Dopo l'attivazione, i neutrofili rilasciano fibre extracellulari o trappole extracellulari (NETs), strutture composte da cromatina e proteine granulari che legano e uccidono agenti patogeni. Tuttavia, i NETs possono contribuire a patologie sistemiche o locali, come la sepsi, la vasculite e patologie polmonari croniche come la fibrosi cistica. I meccanismi di trasduzione del segnale che regolano la formazione dei NETs sono poco conosciuti. Infatti, l'unica via finora individuata in grado di indurre la formazione dei NETs è quella basata sul modulo proteina chinasi C / intermedi reattivi dell'ossigeno (ROI). Dato il ruolo importante della famiglia delle Src chinasi (SFKs) nelle patologie infiammatorie, abbiamo studiato se le SFKs e Syk, una tirosin chinasi citoplasmatica posizionata a valle di vie di trasduzione del segnale SFKs-regolate nei leucociti, regolano la formazione dei NETs. A tal fine, i NETs sono stati studiati in neutrofili umani e murini stimolati con diversi agonisti, tra cui il beta-glucano (BG), un componente della parete cellulare del lievito riconosciuto dal recettore Dectin-1 C-type lectin. L’inibitore delle SFKs, PP2, e l'inibitore di Syk, PRT-060318, sono stati utilizzati come farmaci selettivi per la via di segnalazione indotta dal Dectin-1. Qui mostriamo che il beta-glucano è uno stimolo efficace per l'induzione dei NETs, mostrando i suoi effetti anche prima del PMA. Inoltre, in questo lavoro abbiamo dimostrato che i NETs da beta-glucano richiedono sia le SFKs che la produzione di ROS, sebbene non abbiamo identificato quale chinasi delle SFKs sia coinvolta. Diversamente dal BG, il PMA induceva rilascio di NETs in maniera dipendente dalla produzione di ROS, ma non dalle SFKs. I nostri dati evidenziano anche il ruolo di Syk nella formazione dei NETs innescata dal beta-glucano. In conclusione, in questo progetto abbiamo identificato alcuni possibili bersagli farmacologici per modulare la formazione dei NETs ed evitarne il risvolto patologico.

Upon activation, neutrophils release extracellular fibers or neutrophil extracellular traps (NETs), structures composed of chromatin and granule proteins that bind and kill pathogens. However, NETs can contribute to systemic and local pathologies such as sepsis, vasculitis and chronic lung pathologies like cystic fibrosis. Signal transduction mechanisms regulating NET formation are poorly understood. In fact, the only pathway identified so far to be able to induce NET formation is one based on a protein kinase C/reactive oxygen intermediates (ROIs) module. Given the important role of Src kinase family (SFKs) in inflammatory pathologies, we addressed whether SFKs and Syk, a cytoplasmic tyrosine kinase placed downstream SFK-regulated signal transduction pathways in leukocytes regulate NET formation. To this purpose, NETs were examined in human and murine neutrophils stimulated with different agonists, including beta-glucan (BG), a yeast surface component recognized by the C-type lectin receptor Dectin-1. The SFKs inhibitor PP2 and the Syk inhibitor PRT-060318 were used as selective drugs targeting the Dectin-1 triggered signaling pathway. Here we show that beta-glucan is an effective stimulus for the induction of NETs, displaying its effects even earlier than PMA. Additionally, in this work we demonstrate that beta-glucan-induced NETs requires both SFKs and ROS production though we did not identified the SFK involved. Differently from BG, PMA induced NET release in a manner dependent on ROS production but not on SFKs. Our data highlight also the role of Syk in NET formation triggered by beta-glucan. In conclusion, in this project we identified some possible drug targets to modulate NET formation and to avoid the pathogenic side of NETs.

Signal transduction regulating formation of neutrophil extracellular traps (NETs) in response to the yeast surface component beta-glucan: role of Src-family kinases and Syk

NANI', Sara
2013

Abstract

Dopo l'attivazione, i neutrofili rilasciano fibre extracellulari o trappole extracellulari (NETs), strutture composte da cromatina e proteine granulari che legano e uccidono agenti patogeni. Tuttavia, i NETs possono contribuire a patologie sistemiche o locali, come la sepsi, la vasculite e patologie polmonari croniche come la fibrosi cistica. I meccanismi di trasduzione del segnale che regolano la formazione dei NETs sono poco conosciuti. Infatti, l'unica via finora individuata in grado di indurre la formazione dei NETs è quella basata sul modulo proteina chinasi C / intermedi reattivi dell'ossigeno (ROI). Dato il ruolo importante della famiglia delle Src chinasi (SFKs) nelle patologie infiammatorie, abbiamo studiato se le SFKs e Syk, una tirosin chinasi citoplasmatica posizionata a valle di vie di trasduzione del segnale SFKs-regolate nei leucociti, regolano la formazione dei NETs. A tal fine, i NETs sono stati studiati in neutrofili umani e murini stimolati con diversi agonisti, tra cui il beta-glucano (BG), un componente della parete cellulare del lievito riconosciuto dal recettore Dectin-1 C-type lectin. L’inibitore delle SFKs, PP2, e l'inibitore di Syk, PRT-060318, sono stati utilizzati come farmaci selettivi per la via di segnalazione indotta dal Dectin-1. Qui mostriamo che il beta-glucano è uno stimolo efficace per l'induzione dei NETs, mostrando i suoi effetti anche prima del PMA. Inoltre, in questo lavoro abbiamo dimostrato che i NETs da beta-glucano richiedono sia le SFKs che la produzione di ROS, sebbene non abbiamo identificato quale chinasi delle SFKs sia coinvolta. Diversamente dal BG, il PMA induceva rilascio di NETs in maniera dipendente dalla produzione di ROS, ma non dalle SFKs. I nostri dati evidenziano anche il ruolo di Syk nella formazione dei NETs innescata dal beta-glucano. In conclusione, in questo progetto abbiamo identificato alcuni possibili bersagli farmacologici per modulare la formazione dei NETs ed evitarne il risvolto patologico.
neutrophils; neutrophil extracellular trap; NETs; ROS; Syk; Src-family kinases (SFKs); signalling; beta-glucan
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