scholarly journals Το ουδετερόφιλο ως συνένοχος στη συνομιλία φλεγμονής - καρκίνου

2018 ◽  
Author(s):  
Στέλλα Αρελάκη

Η φλεγμονή είναι άμεσα συνδεδεμένη με τον καρκίνο, συμπεριλαμβανομένου και του καρκίνου του παχέος εντέρου, και έχει προκαλέσει το ενδιαφέρον πολλών ερευνητών. Ωστόσο, ο ρόλος των ουδετερόφιλων παραμένει αρκετά ασαφής, αν και κάποιες πρόσφατες μελέτες, τον έχουν επαναπροσδιορίσει, εμπλέκοντας τα εξωκυττάρια ουδετεροφιλικά δίκτυα χρωματίνης (neutrophil extracellular traps/NETs) τόσο στη μετάσταση, όσο και στη θρόμβωση τη σχετιζόμενη με τον καρκίνο. Καθώς οι δομές αυτές δεν έχουν μελετηθεί στο αδενοκαρκίνωμα του παχέος εντέρου, έναν από τους συχνότερους κακοήθεις όγκους, αρχικά διερευνήθηκε η παρουσία τους σε αυτή τη μορφή καρκίνου και στη συνέχεια μελετήθηκε η πιθανή αλληλεπίδραση τους με τα καρκινικά κύτταρα. Επιπλέον, μελετήθηκε η παρουσία του ιστικού παράγοντα (tissue factor/TF), δεδομένου ότι κατέχει σημαντικό ρόλο στη βιολογία του καρκίνου, ενώ έχουν αναφερθεί καταστάσεις, στις οποίες συσχετίζεται με τα NETs.Στην πρώτη μελέτη χρησιμοποιήθηκαν παρασκευάσματα παχέος εντέρου, συμπεριλαμβανομένων και των επιχώριων λεμφαδένων, από δέκα ασθενείς με τη διάγνωση αδενοκαρκινώματος, με σκοπό να διερευνηθούν, με τη μέθοδο του ανοσοφθορισμού και της ανοσοϊστοχημείας, οι εναποθέσεις ουδετερόφιλων, NETs και TF. Η παρουσία NETs με έκφραση TF ήταν αξιοσημείωτη στις τομές του όγκου και στους επιχώριους μεταστατικούς λεμφαδένες, ενώ ανάλογη ήταν και η παρουσία ουδετερόφιλων. Χαρακτηριστική, όμως, ήταν η διαβάθμιση που παρουσιάζε η ουδετεροφιλική διήθηση, αλλά και η συγκέντρωση των NETs, καθώς αμφότερες μειώνονταν σταδιακά, όσο αυξανόταν η απόσταση από τον όγκο, μέχρι την πλήρη απουσία τους στο χειρουργικό όριο εκτομής. Βασιζόμενοι στα παραπάνω in situ ευρήματα, μελετήθηκε η επίδραση των NETs στην ανάπτυξη των καρκινικών κυττάρων σε in vitro συγκαλλιέργειες α) καρκινικής κυτταρικής σειράς παχέος εντέρου (Caco-2) με NETs ή με ουδετερόφιλα και β) πρωτογενών κυττάρων οξείας μυελογενούς λευχαιμίας με NETs ή με ουδετερόφιλα. Και στις δυο περιπτώσεις, παρατηρήθηκε αναστολή της ανάπτυξης των καρκινικών κυττάρων από τα in vitro διεγερμένα NETs, τα οποία προκαλούν αναστολή του πολλαπλασιασμού ή επάγουν την απόπτωση, όπως διαπιστώθηκε με τη μέθοδο της κυτταρομετρίας ροής.Με την ολοκλήρωση της πρώτης μελέτης, όπου σε περιστατικά αδενοκαρκινώματος του παχέος εντέρου παρατηρήθηκε εκτεταμένη παρουσία εξωκυττάριων ουδετεροφιλικών δικτύων χρωματίνης, το ενδιαφέρον στράφηκε στο τι θα μπορούσε να αποτελεί το έναυσμα για την παραγωγή NETs. Με αφορμή τη μελέτη του Εργαστηρίου Μοριακής Αιματολογίας, ΔΠΘ, όπου τα αιμοπετάλια σε θρομβωτικές καταστάσεις όταν εκφράζουν ανόργανα πολυφωσφορικά (inorganic polyphosphate/polyP) διεγείρουν τα ουδετερόφιλα να παράγουν NETs, διερευνήθηκε στα ίδια περιστατικά αδενοκαρκινώματος του παχέος εντέρου η παρουσία πολυφωσφορικών, ως ένας πιθανός επαγωγέας της ΝΕΤωσης.