Methylococcus capsulatus og interaksjon med humane monocytter og monocytt-deriverte dendrittiske celler

Abstract

Inflammatorisk tarmsykdom viser et komplisert og sammensatt sykdomsbilde med miljø-, genetisk predisposisjon- og immunforstyrrende faktorer som ligger til grunn for utvikling av sykdommen. Pasienter med inflammatorisk tarmsykdom har en grunnleggende svikt i reguleringen av tarmenes immunforsvar. Bakgrunnen for denne oppgaven er studiene som viser at BioProtein forebygger kolitt hos mus. BioProtein består av 88 % Methylococcus capsulatus, og det er i denne oppgaven undersøkt hvilke stimuleringsevner denne metanotrofe bakterien har på humane immunsystemer. Dendrittiske celler er profesjonelle antigenpresenterende celler med viktige roller ved aktivering av immunforsvaret knyttet til tarmen. Cellene har mulighet til å komme i direkte kontakt med tarminnholdet i lumen via deres dendrittiske utløpere, eller bearbeide antigen tatt opp av epitelcellene og transportert gjennom epitelcellene via transcytose. Ved kontakt med antigenmateriale vil cellene modnes og være i stand til å aktivere T-celler. I denne oppgaven ble dendrittiske celler og monocytter kokultivert med M. capsulatus for å undersøke bakteriens stimulerende egenskaper. Analyser av overflatemarkørene på dendrittiske celler viser at M. capsulatus stimulerer oppregulering av modningsmarkørene og de kostimulerende molekylene CD80 og CD86. Dette muliggjør T-celle aktivering ved antigenpresentasjon. Et interessant funn er at M. capsulatus ikke stimulerer oppregulering av modningsmarkøren CD83. Dette kan være en viktig regulerende egenskap ved M. capsulatus da fravær av CD83 på dendrittiske celler kan hemme T-celle prolifereringen. Cytokiner ble analysert i supernatanter fra celler kokultivert med M. capsulatus. Cytokinanalysene viser at M. capsulatus stimulerer produksjon av IL-6, som er et proinflammatorisk cytokin, hos både dendrittiske celler og monocytter. I tillegg viser M. capsulatus egenskaper til å indusere anti-inflammatorisk IL-10, som har regulerende egenskaper på immunsystemet.

Inflammatory bowel disease is a complex disease with environmental factors, genetic predisposition, and dysfunctional immune response that triggers the development of the disease. Patients with inflammatory bowel disease have a fundamental dysfunction in the regulation of gut immune system. This study is based upon recent observations that bacterial meal containing BioProtein prevent colitis in mouse. BioProtein is mainly containing Methylococcus capsulatus, and the aim of this study is to determine the activation pattern in human dendritic cells caused by this methanotrophic bacteria. Dendritic cells are professional antigen presenting cells with central functions in the initiation of the immune system in the intestine. The dendrites of the cells can get in direct contact with the contents of the intestinal lumen, or the cells can process antigen transported across the epithelial cells via tanscytosis. When dendritic cells get in contact with antigens they differentiate to mature cells with capability of activating T-cells. In this study dendritic cells and monocytes were exposed to M. capsulatus to determine whether the bacteria could induce maturation of these immune cells. Dendritic cells exposed to M. capsulatus up-regulate their surface molecules and maturation markers CD80 and CD86. These co-activating molecules are essential in the activation of T-cells. M. capsulatus does not induce the expression of the maturation marker CD83; this is interesting because CD83 deficient dendritic cells could interfere with the proliferation of activated T-cells, and could be a regulating trait of M. capsulatus. Cytokines where determined in the cell supernatants after incubation with M. capsulatus. The bacteria induce IL-6 production, a pro-inflammatory cytokine, in both dendritic cells and monocytes. M. capsulatus also induce production of anti-inflammatory IL-10, a cytokine with regulating effects on the immune system.