uusi väitöskirja HIV-infektion alueelta

Authors:	Mohanram, Venkatramanan
Title:	On HIV-1 restriction in human dendritic cells and peripheral blood mononuclear cells
Date:	13-Jan-2012
Location:	Sal 4V, Alfred Nobels allé 8, Karolinska Universitetssjukhuset Huddinge
Time:	09.00
Department:	Inst för medicin, Huddinge / Dept of Medicine, Huddinge Abstract( Tiivistelmä)
	Dendritic cells (DCs) are one of the first cells to encounter HIV-1 during sexual transmission. They may transmit the virus to CD4+ T-cells either locally or in the draining lymph nodes. (Suomeksi: Dendriittisolut (DC) ovat ensimmäisten solujen joukkoa, mikä kohtaa HIV-1 viruksen seksuaalisesti välittyneessä infektoitumisessa. Ne solut voivat tartuttaa viruksen CD4+T soluihin joko paikallisesti tai drenaavissa imusolmukkeissa). In the present work, we have focused the studies on monocyte derived DCs. (Suomeksi) Tässä väitöstyössä tutkijat ovat kohdistautuneet monosyyteistä peräisin olevien dnedriittisolujen (DC) tutkimuksiin. Upon DC maturation, HIV-1 replication is restricted in these DCs. 8Suomeksi:) Kun DC solut ovat kypsymässä, HIV-1 infektio niissä on restriktiossa. DC maturation can be triggered by pathogens, danger signals and pro-inflammatory mediators such as TNF-α and IFN-α. The maturation signal results in several functional and phenotypic changes in the DCs. (Suomeksi:) DC-solujen kypsymistä liipaisee alkuun patogeenit, vaaran signaalit ja proinflammatoriset välittäjäaineet kuten TNF-alfa ja interferoni alfa. Kypsymissignaalit tuottavat DC-soluissa useita toiminnallisia ja ilmiasumuutoksia). In this thesis, we have studied the influence of apoptotic cells and pro-inflammatory cytokines in their capacity to induce DC maturation and inhibit HIV-1 replication. (Suomeksi: Tässä väitöstyössä tutkijat ovat selvittäneet apoptoottisten solujen ja proinflammatoristen sytokiinien vaikutuksia niitten kapasiteettien suhteen, millä ne indusoivat DC solujen kypsymistä ja estävät HIV-1 viruksen replikaatiota. We found that antiviral host APOBEC3 molecules were restricting HIV-1 replication in the DCs. (Suomeksi: Tutkijat huomasivat että isäntäsolun antivirustekijät APOBEC3 molekyylit pystyivät rajoittamassa HIV-1 viruksen replikaatiota DC soluissa). We, furthermore, studied the effect of proteasome inhibitors on HIV-1 replication in primary cells. (Suomeksi: Edelleen tutkijat selvittivät proteosomiinhibiittorien tehoa HIV-1 virusreplikaatioon primäärisessä solussa.) We demonstrated that apoptotic activated CD4+ T-cells (ApoAct) can trigger DC maturation, which was quantified in terms of expression of co-stimulatory molecules. (Suomeksi: Tutkijat osoittivat, että apoptoosin aktivoimat CD4+T solu t(ApoAct) voivat liipaista esiin DC-solujen kypsymisen, mitä kvantitatiiviseti mitattiin co-stimulatoristen molekyylien ilmentymisestä.) In addition, we detected a reduced frequency of HIV-1 infection in DCs. (Suomeksi: Lisäksi he havaitsivat HIV-1 infketion frekvenssin vähenemää DC-soluissa. A prerequisite, for inducing DC maturation and inhibition of HIV-1 replication by the apoptotic cells, was the activation of CD4+ T-cells before inducing apoptosis. (Suomeksi: Edellytyksenä DC-solujen kypsymisen indusoitumiseen ja HIV_1 replikaation estymiseen apoptoottisten solujen vaikutuksesta oli CD4+T-solujen aktivoituminen ennen apotoosin indusoitumista.) Hence, apoptotic resting CD4+ T-cells (ApoRest) did not exert these effects on the DCs. ( Tästä johtuen apoptoottiset lepäävät CD4+T-solut( ApoRest) eivät tehneet tällaisia vaikutuksia DC-soluihin.) We also found that DCs exposed to ApoAct (either HIV-1 infected or uninfected) secreted MIP-1α, MIP-1β, MCP-1, and TNF-α. (Suom.: Tutkijat havaitsivat myöskin, että DC-solut, jotka olivat altistuneet ApoAct soluille ( joko HIV-1- infektoituneille aktivoituneille T-soluille tai - infektoitumattomille) erittivät MIP-1 alfaa, MIP-1 beetaa, MCP-1 ja TNF-alfaa. Blocking of TNF-α using monoclonal antibodies, partially abrogated induction of co-stimulatory CD86 molecules and reduction of HIV-1 infection in DCs co-cultured with ApoAct. (Suom.: Jos TNF-alfa blokeraattiin monoklonaalisilla vasta-aineilla, kumoutui osittain co-stimulatoristen CD86 molekyylien