Role of Basement Membrane and Extracellular Matrix Proteins in the Adhesion and Spreading of Immortalized Human Corneal Epithelial Cells

The repair of corneal wounds requires both epithelial cell adhesion and migration. Basement membrane (BM) and extracellular matrix (ECM) proteins function in these processes via integrin and non-integrin receptors. We have studied the adhesion, spreading and migration of immortalized human corneal epithelial (HCE) cells and their interactions with the laminins (Lms), fibronectins and tenascins produced. Human corneal BM expresses Lms-332 and -511, while Lm-111 was not found in these experiments. HCE cells produced both processed and unprocessed Lm-332, whereas neither Lm-111 nor Lm-511 was produced. Because HCE cells did not produce Lm-511, although it was present in corneal BM, we suggest that Lm-511 is produced by stromal keratocytes. The adhesion of HCE cells to Lms-111, -332 and -511 was studied first by determining the receptor composition of HCE cells and then by using quantitative cell adhesion assays. Immunofluorescence studies revealed the presence of integrin α2, α3, α6, β1 and β4 subunits. Among the non-integrin receptors, Lutheran (Lu) was found on adhering HCE cells. The cells adhered via integrin α3β1 to both purified human Lms-332 and -511 as well as to endogenous Lm-332. However, only integrin β1 subunit functioned in HCE cell adhesion to mouse Lm-111. The adhesion of HCE cells to Lm-511 was also mediated by Lu. Since Lm-511 did not induce Lu into focal adhesions in HCE cells, we suggest that Lm-511 serves as an ECM ligand enabling cell motility. HCE cells produced extradomain-A fibronectin, oncofetal fibronectin and tenascin-C (Tn-C), which are also found during corneal wound healing. Monoclonal antibodies (MAbs) against integrins α5β1 and αvβ6 as well as the arginine-glycine-aspartic acid (RGD) peptide inhibited the adhesion of HCE cells to fibronectin. Although the cells did not adhere to Tn-C, they adhered to the fibronectin/Tn-C coat and were then more efficiently inhibited by the function-blocking MAbs and RGD peptide. During the early adhesion, HCE cells codeposited Lm-332 and the large subunit of tenascin-C (Tn-CL) beneath the cells via the Golgi apparatus and microtubules. Integrin β4 subunit, which is a hemidesmosomal component, did not mediate the early adhesion of HCE cells to Lm-332 or Lm-332/Tn-C. Based on these results, we suggest that the adhesion of HCE cells is initiated by Lm-332 and modulated by Tn-CL, as it has been reported to prevent the assembly of hemidesmosomes. Thereby, Tn-CL functions in the motility of HCE cells during wound healing. The different distribution of processed and unprocessed Lm-332 in adhering, spreading and migrating HCE cells suggests a distinct role for these isoforms. We conclude that the processed Lm-332 functions in cell adhesion, whereas the unprocessed Lm-332 participates in cell spreading and migration.

