- / -

- / -

- / -

Στα έντομα, η κυτταροφαγία, διεργασία ανάλογη με αυτή των θηλαστικών, είναι μια σημαντική ανοσολογική απόκριση στην εισβολή παθογόνων και ρυθμίζεται από μια σειρά σηματοδοτικών μορίων. Στη μύγα της Μεσογείου έχει βρεθεί ότι συμμετέχουν οι κινάσες FAK, Src, MAPK και ο μεταγραφικός παράγοντας Elk-1. Στην εργασία αυτή, δείχτηκε με ανοσοκατακρήμνιση και συνεστιακή μικροσκοπία ότι η φωσφορυλιωμένη μορφή του Elk-1 συμπλοκοποιείται και συνεντοπίζεται μόνο με τη φωσφορυλιωμένη μορφή της FAK στη θέση Tyr925. Με ανάλογα πειράματα διαπιστώθηκε ότι οι κινάσες JNK και p38 συμπλοκοποιούνται και συγκατακρημνίζονται με την FAK, χωρίς όμως να συνεντοπίζονται. Με τον ίδιο τρόπο διαπιστώθηκε ότι η JNK και η p38 συμπλοκοποιούνται με την ERK1/2, χωρίς όμως να συνεντοπίζονται. Προφανώς τα μόρια αυτά δεν βρίσκονται σε άμεση επαφή μεταξύ τους και συμπλοκοποιούνται είτε μέσω της FAK, είτε μέσω τρίτων μορίων και όλα μαζί προσδένονται στην FAK. Τα φαγοκύτταρα των θηλαστικών, μακροφάγα και ουδετερόφιλα, καθώς και τα αιμοκύτταρα των εντόμων, παράγουν δραστικές μορφές οξυγόνου κατά την κυτταροφαγία, οι οποίες δρουν ως δεύτερα μηνύματα. Με κυτταρομετρία ροής διαπιστώθηκε ότι η E. coli επάγει τη σύνθεση Η2Ο2 από τα αιμοκύτταρα της μύγας της Μεσογείου. Ο ρυθμιστικός ρόλος του Η2Ο2 επιβεβαιώθηκε με τη χρήση αναστολέων των ενζύμων παραγωγής Ο2- και Η2Ο2, όπου παρατηρήθηκε αύξηση της κυτταροφαγίας. Με πειράματα ανοσοκατακρήμνισης, ανοσοαποτύπωσης και ανοσοφθορισμού φάνηκε ότι το ένζυμο σύνθεσης του Η2Ο2, η δεσμουτάση του υπεροξεικού ανιόντος (SOD), υπάρχει στο κυτταρόπλασμα και στην πλασματική μεμβράνη. Η αποσιώπηση της SOD με siRNA, αύξησε την κυτταροφαγία. Με ανοσοαποτύπωση διαπιστώθηκε ότι η αναστολή της παραγωγής του Η2Ο2 αύξησε τη φωσφορυλίωση της ERK1/2. Τέλος, με συνεστιακή μικροσκοπία φάνηκε ότι η SOD δεν συνεντοπίζεται με τη β υπομονάδα των ιντεγκρινών. Φαίνεται λοιπόν το Η2Ο2 να εμποδίζει την κυτταροφαγία μέσω ελέγχου της φωσφορυλίωσης της ERK1/2. / Phagocytosis is an important innate immune response against pathogen, with similar mechanisms in insects and mammals and is regulated by many different signalling molecules. In medfly Ceratitis capitata, focal adhesion kinase (FAK), Src, MAP kinases and Elk-1 transcription factor regulate this process. Co-immunoprecipitation and confocal microscopy analysis showed that pTyr925FAK associates and co-localizes with pElk-1, during phagocytosis of E. coli and S. aureus, by medfly haemocytes. Moreover, the physical association between JNK and p38 MAP kinases with FAK, was confirmed by immunoprecipitation, but confocal analysis revealed no co-localisation. Similar experiments for JNK and p38 with ERK1/2, revealed an association between JNK, p38 and ERK1/2 and no co-localisation. Apparently, these molecules do not interact directly but they appear to associate with each other indirectly, via FAK molecule or a third molecule and thus all together associate with FAK. Hydrogen peroxide (Η2Ο2) participates as a second messenger in cell signalling in either macrophages and polymorphonuclear cells or insect haemocytes. In this work, the role of Η2Ο2 was investigated, in E. coli phagocytosis by the medfly haemocytes. Block of H2O2 synthesis by specific enzymic inhibitors, namely N-ethylmaleimide (ΝΕΜ) for NADPH oxidase and diethyldithiocarbamate (DDC) for SOD, resulted in the increase of E. coli phagocytosis. Immunoblot analysis, flow cytometry and confocal microscopy, revealed the constitutive expression of SOD, in the medfly haemocytes. Phagocytosis increased by small interfering RNA (siRNA) for SOD, revealing the active involvement of SOD and Η2Ο2. Immunoblot analysis showed an increase of the ERK1/2 phosphorylation, in the presence of the above H2O2 synthesis enzymic inhibitors. In addition, confocal microscopy showed no co-localization of SOD with β integrin subunit. It appears that SOD participates in the regulation of bacterial phagocytosis, due to involvement of the produced Η2Ο2 in the differential phosphorylation of MAP kinases.

Ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος είναι μία θεμελιώδης διαδικασία τόσο για την ανάπτυξη όσο και για την άμυνα και διατήρηση της δομής και της οργάνωσης όλων των πολυκύτταρων οργανισμών. Τα αιμοκύτταρα της μύγας της Μεσογείου υφίστανται απόπτωση με φυσιολογικούς μηχανισμούς κατά την μεταμόρφωση του εντόμου από το 3ο προνυμφικό στάδιο μέχρι και την νυμφοποίηση. Η απόπτωση των αιμοκυττάρων είναι δυνατό επίσης να επάγεται από εξωγενή χημικά ή φυσικά ερεθίσματα (κυκλοεξαμίδιο, ανισομυκίνη, λιποπολυσακχαρίτη, σταυροσπορίνη, θερμοκρασιακό σοκ). Η έκφραση και φωσφορυλίωση των κινασών FAK, Src, ERK, PI-3K και Akt εξαρτάται από τo στάδιο ανάπτυξης, ενώ το μέγιστο της έκφρασης και φωσφορυλίωσής τους παρατηρείται στο στάδιο της λευκής νύμφης, όπου σημειώνεται και το μέγιστο της απόπτωσης. Η απόπτωση φαίνεται να επηρεάζεται από τα σηματοδοτικά μονοπάτια των Ras/ERK, FAK/Src και PI-3K/Akt. Ενώ ακόμα, πειράματα αποσιώπησης του RNA της κινάσης των εστιών προσκόλλησης (FAK) έδειξαν ότι στη διαδικασία της αναπτυξιακά ρυθμιζόμενης απόπτωσης σημαντική είναι η συμμετοχή της FAK καθώς και των στόχων που έπονται αυτής (downstream), τα σηματοδοτικά μόρια Src, ERK, PI-3K p85a, και Akt. Η κυτταροφαγία είναι μία βασική ενδογενής ανοσολογική απόκριση των οργανισμών έναντι των παρασίτων και άλλων παθογόνων. Τα αιμοκύτταρα των εντόμων αναγνωρίζουν μία πληθώρα «ξένων» για τον οργανισμό βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων και αποκρίνονται ενεργοποιώντας διάφορες σηματοδοτικές οδούς μέσω των επιφανειακών υποδοχέων τους με τελικό αποτέλεσμα την κυτταροφαγία. Πειράματα αποσιώπησης της έκφρασης της β υπομονάδας των ιντεγκρινών έδειξαν ότι στα αιμοκύτταρα της μύγας της Μεσογείου η κυτταροφαγία των βακτηρίων E. coli πραγματοποιείται μέσω των ιντεγκρινών, ενώ στη συνέχεια ενεργοποιείται το σηματοδοτικό μονοπάτι FAK/MAP. Επίσης προσδιορίστηκε ότι η FAK ρυθμίζει την κυτταροφαγία των βακτηρίων E. coli μέσω των MAP κινασών και της Src. Τα σηματοδοτικά μόρια των FAK, Src και ERK βρέθηκαν να συμμετέχουν σε κοινό πρωτεϊνικό σύμπλοκο. Τελικός αποδέκτης των παραπάνω μηχανισμών σηματοδότησης που διέπουν τις ενδογενείς ανοσοαποκρίσεις των αιμοκυττάρων φαίνεται να είναι ο μεταγραφικός παράγοντας Elk-1-like, ο οποίος φωσφορυλιώνεται κατά την κυτταροφαγία των βακτηρίων E. coli καθώς και των σφαιριδίων λάτεξ. Η φωσφορυλίωση του Elk-1-like πραγματοποιείται μέσω των FAK, Src και ΜΑΡ κινασών. Πειράματα οσμωτικής ένθεσης αντισωμάτων έναντι του Elk-1 έδειξαν ότι η έκφραση της Elk-1-like πρωτεΐνης στα αιμοκύτταρα ρυθμίζει την κυτταροφαγία των βακτηρίων της E. coli. Μετά την πιστοποίηση της λειτουργικής σχέσης μεταξύ της FAK και της Elk-1-like πρωτεΐνης κατά την κυτταροφαγία, βρέθηκε ότι ο Elk-1- like μεταγραφικός παράγοντας εντοπίζεται στους ίδιους υπo-κυτταρικούς χώρους με την FAK και ότι τα δύο παραπάνω μόρια συμμετέχουν σε κοινό πρωτεϊνικό σύμπλοκο. Ακολούθησε η διερεύνηση της σχέσης των δύο παραπάνω μηνυματοφόρων μορίων, FAK και Elk-1 στα HK-2 κύτταρα του ανθρώπου. Διαπιστώθηκε ότι τα δύο μηνυματοφόρα μόρια FAK και Elk-1 συνεντοπίζονται, σχηματίζοντας πρωτεϊνικό σύμπλοκο κοντά στην περιφέρεια του πυρήνα των HK-2 κυττάρων, παρουσία υψηλής συγκέντρωσης γλυκόζης (25mM). Αναστέλλοντας την έκφραση του Elk-1 στα HK-2 κύτταρα με