Onderzoeksproject P6/18 (Onderzoeksactie P6)
Ontstekingsreacties vormen een fysiologisch antwoord op infectie en weefselschade, en leiden normaliter tot een gerichte vernietiging van het infectueuze agens en tot weefselherstel. Echter, bij verlies aan controle kunnen deze processen echter aanleiding geven tot permanente weefselschade door de geactiveerde leukocyten, inclusief een verstoorde opbouw van de extracellulaire matrix. Positieve terugkoppelingsmechanismen die opgewekt worden door vrijzetting van cytokines van geactiveerde leukocyten, dragen verder bij tot het chronische karakter van ontstekingsreacties. Een dergelijke reactiecascade wordt waargenomen bij pathologieën die beschouwd worden als acute tot chronische inflammatoire aandoeningen en waar een of meerdere controlemechanismen in het inflammatoire proces verstoord zijn. Ook bij kanker blijkt meer en meer een oorzakelijk verband te bestaan met chronische inflammatie, en kunnen bepaalde kankers effectief gecatalogeerd worden als een chronische inflammatoire aandoening.
Bij de sturing van de verschillende fasen van een ontstekingsreactie vervullen mediatoren die vrijgesteld worden door diverse leukocyten (neutrofielen, macrofagen, mastcellen, e.a.) een cruciale rol via stimulatie van gentranscriptie in doelwitcellen. In dit proces neemt de transcriptie factor NF-B een centrale plaats in.
Een verdere opheldering van de signaalwegcomponenten en –intermediairen betrokken in de controle van NF-B-activering vormt dan ook een eerste streefdoel van dit projectvoorstel. In de signaalwegen leidend naar NF-B-activering, onderscheid men twee hoofdroutes: (i) de klassieke (kanonieke) signaalweg die wordt geactiveerd bij herkenning van microbiële componenten en inflammatoire cytokines, en (ii) de alternatieve signaalweg, geactiveerd door bepaalde liganden van de Tumor Necrosis Factor (TNF) familie, ondermeer BAFF, LT en CD40L. In dit eerste onderdeel van het projectvoorstel, zal de nadruk worden gelegd op een beter begrip van de intermediairen die betrokken zijn in deze signaalwegen en hun regeling door interacties met activerende en inhiberende signaalmoleculen en receptoren. Ook de karakterisering van NF-B doelwitgenen en de rol van het chromatine in de transcriptionele regulatie van deze doelwitgenen maken deel uit van dit eerste projectonderdeel. Als doelwitgenen zullen vooral genen coderend voor intracellulaire factoren (eiwitten behorend tot het cytoskelet, kinasen, fosfatasen) als extracellulaire (matrix metalloproteinasen) worden bestudeerd. Ook de activering van het NALP1 en NALP2/3 ‘inflammasoom’ en de daaropvolgende caspase-1-gemedieerde verknipping en secretie van de inflammatoire cytokines IL-1 en IL-18 zullen worden nagegaan in inflammatoire cellen, vooral neutrofielen en macrofagen. Volgend op de recente waarneming dat ook ‘stressosoom’ complexen, opgebouwd uit PIDD, RAIDD, caspase-2, caspase-8, TRAF2, NEMO and Hsp90, een activering van NF-B opwekken, zal de rol van caspasen in deze cellulaire stress-geïnduceerde respons worden nagegaan.
Inflammatoire factoren geven niet alleen aanleiding tot genexpressie maar in bepaalde condities ook tot celdood. De studie van signaalwegen die opgewekt worden onder inflammatoire condities en aanleiding geven tot celdood vormt een tweede streefdoel van dit projectvoorstel. De moleculaire mechanismen betrokken in apoptosis/necrosis en opgewekt door TNF en reactieve zuurstof-intermediairen (RZI) zullen worden bestudeerd. RZI zullen worden opgewekt door fysiologisch maar ook therapeutisch relevante stimuli met als oogmerk het ophelderen van de moleculaire basis verantwoordelijk voor de differentiële cellulaire respons op RZI, namelijk caspase-afhankelijke of –onafhankelijke celdood (apoptosis, necrosis, autofagie) versus overleving en vrijstelling van inflammatoire, chemotactische en angiogene factoren. In het bijzonder zal de functionele betrokkenheid in deze processen van caspase- (caspase-1, -2, -7) en kinase- (RIP1 kinase) afhankelijke signaalwegen worden bestudeerd.
Uitgaande van de complexe context van inflammatoire aandoeningen in het levende organisme, is de analyse van de moleculaire processen die betrokken zijn in het ontstaansmechanisme van de ontstekingsreactie in diermodellen. Hiertoe zal een dubbele benadering worden gevolgd. Een analyse van regulatoire ‘checkpoints’ in specifieke inflammatiemodellen zal hand-in-hand gaan met hun transpositie naar het moleculaire niveau ter identificering van de onderliggende signaalwegen. Omgekeerd, zullen de oorzakelijke/regulerende functies van een geselecteerde set aan genen en moleculen gevalideerd worden in het organisme. Experimentele modellen representatief voor verschillende types inflammatoire aandoeningen en relevant voor de mens zullen worden toegepast met als hoofdmodellen extrinsieke allergische alveolitis (Th1-gedreven immune aandoening), experimentele astma (Th2-gedreven immune aandoening), Pseudomonas-gedreven pneumonie (lokale infectueuze aandoening), en sepsis- en endotoxemia-geïnduceerde acute shock (respectivelijk systemische infectueuze en endotoxine-gedreven aandoening).
