The Immunogenicity and Cytotoxicity of Antibiotic-Derived Mycobacterial Vesicles
(2025) MOBN02 20242Degree Projects in Molecular Biology
- Abstract
- Tuberculosis (TB) affects millions of people annually and remains one of the leading causes of infectious diseases-related deaths in the world. Current anti-TB treatment consists of a prolonged regimen of multiple antibiotics, which effectively eliminates the bacteria when it is not antibiotic resistant. However, large proportions of the TB-treated individuals experience persistent pulmonary dysfunction, underscoring the need to investigate the pathogenesis during TB treatment. Additionally, the antibiotic treatment has been shown to induce production of mycobacterial vesicles with immunomodulating properties, highlighting their potential involvement in pulmonary dysfunction. This study aimed to examine the functions of these... (More)
- Tuberculosis (TB) affects millions of people annually and remains one of the leading causes of infectious diseases-related deaths in the world. Current anti-TB treatment consists of a prolonged regimen of multiple antibiotics, which effectively eliminates the bacteria when it is not antibiotic resistant. However, large proportions of the TB-treated individuals experience persistent pulmonary dysfunction, underscoring the need to investigate the pathogenesis during TB treatment. Additionally, the antibiotic treatment has been shown to induce production of mycobacterial vesicles with immunomodulating properties, highlighting their potential involvement in pulmonary dysfunction. This study aimed to examine the functions of these antibiotic-derived mycobacterial vesicles. Furthermore, what protocol to use for the isolation of these vesicles was analyzed to optimize the procedure. The vesicles exhibited some cytotoxic effects on both primary human macrophages and lung epithelial cells, as determined by the cell viability assays WST-8, XTT and Presto blue. In addition, the mycobacterial vesicles triggered activation of the transcription factor NF-κB, assessed using Qunati blue, and gave indications of CCL2 and TNF-a release, analyzed with ELISA, which indicate their immunogenic properties. Thus, the release of mycobacterial vesicles during antibiotic treatment may contribute to the extensive pulmonary dysfunction observed following anti-TB therapy through both cytotoxic and immunogenic mechanisms. However, further studies are required to fully elucidate the impact of antibiotic-derived vesicles. (Less)
- Popular Abstract (Swedish)
- Hur kan antibiotikabehandling vid tuberkulos bidra till lungskada?
Varför drabbas många tuberkulospatienter av långvariga lungskador, trots att infektionen är botad? Ny forskning visar att antibiotikan i sig kan spela en oväntad roll. När bakterierna utsätts för stressen som antibiotikan orsakar, börjar de släppa ifrån sig små kapslar, liknande mikroskopiska paket, som kan trigga immunförsvaret och vara skadliga för flera olika celltyper. Att förstå dessa kapslar kan vara nyckeln till att minska de kvarvarande lungskadorna efter tuberkulosbehandlingen.
Tuberkulos orsakar fortfarande miljontals av dödsfall i världen varje år. Sjukdomen orsakas av bakterien Mycobacterium tuberculosis, vilket är en bakterie med motståndskraftigt yttre,... (More) - Hur kan antibiotikabehandling vid tuberkulos bidra till lungskada?
Varför drabbas många tuberkulospatienter av långvariga lungskador, trots att infektionen är botad? Ny forskning visar att antibiotikan i sig kan spela en oväntad roll. När bakterierna utsätts för stressen som antibiotikan orsakar, börjar de släppa ifrån sig små kapslar, liknande mikroskopiska paket, som kan trigga immunförsvaret och vara skadliga för flera olika celltyper. Att förstå dessa kapslar kan vara nyckeln till att minska de kvarvarande lungskadorna efter tuberkulosbehandlingen.
