Titelaufnahme

Titel
Allergen-induzierte Modulation der Expressionsmuster von CXCL1, ITGA5 und CRMP1 in A549 Zellen
Weitere Titel
Allergen Induced Modulation of the Expression Pattern of CXCL1, ITGA5 and CRMP1 in A549 Cells
VerfasserRoumaia Jajou, Salwan Aram
GutachterWank, Herbert
Erschienen2016
Datum der AbgabeJuli 2016
SpracheEnglisch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)CXCL1 / ITGA5 / CRMP1 / IL-8 / IL-6 / CCL5 / Epithelzellen / Birkenpollen / Hausstaubmilbe / respiratorische Allergien / Atemwege
Schlagwörter (EN)CXCL1 / ITGA5 / CRMP1 / IL-8 / IL-6 / CCL5 / epithelial cells / birch pollen / house dust mite / respiratory allergies / airways
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Atemwegsentzündungen sind auf Grund der verschiedenen Konsequenzen, die sie mit sich bringen, der Hauptgrund für Verlust von Leistungsfähigkeit. Respiratorische Allergien betreffen Millionen von Menschen weltweit und beeinträchtigen ihr Alltagsleben. Der Mechanismus der Interaktion zwischen Allergenen und respiratorischen Epithelzellen ist noch nicht vollständig geklärt. Es ist unklar, ob das Allergen Zell-Zell Verbindungen zwischen benachbarten Epithelzellen durch proteolytische Aktivität abbaut, durch die epitheliale Barriere in Form von Vesikeln oder rezeptorgebunden hindurchtransportiert wird oder Immunzellen (dendritische Zellen) direkt mit dem Allergen interagieren. Ziel der damit verbundenen Versuche ist es, Regulatorgene zu identifizieren, die in einem der vermuteten Prozesse involviert sind.

Die konkrete Aufgabe liegt darin Zellen der Zelllinie A549 zu inkubieren und mit den Allergenen Birkenpollenextrakt (BPE) und Hausstaubmilbenextrakt (HDM) zu stimulieren. Der Unterschied in der Genexpression zwischen den Allergen-stimulierten Zellen und den unstimulierten Zellen wurde untersucht und mittels quantitativer PCR (qPCR) RNA-Expressionsmuster bestimmt. Potentielle Regulatorgene wurden anhand von Literatur-recherche und Microarrayanalyse ausgewählt.

Es konnte eine signifikant erhöhte Anzahl an CXCL1 mRNA-Transkripten in Zellen, die zuvor mit der Allergenquelle BPE stimuliert wurden, beobachtet werden. Die Gene ITGA5 und CRMP1 wiesen eine signifikant erniedrigte Anzahl an mRNA-Transkripten auf. CXCL1 und CRMP1 sind in Vorgänge involviert, die das Cytoskelett beeinflussen und ITGA5 spielt eine Rolle in Zell-Zell-Adhäsion. Weiters wurden die bereits gut charakterisierten Gene IL-8, IL-6 und CCL5 als Markergene für HDM induzierte differentielle Genexpression bestätigt. Diese Wirkung konnte mit den Zellen, die durch BPE stimuliert wurden, nicht bestätigt werden. Es kann angenommen werden, dass verschiedene respiratorische Allergenquellen verschiedene Mechanismen nutzen, um die epitheliale Barriere zu überwinden. Da ja das Hauptallergen von HDM, Der p 1, nachweislich durch proteolytische Aktivität in den menschlichen Körper gelangt und dieser Effekt bei den mit BPE stimulierten Zellen nicht beobachtet werden konnte, kann vermutet werden, dass respiratorische Allergene ein Zusammenspiel von Mechanismen nutzen, in denen verschiedene Bestandteile des Immunsystems und mehrere Gewebe involviert sind, was zu einer gesteigerten Immunantwort führt.

Zusammenfassung (Englisch)

Airway inflammatory diseases are the first leading cause of loss of productivity because of

several consequences these conditions bring along. Respiratory allergies affect millions of

people worldwide and impair their everyday life. Until now, the mechanisms of the

interaction among allergens and respiratory epithelial cells are not completely understood.

It remains unclear, if the allergen either degrades the connections between two neighboring

epithelial cells, or if it interacts directly with cells of the immune system (dendritic cells)

located underneath the epithelial barrier, or if it is being transported via vesicles or

membrane bound receptors through the epithelial barrier. The objective of the current thesis

is to identify key regulator genes involved in one of the proposed processes.

The specific task includes the incubation of the cell line A549 and stimulation with the

allergens birch pollen extract (BPE) and house dust mite extract (HDM). The difference in

gene expression between allergen stimulated cells and non-stimulated cells was examined

using quantitative PCR (qPCR) to determine RNA-expression patterns. Putative key

regulator genes have been chosen from preliminary data from literature and microarray

data.

A significant increase in the amount of CXCL1 mRNA-transcripts has been observed in cells

which were previously stimulated with the allergen source BPE. The genes ITGA5 and

CRMP1 have shown a significant downregulation. CXCL1 and CRMP1 are involved in

cytoskeleton organization and ITGA5 plays a role in cell-cell adhesion. Additionally, the

already well characterized genes IL-8, IL-6 and CCL5 have been confirmed as marker

genes for HDM induced differential gene expression. This effect could not be confirmed with

mRNA from cells stimulated with BPE. Regarding available results, it can be assumed that

different respiratory allergen sources overcome the epithelial barrier in different ways. Since

it is already evident that the major allergen of HDM Der p 1 utilizes a protease feature to

enter the human body and this effect was not observed in BPE stimulated cells, it may be

also possible that aeroallergens use an interplay of mechanisms in which many different

parts of the immune system as well as several tissues are involved which leads to an

enhanced immune response.