indusoituminen ja HIV-1 infektion väheneminen CD-solujen ja ApoAct solujen yhteisviljelmissä). Expression of APOBEC3G in DCs was increased after co-culture with ApoAct, but not ApoRest. (Suom.: Solujen yhteisviljelmissä lisääntyi antivirustekijän APOBEC3G esiintyminen , jos T-soluna oli ApoAct mutta ei lisääntynyt, jos oli ApoRest- T-soluja. ) Silencing of APOBEC3G in DCs abrogated the HIV-1 inhibitory effect mediated by ApoAct. (Suom.: Mutta jos hiljennettiin APOBEG3G DC-soluista, kumoutui se HIV-1 virusta estävä vaikutus, mikä oli välittynyt ApoAct solujen avulla). Sequence analyses of an env region revealed significant induction of G-to-A hypermutations in the context of GG or GA dinucleotides in DNA isolated from DCs/ApoAct co-cultures exposed to HIV-1, which are signs of functional APOBEC3 activities. (Suom.: APOBEC3 aktiviteetin merkkinä on G-A hypermutaatioitten indusoituminen ja tällaisia havaittiin env- alueen sekvenssianalyyseissä, kun DNA:sta eristettiin GG ja GA nukleotidejä HIV-1 virukselle altistettujen DC-solujen ja ApoAct solujen yhteisviljelmistä). We found that both the cellular and supernatant fractions of apoptotic activated peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were involved in triggering DC maturation. 8Suom.: Tutkijat huomasivat, että DC-solujen kypsymistä liipaisi esiin sapoptoosin aktivoimien perifeerisen veren mononukleaaristen (PBMC) solujen sekä solu, että supernatanttifraktiot. More specifically, the TNF-α present in the supernatant was involved and the cell-cell contact dependent signaling engaged beta-2 integrins, DC-SIGN and TLR4. (Suom.: Tarkemmin sanottuna supernatantin TNF-alfa oli osallistumassa kuten C-C- kontaktista riippuva signalointikin , joka käsitti beeta-2 integriinin, DC-SIGN molekyylin ja TLR4 Tollin reseptorin. We also found multiple signaling pathways and transcription factors being activated in DCs when they were co-cultured with ApoAct. (Suom.: Tutkijat havaitsivat myös multippeleita signalointiteitä ja monia transkriptiotekijöitä osallistumassa DC-solujen aktivaatioon, kun niitä viljeltiin yhdessä ApoAct T-solujen kanssa). These molecules include p38, JNK, PI3K-Akt, Src family of tyrosine kinases, NFκB p65 and AP1 transcription factor family members, c-Jun and c-Fos. (Suom.: Näihin mainittuihin molekyyleihin kuului mm p38, JNK, PI3K-Akt, Src perhe tyrosiinikinaaseja, NFkB p65 ja AP1 transkriptiotekijöitten perheenjäsenistä, c-Jun ja c-Fos. We showed that DCs upon treatment with TNF-α up-regulated co-stimulatory molecules and were able to restrict HIV-1 replication in DCs without inducing the expression of APOBEC3 mRNA (A3G, A3A or A3F). (Suom.: Tutkijat osoittivat TNF-alfa käsittelyn säätävän ylös co-stimulatorisia molekyylejä ja kykenevän rajoittamaan HIV-1 replikaatiota DC-soluissa indusoimatta esiin APOBEC3 mRNA:ta (A3G, A3A tai A3F). However, when the DCs were treated with low quantities of IFN-α2b they failed to up-regulate co-stimulatory molecules but significantly induced A3G, A3A and A3F mRNA expression and restricted viral replication in DCs. (Suom.: Kuitenkin jos DC-solut käsiteltiin matalin interferoni alfa2beeta määrin , ne eivät onnistuneet enää säätämään ylös co-stimulatorisia molekyylejä, mutta merkitsevästi kyllä indusoivat APOBEC3 lajien A3G, A3A ja A3F mRNAilmenemistä ja rajoittivat viruksen replikoitumista DC-soluissa). Sequence analyses of the env region from HIV-1 infected DCs treated with low quantities of IFN-α2b, showed an induction of high frequency of G-to-A hypermutations. (Suom.: Env alueen sekvenssianalyyseissä HIV-1 infektoituneista, mainitulla interferonilla käsitellyistä CD-soluista havaittiin runsas G-A hypermutaatioitten ilmenemä). In addition, we also demonstrated that proteasome inhibitors can effectively reduce transcription from the HIV-1 LTR-promoter. (Suom.: Lisäksi tutkijat osoittivat, että proteosomi-inhibiittoreilla voidaan tehokakasti vähentää HIV1 transkriboitumista LTR-promoottorista). Treatment of PBMCs with proteasome inhibitors showed reduced replication of HIV-1 in PBMC. (Suom.: Jos PBMC soluja käsiteltiin proteosomi-inhibiittoreilla niisä väheni HIV-1 replikaatio). The results were similar when the PBMCs were treated with