Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
ผลของแอนติเจนจากพยาธิเส้นด้ายต่อการตอบสนองทางระบบภูมิคุ้มกันในเซลล์เดนไดรติก
Year (A.D.)
2021
Document Type
Thesis
First Advisor
Vivornpun Sanprasert
Second Advisor
Surang Nuchprayoon
Third Advisor
Pimpayao Sodsai
Faculty/College
Faculty of Medicine (คณะแพทยศาสตร์)
Degree Name
Master of Science
Degree Level
Master's Degree
Degree Discipline
Medical Sciences
DOI
10.58837/CHULA.THE.2021.270
Abstract
Strongyloidiasis is a parasitic disease caused by Strongyloides stercoralis. Infection in the immunocompromised hosts such as organ transplants, SLE patients, or HIV and HIPV infected patients can cause severe strongyloidiasis. Infected patients have high levels of Th2, and Treg related cytokines, including IL-4, IL-5, IL-9, IL-10, IL-13, and TGF-β. These cytokines are then decreased to normal levels after the treatments. Parasites have several mechanisms to suppress or evade the host’s immune response, such as suppressing the expression of co-stimulatory molecules on antigen-presenting cells (APCs), stimulating apoptosis of APCs, or stimulating Th2 and Treg responses. Dendritic cells (DCs) play a crucial role in linking the innate and adaptive immune systems against pathogens by engulfing antigens and presenting to naïve T cells with appropriate cytokines. To understand the mechanisms of S. stercoralis to evade the host’s immune responses, we studied the alteration of antigen presentation process and cytokines productions by DCs stimulated with S. stercoralis antigens. We treated DC2.4 cells with S. stercoralis L3s crude antigen (CA) and measured the expressions of genes related with antigen presentation and cytokine productions by quantitative real-time PCR; including MHC-II, CD40, CD80, TLR-2, TLR-4, IL-6, IL-10, TNF-α, and TGF-β. The results showed that the expression levels of MHC-II, CD40, CD80, TLR-2, TLR-4 after the stimulation by CA were not significantly different from negative controls. While the expression levels of IL-6 gene were not changed, TNF-α expression levels were significantly increased at 1 hr after CA treatment. Interestingly, the significant up-regulation of IL-10 and TGF-β expression of were detected in DC2.4 treated with CA. Luminex multiplex assays for detection of cytokine productions also showed significantly increased levels of IL-10 and TGF-β in the supernatant collected from DC2.4 treated with CA and excretory-secretory antigens (ES). Unfortunately, cofactor independent phosphoglycerate mutase (iPGM) antigen could not induced the IL-10 and TGF-β production from DC2.4. Like CA and ES antigens, iPGM could not induced the TNF-α and IL-6 production from DC2.4. Our results suggested that S. stercoralis modulates the host’s immune responses through induction of Treg response-related cytokines from DCs, including IL-10 and TGF-β. The antigens that play the crucial roles in regulation mechanism is excretory secretory products of S. stercoralis. The iPGM antigen might involve in the suppression of inflammatory responses, but not involved in the regulatory responses. The immunomodulation of the immune responses in the hosts should be complex and related to several antigens from the parasites. Nevertheless, S. stercoralis may have more than one evasion mechanism. Co-culturing between DCs and T cells will give more information about the immunomodulation of S. stercoralis and lead to the development of novel medical treatment for strongyloidiasis.
