets de l’endotoxine systémique dans LPS ou lipide A de Rhodobacter sphaeroides peut empêcher l’activation de TLR humain par LPS , comme lipodisaccharide synthétique, E Un anticorps antagoniste contre le domaine extracellulaire des souris protégées par TLR à la fois contre la perfusion de lipopeptide et contre la provocation autrement létale avec Bacillus subtil est En outre, l’inhibition de TLR par exemple, les protéines du virus de la vaccine qui inhibent spécifiquement les interactions des kinases associées au récepteur IL / facteur associé au récepteur du TNF peuvent identifier de nouvelles stratégies pour inhiber la signalisation induite par les agents pathogènes bactériens si de telles stratégies seraient bénéfiques dans le sepsis établi et améliorent L’association de la fonction TLR avec des troubles inflammatoires chroniques tels que l’athérosclérose et les maladies inflammatoires de l’intestin pourrait suggérer un bénéfice thérapeutique. Une meilleure compréhension des actions TLR peut également bénéficier indirectement aux patients à risque de septicémie. , parce que les activateurs TLR sont des adjuvants extrêmement puissants qui peuvent être utiles pour la conception de vaccins Un certain nombre de polymorphismes de TLR ont été identifiés dans le génome humain. Un polymorphisme relativement commun, AspGly, peut être associé à un risque accru de septicémie. protection contre l’athérosclérose mais susceptibilité accrue aux maladies inflammatoires de l’intestin Le glypolymorphisme Asp n’est pas associé à un risque accru de méningococcie , bien que des allèles TLR plus rares puissent augmenter le risque d’infection Autres polymorphismes TLR associés à l’hyporéactivité à LPS Polymorphismes dans TLR sont également décrits Suc Des études ont montré le potentiel d’aider à l’identification future des patients à risque de susceptibilité à l’infection et donc de choc septique en combinant l’analyse génétique avec l’identification des phénotypes de patients pertinents

Conclusions

Il existe maintenant des preuves que les TLR, en particulier TLR et TLR, régulent directement les principales fonctions pro-inflammatoires et de défense de l’hôte des neutrophiles humains. Les réponses TLR sont cependant étroitement régulées, et les interférences entre les cellules immunitaires stimulées TLR fournissent une modulation supplémentaire de la réponse immunitaire de l’hôte

Remerciements

Soutien financier Conseil de recherches médicales Bourse de chercheur clinicien G / à ISP Conflits d’intérêts potentiels IS, SKD, MKBW: no conflicts