Τα polyP είναι πολυμερή μόρια σε γραμμική διάταξη, με την αλυσίδα τους να συντίθεται από πολυάριθμες ορθοφωσφορικές μονάδες, οι οποίες συνδέονται μεταξύ τους με υψηλής ενέργειας δεσμούς φωσφορικού ανυδρίτη. Ανευρίσκονται σε ποικιλία οργανισμών (από τα βακτήρια μέχρι τον άνθρωπο) και μπορεί το μήκος τους να ποικίλλει, όχι μόνο από οργανισμό σε οργανισμό, αλλά και στον ίδιο οργανισμό από ιστό σε ιστό. Πρόσφατες μελέτες αναφέρουν ότι σε κύτταρα θηλαστικών, τα polyP εμπλέκονται σε διάφορες φυσιολογικές και παθολογικές καταστάσεις, όπως για παράδειγμα στο μεταβολισμό ενέργειας, στην ανάπτυξη και την απόπτωση κυττάρων, τη θρόμβωση, την αγγειογένεση, τη φλεγμονή και τη μετάσταση σε κακοήθεις καταστάσεις. Όσον αφορά τον καρκίνο, τα polyP έχουν συσχετισθεί με συμπαγείς όγκους, αλλά ο ρόλος τους στην βιολογία του καρκίνου παραμένει άγνωστος.Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν ως μάρτυρες, βιοψίες από αδενωματώδεις πολύποδες παχέος εντέρου με υψηλόβαθμη και χαμηλόβαθμη δυσπλασία του επιθηλίου, από υπερπλαστικούς πολύποδες, βιοψίες με διάγνωση ελκώδους κολίτιδας ή νόσου Crohn, και βιοψίες παχέος εντέρου με φυσιολογικό βλεννογόνο. Σε όλες τις περιπτώσεις, η παρουσία των polyP ήταν εμφανής, με τα σιτευτικά κύτταρα να αποτελούν τη βασική πηγή προέλευσής τους. Επιπλέον, ιδιαίτερα ενδιαφέρον ήταν το γεγονός, ότι σε όλα τα περιστατικά αδενοκαρκινώματος και αδενωμάτων με υψηλόβαθμη δυσπλασία του επιθηλίου, ένας σημαντικός αριθμός σιτευτικών κυττάρων, μεγαλύτερος από 50%, παρουσίαζαν συνέκφραση polyP και CD68 (CD68+), εύρημα το οποίο απουσίαζε σε όλες τις υπόλοιπες καταστάσεις. Επιπλέον, τα κύτταρα που εκφράζουν polyP είναι σε γειτνίαση με τα νεοπλασματικά κύτταρα και τα ουδετερόφιλα πολυμορφοπύρηνα λευκοκύτταρα.Συμπερασματικά, τα κύτταρα που εκφράζουν polyP θα μπορούσαν να αποτελούν πιθανό ερέθισμα των ουδετερόφιλων ώστε να απελευθερώσουν NETs. Επιπλέον, καθώς τα CD68+ σιτευτικά κύτταρα εντοπίζονται σχεδόν αποκλειστικά στα αδενώματα και το αδενοκαρκίνωμα του παχέος εντέρου, θα μπορούσαν να αντιπροσωπεύουν έναν πιθανό προγνωστικό δείκτη για αυτές τις καταστάσεις.Τα αποτελέσματα των δύο μελετών δίνουν έμφαση στη σχέση που υπάρχει μεταξύ καρκίνου και φλεγμονής. Ο ρόλος των ουδετερόφιλων πολυμορφοπύρηνων λευκοκυττάρων και των NETs στη βιολογία του καρκίνου ενισχύεται, ενώ παράλληλα αναδεικνύεται μία πιθανή αλληλεπίδραση μεταξύ ουδετερόφιλων και σιτευτικών κυττάρων.