Resistance responses blocking systemic movement of Potato virus A in potato

Peruna kestää A-virusta estämällä sen leviämistä Peruna on maissin ohella maailman kolmanneksi tärkein ravintokasvi vehnän ja riisin jälkeen. Perunaa lisätään kasvullisesti mukuloita istuttamalla, jolloin virukset siirtyvät sairaiden siemenmukuloiden välityksellä kasvukaudesta toiseen. Virustauteja voi torjua ainoastaan terveen siemenperunan ja kestävien lajikkeiden avulla. Kestävyys perustuu usein siihen, että kasvi estää viruksen leviämisen tartuntakohdasta välttyäkseen virustaudilta. Tässä työssä tutkittiin kolmea perunan A-viruksen (PVA) liikkumista estävää kestävyysmekanismia perunassa. Lisäksi työn kokeelliseen osaan oleellisesti kuuluvaa virustartutusta varten kehitettiin uusi paranneltu versio geenipyssystä. Tämä itse rakennettu laite optimoitiin PVA:n tartuttamiseen mahdollisimman helposti ja pienin käyttökustannuksin. Tutkimuksen kohteena olleessa perunan risteytysjälkeläistössä oli PVA:ta kestäviä kasveja (ryhmä nnr), jotka estivät viruksen liikkumisen aiheuttamatta oireita tartutuskohdassa, sekä kasveja, joissa PVA aiheutti kuolioläikkinä näkyvän yliherkkyysvasteen (ryhmä HR). Molemmissa kestävyystyypeissä virus pystyi monistumaan ja leviämään solusta soluun paikallisesti, mutta liikkuminen muihin kasvinosiin nilan kautta estyi. Ryhmän nnr kasveissa PVA-tartunta ei aiheuttanut tilastollisesti merkitsevää muutosta useimpien geenien ilmenemiseen tartuntakohdassa. Ainoastaan geeniperhe, joka ilmentää tiettyä proteinaasi-inhibiittoria (PI), reagoi PVA:han 24 tuntia tartutuksesta. Kun tämän PVA:han reagoivan geeniperheen jäsenet hiljennettiin nnr- perunalinjoissa, ne muuttuivat alttiiksi PVA:lle ja virus levisi tartuntakohdasta muihin kasvinosiin. Tulos osoittaa, että PI on viruskestävyystekijä. Lisäksi muut tutkimuksessa saadut tulokset tukevat mahdollisuutta, että PI estää PVA:n P1-proteinaasin toimintaa. HR-linjoissa todettiin erilaisiin puolustusvasteisiin liittyvien PR-geenien aktivoitumista PVA-tartunnan seurauksena, mutta myös ilman sitä kasvien kasvettua mullassa noin neljä viikkoa. Sen sijaan solukkoviljelyssä tai vasta kaksi viikkoa mullassa kasvaneissa kasveissa vastaavaa ei vielä todettu. Tulos viittaa siihen, että HR-perunat reagoivat herkemmin ympäristöön ja/tai kasvin kehitysasteeseen laukaisten puolustusvasteita, jotka saattavat parantaa kestävyyttä taudinaiheuttajia vastaan. Kolmas tutkittu kestävyystyyppi havaittiin Pito-perunalajikkeessa. Se muistutti nnr-kestävyyttä siten, että myös siinä viruksen liikkuminen nilassa muihin kasvinosiin estyi. PVA:n todettiin pysähtyvän vasta lehtiruodin tyvelle muodostuvaan irtoamisvyöhykkeeseen, mitä havainnollistettiin käyttämällä muunnettua PVA-rotua, joka tuotti UV-valossa fluoresoivaa vihreää valoa. Tulos viittaa siihen, että virus ei pääse kulkemaan vyöhykkeeseen kuuluvan suojaavan kerroksen läpi, jollei sillä ole pääsyä nilaan. Tällainen kestävyys on tarpeen, jotta virus ei voi korvata nilakuljetusta solusta soluun leviämisellä. Tulokset tuovat uusia näkökulmia kasvien viruskestävyyteen ja auttavat selittämään viruksen nilakuljetuksen estymistä sekä solusta soluun leviämisen pysähtymistä kestävissä kasveissa.

Mother-Infant Antibodies to Pneumococcal Polysaccharides and Proteins : Transfer and Persistence of Maternal Antibodies and Development of Vaccine-Induced and Naturally Acquired Antibodies in Infants

Symptomless nasopharyngeal carriage of Streptococcus pneumoniae (pneumococcus) is very common in young children. Occasionally the carriage proceeds into mild mucosal diseases, such as sinusitis or acute otitis media, or into serious life-threatening diseases, such as pneumonia, sepsis or meningitis. Each year, up to one million children less than five years of age worldwide die of invasive pneumococcal diseases (IPD). Especially in the low-income countries IPD is a leading health problem in infants; 75% of all IPD cases occur before one year of age. This stresses the need of increased protection against pneumococcus in infancy. Anti-pneumococcal antibodies form an important component in the defence against pneumococcal infection. Maternal immunisation and early infant immunisation are two possible ways by which potentially protective antibody concentrations against pneumococci could be achieved in early infancy. The aim of this thesis is to increase the knowledge of antibody mediated protection against pneumococcal disease in infants and young children. We investigated the transfer of maternal anti-pneumococcal antibodies from Filipino mothers to their infants, the persistence of the transferred antibodies in the infants, the immunogenicity of the 23-valent pneumococcal polysaccharide vaccine (PPV) in infants and the response of the children to a second dose of PPV at three years of age. We also investigated the development of antibodies to pneumococcal protein antigens in relation to culture-confirmed pneumococcal carriage in infants. Serum samples were collected from the mothers, the umbilical cords and from the infants at young age as well as at three years of age. The samples were used to determine the antibody concentrations to pneumococcal serotypes 1, 5, 6B, 14, 18C and 19F, as well as to the pneumococcal proteins PspA, PsaA, Ply, PspC, PhtD, PhtDC and LytC by the enzyme immunoassay. The findings of the present study confirm previously obtained results and add to the global knowledge of responses to PPV in young children. Immunising pregnant women with PPV provides the infants with increased concentrations of pneumococcal polysaccharide antibodies. Of the six serotypes examined, serotypes 1 and 5 were immunogenic already in infants. At three years of age, the children responded well to the second dose of PPV suggesting that maternal and early infant immunisations might not induce hyporesponsiveness to polysaccharide antigens after subsequent immunisations. The anti-protein antibody findings provide useful information for the development of pneumococcal protein vaccines. All six proteins studied were immunogenic in infancy and the development of anti-protein antibodies started early in life in relation to pneumococcal carriage.