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
โรคพยาธิเส้นด้ายเป็นโรคที่เกิดจากการติดเชื้อพยาธิเส้นด้าย Strongyloides stercoralis การติดเชื้อจะส่งผลร้ายถึงแก่ชีวิต หากเกิดการติดเชื้อในผู้ป่วยที่มีความบกพร่องของระบบภูมิคุ้มกัน เช่น ผู้ป่วยผ่าตัดเปลี่ยนอวัยวะ ผู้ป่วยโรคแพ้ภูมิตัวเอง ผู้ป่วยที่ติดเชื้อไวรัส HIV หรือ HPV เป็นต้น ผู้ป่วยโรคพยาธิเส้นด้ายจะมีระดับของไซโตไคน์ที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองทางระบบภูมิคุ้มกันแบบ Th2 และ Treg สูง ไซโตไคน์ดังกล่าวได้แก่ IL-4 IL-5 IL-9 IL-10 IL-13 และ TGF-β ภายหลังการรักษาโรคพยาธิเส้นด้ายด้วยยาพบว่าไซโตไคน์ดังกล่าวมีระดับที่ลดลงเท่ากับคนปกติ การที่ปรสิตสามารถดำรงชีวิตอยู่ในโฮสต์โดยไม่ถูกระบบภูมิคุ้มกันกำจัดออกได้นั้นเพราะปรสิตมีกลไกในการกด หลบหนี จากการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันของโฮสต์ รูปแบบการกดการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันโดยปรสิตนั้น มีหลากหลายรูปแบบเช่น ลดการแสดงออกของ co-stimulatory molecules ของ antigen presenting cells (APCs) กระตุ้นการตายของ APCs หรือ กระตุ้นการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันแบบ Th2 หรือ Treg เป็นต้น Dendritic cells (DCs) คือเซลล์สำคัญที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด และระบบภูมิคุ้มกันแบบจำเพาะ DCs มีรูปแบบการทำงานโดยเขมือบสิ่งแปลกปลอม และนำ antigen เสนอให้กับ T cell โดยหลั่ง cytokines ที่เหมาะสมเพื่อให้เกิดการตอบสนองทางระบบภูมิคุ้มกันต่อไป อย่างไรก็ตามกลไกในการกดการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันโดยพยาธิเส้นด้ายยังไม่ได้รับการศึกษามากนัก ผู้วิจัยจึงมุ่งเน้นในการศึกษากลไกการกดการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน ในขั้นตอนการนำเสนอ antigen จากพยาธิเส้นด้ายของ DCs ผู้วิจัยได้ทำการทดสอบ DCs ด้วย crude antigen (CA) จากพยาธิเส้นด้าย จากนั้นทำการวัดระดับการแสดงออกของยีน MHC-II CD40 CD80 TLR-2 TLR-4 IL-6 IL-10 TNF-α และ TGF-β ผลการศึกษาพบว่าระดับการแสดงออกของ MHC-II, CD40, CD80, TLR-2, TLR-4 ภายหลังการทำการทดสอบด้วย CA แล้วพบว่า การแสดงออกของยีนดังกล่าวไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติกับ negative control ในขณะที่รพดับการแสดงออกของ IL-6 ไม่เปลี่ยนแปลง ระดับการแสดงออกของ TNF-α เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหลังการทดสอบ 1 ชั่วโมงด้วย CA นอกจากนี้ ยังพบระดับการแสดงออกของ IL-10 และ TGF-β ที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติอีกด้วย ผลการวัดระดับการผลิต cytokines ด้วยเทคนิค Luminex multiplex assays พบว่า ระดับของ IL-10 และ TGF-β ในของเหลวเหนือ DC2.4 ที่ทดสอบกับ CA และ แอนติเจนที่เป็นสารคัดหลั่งจากพยาธิเส้นด้าย มีระดับที่เพิ่มสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ น่าเสียดายที่ cofactor independent phosphoglycerate mutase (iPGM) ไม่สามารถเหนี่ยวนำการผลิต IL-10 และ TGF-β จาก DC2.4 ได้เช่นเดียวกับ CA และ แอนติเจนที่เป็นสารคัดหลั่งจากพยาธิเส้นด้าย นอกจากนี้ IPGM ไม่สามารถเหนี่ยวนำการผลิต TNF-α และ IL-6 จาก DC2.4 ได้เช่นกัน จากผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า พยาธิเส้นด้ายสามารถเปลี่ยนแปลงการตอบสนองทางระบบภูมิคุ้มกัน โดยการเหนี่ยวนำให้ DC2.4 เกิดการผลิต cytokine ที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองแบบ Treg ได้แก่ IL-10 และ TGF-β และ แอนติเจนที่มีบทบาทสำคัญในกลไกดังกล่าว เป็นแอนติเจนที่เป็นสารคัดหลั่งจากพยาธิเส้นด้าย iPGM สามารถยับยั้งตอบสนองการอักเสบ แต่ไม่ได้กระตุ้นการกดการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน การกดการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันในโฮสต์มีความซับซ้อนและมีความสัมพันธ์กับแอนติเจนจากปรสิต อย่างไรก็ตามพยาธิเส้นด้ายอาจมีกลไกในการกดการทำงานทางระบบภูมิคุ้มกันมากกว่านี้ การ co-culturing ระหว่างเซลล์เดนไดรติกและทีเซลล์ จะให้ข้อมูลเกี่ยวกับเปลี่ยนแปลงการตอบสนองทางระบบภูมิคุ้มกัน และนำไปสู่การพัฒนาการรักษาโรคพยาธิเส้นด้ายต่อไป
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
Sutaveesup, Vittawin, "Effects of Strongyloides stercoralis antigens on immune responses in dendritic cells" (2021). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 4812.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/4812