Author(s):  
Hao Zhang ◽  
Yilu Zhou ◽  
Mengdi Qu ◽  
Ying Yu ◽  
Zhaoyuan Chen ◽  
...  

BackgroundPatients with sepsis may progress to acute respiratory distress syndrome (ARDS). Evidence of neutrophil extracellular traps (NETs) in sepsis-induced lung injury has been reported. However, the role of circulating NETs in the progression and thrombotic tendency of sepsis-induced lung injury remains elusive. The aim of this study was to investigate the role of tissue factor-enriched NETs in the progression and immunothrombosis of sepsis-induced lung injury.MethodsHuman blood samples and an animal model of sepsis-induced lung injury were used to detect and evaluate NET formation in ARDS patients. Immunofluorescence imaging, ELISA, Western blotting, and qPCR were performed to evaluate in vitro NET formation and tissue factor (TF) delivery ability. DNase, an anti-TF antibody, and thrombin inhibitors were applied to evaluate the contribution of thrombin to TF-enriched NET formation and the contribution of TF-enriched NETs to immunothrombosis in ARDS patients.ResultsSignificantly increased levels of TF-enriched NETs were observed in ARDS patients and mice. Blockade of NETs in ARDS mice alleviated disease progression, indicating a reduced lung wet/dry ratio and PaO2 level. In vitro data demonstrated that thrombin-activated platelets were responsible for increased NET formation and related TF exposure and subsequent immunothrombosis in ARDS patients.ConclusionThe interaction of thrombin-activated platelets with PMNs in ARDS patients results in local NET formation and delivery of active TF. The notion that NETs represent a mechanism by which PMNs release thrombogenic signals during thrombosis may offer novel therapeutic targets.


2019 ◽  
Vol 10 ◽  
Author(s):  
Shane V. van Breda ◽  
Lenka Vokalova ◽  
Claire Neugebauer ◽  
Simona W. Rossi ◽  
Sinuhe Hahn ◽  
...  

Author(s):  
Panagiotis Skendros ◽  
Alexandros Mitsios ◽  
Akrivi Chrysanthopoulou ◽  
Dimitrios C. Mastellos ◽  
Simeon Metallidis ◽  
...  

AbstractEmerging data indicate that complement and neutrophils are involved in the maladaptive host immune response that fuels hyper-inflammation and thrombotic microangiopathy increasing the mortality rate in coronavirus disease 2019 (COVID-19). Here, we investigated the interaction between complement and the platelet/neutrophil extracellular traps (NETs)/thrombin axis, using COVID-19 clinical samples, cell-based inhibition studies and NETs/human aortic endothelial cell (HAEC) co-cultures. Increased plasma levels of NETs, TF activity and sC5b-9 were detected in patients. Neutrophils yielded high tissue factor (TF) expression and released NETs carrying functionally active TF. Confirming our ex vivo findings, treatment of control neutrophils with COVID-19 platelet-rich plasma generated TF-bearing NETs that induced thrombotic activity of HAEC. Thrombin or NETosis inhibition or C5aR1 blockade attenuated platelet-mediated NET-driven thrombogenicity. Serum isolated from COVID-19 patients induces complement activation in vitro, which is consistent with high complement activity in clinical samples. Complement inhibition at the level of C3 with compstatin Cp40 disrupted TF expression in neutrophils. In conclusion, we provide a mechanistic basis that reveals the pivotal role of complement and NETs in COVID-19 immmunothrombosis. This study supports emerging strategies against SARS-CoV-2 infection that exploit complement therapeutics or NETosis inhibition.