την τεχνική αποσιώπησης γονιδίων σημειώθηκε αύξηση της απόπτωσης καθώς επίσης και σημαντική μείωση της έκφρασης των FAK και MAP κινασών. Τα παραπάνω ευρήματα συνηγορούν στο συμπέρασμα ότι ο Elk-1 ρυθμίζει την απόπτωση όπως επίσης φαίνεται να ρυθμίζει και την έκφραση των σηματοδοτικών μορίων των FAK/Src και ΜΑΡΚ μονοπατιών στα HK-2 κύτταρα. / Programmed cell death (apoptosis) is an evolutionary conserved process, crucial for the development and maintenance of multicellular organisms. Medfly hemocytes undergo apoptosis during larval-pupal transformation. Hemocytes also undergo apoptosis in response to external chemical or physical stimuli (cycloheximide, anisomycin, lipopolysaccharide, staurosporine and heat shock). Expression and phosphorylation of FAK, Src, ERK, PI-3K and Akt appear to be dependent upon developmental stages. The maximum expression and phosphorylation of the above signalling molecules appeared in hemocytes of the white pupal stage, which is also the peak of apoptosis levels. FAK/Src, Ras/ERK and PI-3K/Akt signalling pathways are involved in the regulation of apoptosis. Furthermore, FAK silencing experiments show that FAK, as well as, its downstream targets (Src, ERK, PI-3K, Akt) are involved in the developmentally regulated apoptosis. Phagocytosis is an important innate immune response against pathogens and parasites. Insect hemocytes, responsible for cellular defense responses, recognize a variety of foreign biotic and abiotic targets and respond by activating several intracellular signalling pathways via hemocyte surface receptors, leading to phagocytosis. Integrin beta-subunit silencing experiments demonstrated that the uptake of bacteria by insect hemocytes is regulated by integrins and results to the activation of FAK/MAPKs signalling pathways. Focal adhesion kinase and its downstream targets (MAPKs and Src) are also implicated in the process of phagocytosis. In addition, experimental results strongly support a physical association between FAK, Src and ERK. The above signalling cellular innate immune responses result to the phosphorylation of Elk-1-like transcription factor in E. coli/latex beads-challenged hemocytes. Elk-1-like protein is a downstream target for FAK/Src and MAPKs pathways, which is phosphorylated via activation of MAPKs. Osmotic loading experiments using Elk-1 antibodies demonstrated the dependence of phagocytosis from Elk-1-like protein. In light of the functional association of FAK with Elk-1-like protein, confocal microscopy analysis shows that these two signalling molecules are localized in the same subcellular compartments, where co-localization also occurs. In light of the functional and physical association of FAK with Elk-1-like protein in medfly hemocytes, we explored whether an analogous functional and physical association between these two essential molecules also exists in mammalian cell systems, in particular, in HK-2 human cells. Indeed, FAK and Elk-1 are co-localized in the periphery of the nuclear membrane in glucose activated cells. Elk-1 silencing in HK-2 cells increased apoptosis, whereas the levels of FAK and MAPKs were significantly decreased. The above results suggest that Elk-1 appears to affect apoptosis via regulating the expression of FAK and MAPKs.