Tuberkulos orsakar fortfarande miljontals av dödsfall i världen varje år. Sjukdomen orsakas av bakterien Mycobacterium tuberculosis, vilket är en bakterie med motståndskraftigt yttre, förmågan att manipulera immunförsvaret och möjligheten att gå i dvala. Alla dessa egenskaper gör sjukdomen svårbehandlad och begränsar valmöjligheterna för läkemedelsbehandling. Dagens behandling är lång och kräver flera olika typer av antibiotika. Även om behandlingen eliminerar bakterierna har man sett att många patienter utvecklar bestående lungskador. Varför sker detta? Forskning har visat att antibiotikan inte bara dödar bakterierna utan att den stress som bakterierna utsätts för gör att de frigör små kapslar, likt mikroskopiska paket fyllda med biologiskt material. Dessa kapslar kallas för mykobakteriella vesiklar och kan påverka immunförsvaret, men deras roll i lungskador är inte helt klarlagt.
I en ny studie undersöktes både effekterna av dessa vesiklar och hur man bäst kan isolera dem från tuberkulosbakterierna. Att kunna isolera vesiklarna på ett effektivt sätt är avgörande för att sedan kunna förstå deras funktion och påverkan. Därför testades olika metoder för att optimera isoleringen. När lungceller och immunceller exponerades för de isolerade vesiklarna visade resultaten att de var delvis giftiga för båda celltyperna, där immuncellerna drabbades av den högsta procentuella celldöden. Likväl aktiverades olika immunceller och immunförsvarets kemiska budbärare, vid namn cytokiner, frisläpptes för att generera ett mer motståndskraftigt försvar när cellerna blev stimulerade med dessa vesiklar. Detta tyder på att vesiklarna kan bidra till inflammation och skador på lungorna.
Att förstå dessa vesiklars effekter kan vara ett steg mot att förklara varför vissa patienter drabbas av långvariga lungproblem efter en tuberkulosbehandling. I framtiden kan denna kunskap leda till bättre behandlingsstrategier som inte bara botar infektionen, utan också minskar risken för skador på lungorna. Dock krävs mer forskning där de undersöker påföljderna av vesikelutsöndringen för att fastställa deras bidragande effekt till lungskador.
Masterexamensprojekt i immunologi, infektionsbiologi och molekylär biologi 45hp 2025 Biologiska institutionen, Lunds universitet
Handledare: Gabriela Godaly
Institutionen för mikrobiologi, immunologi och glykobiologi (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9188417
- author
- Wollmark, Hedda
- supervisor
- organization
- course
- MOBN02 20242
- year
- 2025
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- language
- English
- id
- 9188417
- date added to LUP
- 2025-05-14 15:48:30
- date last changed
- 2025-05-14 15:48:30
@misc{9188417,
abstract = {{Tuberculosis (TB) affects millions of people annually and remains one of the leading causes of infectious diseases-related deaths in the world. Current anti-TB treatment consists of a prolonged regimen of multiple antibiotics, which effectively eliminates the bacteria when it is not antibiotic resistant. However, large proportions of the TB-treated individuals experience persistent pulmonary dysfunction, underscoring the need to investigate the pathogenesis during TB treatment. Additionally, the antibiotic treatment has been shown to induce production of mycobacterial vesicles with immunomodulating properties, highlighting their potential involvement in pulmonary dysfunction. This study aimed to examine the functions of these antibiotic-derived mycobacterial vesicles. Furthermore, what protocol to use for the isolation of these vesicles was analyzed to optimize the procedure. The vesicles exhibited some cytotoxic effects on both primary human macrophages and lung epithelial cells, as determined by the cell viability assays WST-8, XTT and Presto blue. In addition, the mycobacterial vesicles triggered activation of the transcription factor NF-κB, assessed using Qunati blue, and gave indications of CCL2 and TNF-a release, analyzed with ELISA, which indicate their immunogenic properties. Thus, the release of mycobacterial vesicles during antibiotic treatment may contribute to the extensive pulmonary dysfunction observed following anti-TB therapy through both cytotoxic and immunogenic mechanisms. However, further studies are required to fully elucidate the impact of antibiotic-derived vesicles.}},
author = {{Wollmark, Hedda}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{The Immunogenicity and Cytotoxicity of Antibiotic-Derived Mycobacterial Vesicles}},
year = {{2025}},
}