2020 ◽  
Vol 41 (Supplement_2) ◽  
Author(s):  
A Ondracek ◽  
T.M Hofbauer ◽  
A Mangold ◽  
T Scherz ◽  
V Seidl ◽  
...  

Abstract Introduction Leukocyte-mediated inflammation is crucial in acute myocardial infarction (AMI). We recently observed that neutrophil extracellular traps (NETs) are increased at the culprit site, promoting activation and differentiation of fibrocytes, cells with mesenchymal and leukocytic properties. Fibrocyte migration is mediated by monocyte chemoattractant protein (MCP)-1 and C-C chemokine receptor type 2 (CCR2). We investigated the interplay between NETs, fibrocyte function, and MCP-1 in AMI. Methods Culprit site and femoral blood of AMI patients was drawn during percutaneous coronary intervention. We characterized CCR2 expression of fibrocytes by flow cytometry. MCP-1 and the NET marker citrullinated histone H3 (citH3) were measured by ELISA. Fibrocytes were treated in vitro with MCP-1. Human coronary arterial endothelial cells (hCAECs) were stimulated with isolated NETs, and MCP-1 was measured by ELISA and qPCR. The influence of MCP-1 on NET formation in vitro was assessed using isolated neutrophils. Results We have included 50 consecutive AMI patients into the study. NETs and concentrations of MCP-1 were increased at the CLS. NET stimulation of hCAECs induced MCP-1 on mRNA and protein level. Increasing MCP-1 gradient was associated with fibrocyte accumulation at the site of occlusion. In the presence of higher MCP-1 these fibrocytes expressed proportionally less CCR2 than peripheral fibrocytes. In vitro, MCP-1 dose-dependently decreased fibrocyte CCR2 and reduced ex vivo NET release of healthy donor neutrophils. Conclusions NETs induce endothelial MCP-1 release, presumably promoting a chemotactic gradient for leukocyte and fibrocyte migration. MCP-1 mediated inhibition of NET formation could point to a negative feedback loop. These data will shed light on vascular healing. Funding Acknowledgement Type of funding source: Public grant(s) – National budget only. Main funding source(s): Austrian Science Fund


2020 ◽  
Vol 8 (Suppl 3) ◽  
pp. A803-A803 ◽  
Author(s):  
Alvaro Teijeira ◽  
Saray Garasa ◽  
Itziar Migueliz ◽  
Assunta Cirella ◽  
Ignacio Melero