proteasome inhibitors alone or in combination with other antiretroviral drugs. (Suom.: Tulokset olivat samanlaisia PBMC soluja käsiteltäessä proteosomi-inhibiittoreilla yksinään tai kombinoituna muihin antriretroviruslääkkeisiin). Futhermore, proteasome inhibitors reduced expression of IL-2 inducible T-cell kinase (Itk), a Tec-family kinase that is involved in HIV-1 replication. (Suom.: Proteosomi-inhibiittorit alensivat IL-2 interleukiinilla indusoituvaa entsyymiä T-solukinaasia(ItK), joka on Tec-perheen kinaasi ja osallistuu HIV-1 viruksen replikoitumisiin). In conclusion, we have showed that activated apoptotic lymphocytes and pro- inflammatory mediators can induce maturation in DCs and reduce HIV-1 infection, at least in part by inducing APOBEC3 molecules. (Suom.: Johtopäätöksessään tutkijat kertovat, että he ovat osoittaneet aktivoitujen apoptoottisten imusolujen ja proinflammatoristen välittäjäaineitten voivan indusoida dendriittisolujen kypsymistä ja samalla vähentää HIV-1 virusinfketiota ainakin sen takia, että ne indusoivat antivirusproteiiniperheen APOBEC3 molekyylejä). Low quantities of IFN-α2b restricted HIV-1 replication in DCs while keeping an immature phenotype. (Suom.: Matalat määrät interferonia IFNalfa2beeta aiheutti restriktiota HIV-1 replikaatioon dendriittisoluissa pitäen DC soluja fenotyypiltä epäkypsinä.) We also identified some of the molecules and signaling pathways involved in DC response to ApoAct. (Suom.: Tutkijat tunnistivat myös joitakin dendriittisolujen ja ApoAct solujen keskeiseen interaktioon osallistuvia molekyylejä ja signalointiteitä.) Finally, proteasome inhibitors inhibit HIV-1 replication in PBMCs by targeting host factors essential for HIV-1 replication. (Suom.: Lopuksi tutkijat totesivat, että proteosomi-inhibiittorit estävät HIV-1 replikaation perifeerisen veren monosyyteissä (PBMC) kohdistautumalla HIV-1 replikaatiossa välttämättömiin isäntäsoluproteiiniehin. These finding can be employed in therapeutic and/or prevention strategies. (Suom.: Näitä löytöjä voi hyödyntää terapeuttisissa ja tai preventiivisissä strategioissa).
List of papers:	I. Venkatramanan Mohanram, Ulrika Johansson, Annette E. Sköld, Joshua Fink, Sushil Kumar Pathak, Barbro Mäkitalo, Lilian Walther-Jallow, Anna- Lena Spetz. Exposure to Apoptotic Activated CD4+ T Cells Induces Maturation and APOBEC3G- Mediated Inhibition of HIV-1 Infection in Dendritic Cells. PLoS One, June 2011, 6, e21171. Fulltext (DOI) PubMed View record in Web of Science® II. Sushil Kumar Pathak, Annette E. Sköld, Venkatramanan Mohanram, Cathrine Persson, Ulrika Johansson, Anna-Lena Spetz. Activated Apoptotic Cells Induce Dendritic Cell Maturation via Engagement of TLR4, DC-SIGN and Beta-2 integrins. Manuscript. III. Venkatramanan Mohanram, Annette E. Sköld, Sushil Kumar Pathak, Anna- Lena Spetz. Low quantities of interferon-alpha2b induce APOBEC3 family proteins and restrict HIV-1 replication but do not mature dendritic cells. Manuscript. IV. Liang Yu, Venkatramanan Mohanram, Oscar E. Simonson, C.I. Edvard Smith, Anna-Lena Spetz, Abdalla J. Mohamed. Proteasome inhibitors block HIV-1 replication by affecting both cellular and viral targets. Biochemical and Biophysical Research Communications, May 2009, 385, 100-105. Fulltext (DOI) PubMed View record in Web of Science®
Publication year:	2012
Publisher:	Karolinska Institutet
ISBN:	978-91-7457-610-8
Appears in collections:	Doktorsavhandlingar / Doctoral Theses - H7 (MedH) Doktorsavhandlingar / Doctoral Theses Oma kommentti: Nämä tutkimukset johtavat samalle linjalle kuin jo kliinisessä kokeessa olevat rokoteet, jotka kohdistuvat dendriittisoluihin ja T-solujen kykyjen aktivoimiseen, jolloin koetetaan herättää niitä satoja antivirustekijöitä joita Genomissa hyvin runsaasti piilee. On hyvä jos saadaan herätettyaä APOBEC-perheen antivirusvaste ihmisessäkin. Odotan sellaista geenin viritystä missä genomin tarkistusluku tapahtuu siten että genomin elinikää lyhentävä provirus voidaan valita pois. Monet provirukset ovat jääneet genomiin, mutta tämä lyhentää genomin ikää. Joten arvelen että on sen tarkistuslukijakin. koko ajanhan genomilla on tarkistuslukunsa menossa. Tilanne voisi ehkä olla vielä pahempikin maailmassa.