Hypertension, kardiotoxicitet och njursvikt i samband med tyrosinkinashämmaren sunitinib

Nybildning av blodkärl från tidigare existerande kärl, angiogenes, är ett väsentligt skede vid tumörtillväxt. Denna process regleras av bland annat tillväxtfaktorer, var av den vaskulära endoteliala tillväxtfaktorn har en central roll. Hämning av angiogenes kan ske antingen extracellulärt med hjälp av humaniserade monoklonala antikroppar eller intracellulärt med hjälp av småmolekylära hämmaren. Sunitinib är en småmolekylär multikinashämmare och inhiberar flera tyrosinkinasreceptorer som påverkar tumörtillväxten och metastasutvecklingen vid cancer. Sunitinibs främsta indikationer är gastrointestinala stromacellstumörer, metastaserad njurcellscancer och neuroendokrina tumörer i bukspottskörteln. Behandling med tyrosinkinashämmare orsakar biverkningar som hypertension, kardiotoxicitet och njursvikt, vilka antas bero på de hämmande effekterna på mål som inte är väsentliga för anti-cancer-aktiviteten (”off-target” biverkningar). Bland annat AMP-aktiverat proteinkinas (AMPK), ett kinas som upprätthåller metabolisk homeostas i hjärtat, inhiberas av sunitinib och antas framkalla kardiovaskulära biverkningar. För att reducera ”off-target” biverkningar strävar man till att hitta alternativ som minskar de skadliga effekterna utan att den terapeutiska aktiviteten försvagas. Bland annat ett begränsat kaloriintag har uppvisat skyddande effekt på hjärtat via mekanismer sammankopplade till ökad resistens mot oxidativ stress, inflammation och mitokondriell dysfunktion, samt avtagande apoptos och autofagi. Detta sker delvis genom aktivering av enzymet Sirt1. Syftet med den här studien var att undersöka ifall kaloribegränsning skyddar mot kardiovaskulära och renala biverkningar inducerade av sunitinib hos råttor. Dessutom studerades vilka signalkedjor i cellen som medverkar. I studien användes 40 spontant hypertensiva råttor samt 10 normotensiva Wistar-Kyoto råttor. Försöksdjuren delades in i fem grupper beroende på behandling; I WKY kontroll, II SHR kontroll, III SHR + kaloribegränsning 70 %, IV SHR + sunitinib 3 mg/kg och V SHR + sunitinib 3 mg/kg + kaloribegränsning 70 %. Behandlingsperioden var åtta veckor. Blodtrycket mättes varje vecka med svansmanchett, urinutsöndringen undersöktes vecka 4 och vecka 8 med metabolismburar, ultraljudsundersökning av hjärtat utfördes sista veckan och blodkärlens respons till acetylkolin och natriumnitroprussid studerades i samband med avlivning. Proteinerna Sirt1 och AMPK analyserades i hjärtat med Western blotting samt förekomsten av makrofagmarkören ED1 i njurarna med immunhistokemi. Studien visade att sunitinibdosen 3 mg/kg är mycket väl tolererbar hos råttor eftersom sunitinib inte orsakade högre blodtryck, kraftigare hypertrofi eller mer omfattande njurskada jämfört med obehandlade SHR- grupper. Utgående från resultaten kan man också konstatera att kaloribegränsningen har positiva kardiovaskulära effekter.