Dendritic cell interactions with Gram negative bacteria

Abstract

The interaction between murine bone marrow-derived dendritic cells (DC) and the Gram negative bacteria Salmonella typhimurium and Escherichia coli have been characterised. These studies showed that DC phagocytosed and processed S. typhimurium and E. coli expressing defined epitopes for peptide presentation on major histocompatibility complex class I (MHC-I) and class II (MHC-II) molecules. Processing of bacterial antigens for MHC-I presentation occurred by the classical MHC-I pathway as demonstrated by the requirement for the transporter associated with antigen processing (TAP), the proteasome and newly synthesised MHC-I molecules. Pulsing DC with S. typhimurium or E. coli also resulted in DC maturation as assessed by the reduced capacity to present antigens from a subsequent encounter with bacteria, and by upregulating surface expression of MHC and costimulatory molecules. Finally, transfer of Salmonella-pulsed DC into naive mice activated interferon-g-producing CD4+ and CD8+ T cells and cytotoxic CD8+ T cells specific for Salmonella antigens. Together these data demonstrate that DC can phagocytose and process S. typhimurium and E. coli into peptides for MHC presentation an may have a role in induction of Salmonella specific T cells in vivo.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

För att skydda sig mot omgivande virus, bakterier och parasiter har kroppen utvecklat ett speciellt försvar. Detta försvar utgörs av ett komplext nätverk av celler och lösliga komponenter som interagerar med varandra. En del av kroppens försvar utgörs av fysiska barriärer så som huden och av celler som är specialiserade på att ta upp och döda angripande mikroorganismer. En annan del utgörs av T- och B-celler och deras respektive förmåga att samarbeta med andra celler i kroppen och att producera antikroppar. När dessa båda celltyper aktiveras under en infektion kan de komma att bidra till den immunologiska minnesförmågan, som medför att kroppen kommer att reagera snabbare när den nästa gång träffar samma mikroorganism och på så sätt klara sig från att bli sjuk. Aktivering av T- och B-celler är därmed grundprincipen för ett vaccin. För att aktivera T-celler specifika mot till exempel en bakterie eller ett virus krävs att dessa tas upp av och bryts sönder av en viss sorts cell som kallas dendritiska celler (DC). Dessa celler presenterar sedan fragment av bakterien eller viruset för T-cellerna. Presentationen av fragment sker via speciella proteiner på den dendritiska cellens yta. Dessa proteiner kallas MHC-molekyler och när de bildat komplex med fragment av bakterien eller viruset binder specifika T celler till komplexen och aktiveras. Tyfoidfeber är en relativt vanlig sjukdom som finns över hela världen och orsakas av bakterien Salmonella typhi. Bakterien sprids med vatten och fast föda och de utmärkande symtomen för tyfoidfeber som uppträder efter cirka 2 veckor är framförallt feber, buksmärtor, illamående och trötthet. En del patienter, men långt ifrån alla, får diarré. Människan är den enda naturliga värden för S. typhi och därför finns inte någon bra djurmodell för att studera infektioner orsakade av S. typhi. Istället studeras en liknande infektion i mus som orsakas av bakterien Salmonella typhimurium. När detta projekt startade för 5 år sedan hade det nyligen visats att DC kan ta upp bakterier. Men det hade inte beskrivits att DC har förmågan att bryta ner bakterier till fragment som kan visas för T-celler på MHC molekyler. Vi började därför med att undersöka om DC från mus kunde ta upp de Gram negativa bakterierna S. typhimurium och E. coli och bryta ner dessa till fragment som kan visas för T-celler via MHC-molekyler. Efter att ha odlat fram DC från musbenmärg blandade vi dessa celler med S. typhimurium och E. coli och fann att DC kunde ta upp och bryta ner bakterierna till fragment som visades upp på MHC-molekyler. Vi fann också att DC som tagit upp S. typhimurium in vitro och injicerades i möss kunde användas för att aktivera Salmonellaspecifika T celler. Sammantaget har detta projekt visat att DC från mus kan interagera med S. typhimurium och E. coli på ett sätt som gör DC till bra aktiverare av T-celler specifika mot dessa bakterier. Kunskapen om vilka celler som interagerar med Salmonella är viktig för att i framtiden kunna utveckla bra vaccin mot denna bakterie.

• author: Svensson, Mattias
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Yewdell, Jonathan, National Institute of Health, Bethesda, Maryland
• organization: Immunology (research group)
• publishing date: 2000
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Immunology in the medical area
• keywords: mycology, virology, Major histocompatibility complex molecules, Dendritic cells, Gram negative bacteria, Antigen processing, Antigen presentation, bacteriology, Microbiology, Mikrobiologi, bakteriologi, virologi, mykologi
• pages: 160 pages
• defense location: Fernströmssalen, Sölvegatan 19, BMC
• defense date: 2000-04-07 13:15:00
• external identifiers: other:ISRN: LUMEDW/MECM--00/1044--SE
• ISBN: 91-628-4054-1
• language: English
• LU publication?: yes
• id: f91eb9c5-ca16-4736-949c-2439abfbee1d (old id 40330)
• date added to LUP: 2016-04-04 12:10:53
• date last changed: 2018-11-21 21:09:28