BackgroundNeutrophils are expanded and abundant in an important fraction (up to 35% of patients) in cancer-bearing hosts. When neutrophils are expanded, they usually promote exert immunomodulatory functions promoting tumor progression and the generation of metastases. Neutrophils can undergo a specialized form of cell death called NETosis that is characterized by the extrusion of their DNA to contain infections. In cancer NETs have been described to promote metastases in mouse models. IL-8, a CXCR1/2 ligand clinically targeted by blocking antibodies, has been described to induce NETosis and is upregulated in many cancer patients. Our hypothesis is that chemokines secreted by cancer cells can mediate NETosis in tumor associated neutrophils and that NETs can be one of the immunomodulatory mechanisms provided by tumor associated neutrophils.MethodsNETosis induction of peripheral neutrophils and granulocytic myeloid derived suppressor cells by different chemotactic stimuli, tumor cell supernatants and cocultures upon CXCR1/2 blockade. NET immunodetection in mouse models and xenograft tumors upon CXCR1/2 blockade. In vitro tumor cytotoxicity assays in the presence/absence of NETs, and videomicroscopy studies in vitro and by intravital imaging to test NETs inhibition of immune cytotoxicity by immune-cell/target-cell inhibition. Tumor growth studies and metastases models in the presence of NETosis inhibitors and in combination with checkpoint blockade in mouse cancer models.ResultsUnder the influence of CXCR1 and CXCR2 chemokine receptor agonists and other chemotactic factors produced by tumors, neutrophils, and granulocytic myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) from cancer patients extrude their neutrophil extracellular traps (NETs). In our hands, CXCR1 and CXCR2 agonists proved to be the major mediators of cancer-promoted NETosis. NETs wrap and coat tumor cells and shield them from cytotoxicity, as mediated by CD8+ T cells and natural killer (NK) cells, by obstructing contact between immune cells and the surrounding target cells. Tumor cells protected from cytotoxicity by NETs underlie successful cancer metastases in mice and the immunotherapeutic synergy of protein arginine deiminase 4 (PAD4) inhibitors, which curtail NETosis with immune checkpoint inhibitors. Intravital microscopy provides evidence of neutrophil NETs interfering cytolytic cytotoxic T lymphocytes (CTLs) and NK cell contacts with tumor cells.ConclusionsCXCR1 and 2 are the main receptors mediating NETosis of tumor associated neutrophils in our in-vitro and in vivo systems expressing high levels of CXCR1 and 2 ligands. NETs limit cancer cell cytotoxicity by impeding contacts with cancer cells.


2021 ◽  
Vol 186 (3) ◽  
pp. 367-375
Author(s):  
Qin Liu ◽  
Wenjuan Yi ◽  
Si Jiang ◽  
Jiquan Song ◽  
Pin Liang

AbstractPhialophora verrucosa (P. verrucosa) is a pathogen that can cause chromoblastomycosis and phaeohyphomycosis. Recent evidence suggests that neutrophils can produce neutrophil extracellular traps (NETs) that can protect against invasive pathogens. As such, we herein explored the in vitro functional importance of P. verrucosa-induced NET formation. By assessing the co-localization of neutrophil elastase and DNA, we were able to confirm the formation of classical NETs entrapping P. verrucosa specimens. Sytox Green was then used to stain these NETs following neutrophil infection with P. verrucosa in order to quantify the formation of these extracellular structures. NET formation was induced upon neutrophil exposure to both live, UV-inactivated, and dead P. verrucosa fungi. The ability of these NETs to kill fungal hyphae and conidia was demonstrated through MTT and pouring plate assays, respectively. Overall, our results confirmed that P. verrucosa was able to trigger the production of NETs, suggesting that these extracellular structures may represent an important innate immune effector mechanism controlling physiological responses to P. verrucosa infection, thereby aiding in pathogen control during the acute phases of infection.


2019 ◽  
Vol 39 (1) ◽  
Author(s):  
César Díaz-Godínez ◽  
Julio C. Carrero

AbstractNeutrophil extracellular traps (NETs) are DNA fibers associated with histones, enzymes from neutrophil granules and anti-microbial peptides. NETs are released in a process denominated NETosis, which involves sequential steps that culminate with the DNA extrusion. NETosis has been described as a new mechanism of innate immunity related to defense against different pathogens. The initial studies of NETs were carried out with bacteria and fungi, but currently a large variety of microorganisms capable of inducing NETs have been described including protozoan and helminth parasites. Nevertheless, we have little knowledge about how NETosis process is carried out in response to the parasites, and about its implication in the resolution of this kind of disease. In the best case, the NETs entrap and kill parasites in vitro, but in others, immobilize the parasites without affecting their viability. Moreover, insufficient studies on the NETs in animal models of infections that would help to define their role, and the association of NETs with chronic inflammatory pathologies such as those occurring in several parasitic infections have left open the possibility of NETs contributing to pathology instead of protection. In this review, we focus on the reported mechanisms that lead to NET release by protozoan and helminth parasites and the evidence that support the role of NETosis in the resolution or pathogenesis of parasitic diseases.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document