Ο ρινικός πολύποδας (ΡΠ) είναι μια χρόνια φλεγμονώδης νόσος του ρινικού βλεννογόνου, η οποία χαρακτηρίζεται από διήθηση φλεγμονωδών κυττάρων, όπως ηωσινόφιλα, λεμφοκύτταρα και πλασμοκύτταρα, τροποποιήσεις στη διαφοροποίηση του επιθηλίου και ανάπλαση ιστού, που περιλαμβάνει υπερπλασία της βασικής μεμβράνης, συσσώρευση εξωκυττάριου υλικού και οίδημα. Ο παράγοντας αναστολής της μετανάστευσης μακροφάγων (MIF) είναι μία μοναδική κυτταροκίνη με σημαντικό ρόλο στο σηπτικό σόκ και στις χρόνιες φλεγμονώδεις και αυτοάνοσες ασθένειες.Παράγεται από ενεργοποιημένα Τ-κύτταρα, μακροφάγα αλλά και από ποικιλία άλλων κυττάρων. Εκτός των άλλων, έχει βρεθεί ότι επάγει την έκφραση της IL-6 από διάφορα κύτταρα και ανταγωνίζεται την κατασταλτική επίδραση των γλυκοκορτικοειδών στην έκφρασή της. Απαντάται σε αυξημένα επίπεδα στο ρινικό πολύποδα. Ο αυξητικός παράγοντας μετασχηματισμού-β1 (TGF-β1) θεωρείται ένας αντιφλεγμονώδης παράγοντες, ο οποίος ανταγωνίζεται τη δράση της IL-1β και του TNF-α, στην έκφραση της ΜΜΡ-1 και ΜΜΡ-3. Διεγείρει επίσης την έκφραση του ΤΙΜΡ-1, του κολλαγόνου τύπου Ι και της IL-6 και λόγω των δράσεών του αυτών εμπλέκεται ισχυρά στις διαδικασίες ίνωσης. Απαντάται σε σημαντικά επίπεδα στο ρινικό πολύποδα. Η IL-6 είναι μία Th2 πολυλειτουργική κυτταροκίνη η οποία εμπλέκεται σε ποικίλες φλεγμονώδεις καταστάσεις. Διεγείρει την ανάπτυξη των ινοβλαστών, αυξάνει τη σύνθεση και εναπόθεση του κολλαγόνου και μειώνει την αποικοδόμησή του. Απαντάται σε αυξημένα επίπεδα στο ρινικό πολύποδα και θεωρείται σημαντικός παθαγενετικός παράγοντας μέσω της επαγωγής του σχηματισμού των πλασμοκυττάρων και της σύνθεσης συστατικών του στρώματος, και της προαγωγής της σύνθεσης και εναπόθεσης κολλαγόνου και της ανάπλασης ιστού. Σκοπός της παρούσης εργασίας είναι η μελέτη της συμβολής του MIF και του TGF-β1 στη παραγωγή της IL-6 από ινοβλάστες ρινικού πολύποδα, των σηματοδοτικών μονοπατιών που εμπλέκονται, και η διερεύνηση της πιθανής συνεργειακής δράσης τους στην έκφραση της κυτταροκίνης. Τόσο ο TGF-β1 (0,01-1 ng/ml) όσο και ο MIF (1-100 ng/ml) προκάλεσαν διέγερση της έκφραση της IL-6 σε ινοβλάστες ρινικού πολύποδα κατά δοσοεξαρτώμενο τρόπο, η οποία κατεστάλλει σημαντικά από αναστολέις των ΜΑΡ κινασών και της ΡΙ-3 κινάσης. Ο TGF-β1 (1 ng/ml) προκάλεσε επίσης χρονοεξαρτώμενη αύξηση στα επίπεδα της IL-6 γιά χρόνο επώασης μέχρι 2 ώρες, τα οποιά έμεινα σταθερά στη συνέχεια μέχρι τις 72 ώρες επώασης, επαγωγή της παραγωγής ενδοκυτταρικών ενεργών ειδών οξυγόνου (ROS) με μέγιστο σε δύο χρόνους επώασης 20 και 180 λεπτά, και ενεργοποίηση των ERK κινασών από 15-60 λεπτά επώασης, με μέγιστη ενεργοποίηση στα 30 λεπτά, και στη συνέχεια πτώση στα επίπεδα του μάρτυρα. Ενώ ο MIF σε συγκέντρωση 1-100 ng/ml προκάλεσε μικρή μείωση στην έκφραση της φωσφατάσης-1 των ΜΑΡΚ (ΜΚΡ-1), ο TGF-β1 αντίθετα, σε συγκέντρωση 1 ng/ml προκάλεσε αύξηση στην έκφραση της ΜΚΡ-1 σε δύο χρόνους επώασης 0,5 και 24 ώρες. Μετά από επώαση των ινοβλαστών ρινικού πολύποδα παρουσία TGF-β1 (1 ng/ml) και MIF (100 ng/ml) μαζί, δεν παρατηρήθηκε συνεργειακή επίδραση στην έκφραση της IL-6. Ενώ τόσο ο TGF-β1 όσο και ο MIF προκάλεσαν διέγερση στην έκφραση της IL-6 από ινοβλάστες πνεύμονα, δεν παρατηρήθηκε και πάλι συνεργειακή επίδρασή τους στην έκφραση της κυτταροκίνης αυτής. Συμπερασματικά, φαίνεται ότι ο MIF, ενώ ανταγωνίζεται την κατασταλτική επίδραση των γλυκοκορτικοειδών στην έκφραση της IL-6 μέσω της ρύθμισης των επιπέδων της ΜΚΡ-1, δεν έχει την ίδια επίδραση στην έκφραση της IL-6 από τον TGF-β1, μέσω ρύθμισης της έκφρασης της φωσφατάσης αυτής. Από την άλλη μεριά η επαγωγή της έκφρασης της ΜΚΡ-1 από τον TGF-β1 φαίνεται να μην επηρεάζει την παραγωγή της IL-6 για μικρούς χρόνους επώασης, μέχρι 2 ώρες, πιθανόν λόγω της ανασταλτικής επίδρασης των ROS, που επάγονται από τον TGF-β1, στη δράση της ΜΚΡ-1, ενώ την επηρεάζει για μεγάλους χρόνους επώασης , εξ ού και τα σταθερά επίπεδα της IL-6 μέχρι και 72 ώρες επώασης. / Nasal polyp (NP) is a chronic inflammatory condition of nasal mucosa, characterized by infiltration of inflammatory cells such as eosinophils, lymphocytes and plasma cells, alterations in epithelial differentiation and tissue reconstruction, involving hyperplasia of basal membrane, accumulation of extracellular material and edema. Macrophage migration inhibitory factor (MIF) is a unique cytokine, the role of which in chronic inflammatory and autoimmune diseases and septic shock pathogenesis is very important. MIF is produced by activated T-lymphocytes, macrophages and a plethora of other cells. MIF appears to antagonize the suppressive effect of glucocorticoids as well as induce the expression of IL-6 in multiple cells. High levels of MIF are detected in nasal polyps. Transforming growth factor- β1 (TGF-β1) is an anti-inflammatory factor antagonizing the positive effect of IL-1β and TNF-α on the expression of MMP-1 and MMP-3, TGF-β1 also stimulates the expression of TIMP-1, collagen type I and IL-6; because of these effects, TGF-β1 is involved in the process of fibrosis. TGF-β1 levels in nasal polyps are significantly elevated. IL-6 is a cytokine participating in Th2 response and consequently is involved in a subset of inflammatory reactions. IL-6 stimulates the growth of fibroblasts, increases the production and deposition of collagen and it decreases its degradation. IL-6 is found in nasal polyps at elevated levels and it is thought to be an important pathogenic factor acting mainly in tissue reconstruction, stimulation of plasma cell differentiation, production of stromal material, promotion of collagen synthesis and deposition. The purpose of this paper is to study the effect of MIF and TGF-β1 in IL-6 production by fibroblasts isolated from nasal polyps, dissect the signaling pathways involved, and investigate their synergistic effect on the production of IL-6. Both TGF-β1 (0, 01-1 ng/ml) and MIF (1-100 ng/ml) induced IL-6 expression in nasal polyp fibroblasts in a dose-dependent manner. This effect was significantly suppressed by inhibitors of MAP and PI-3 kinase pathways. TGF-β1 (1 ng/ml) also induced IL-6 expression within 2 hours of administration. Elevated IL-6 levels remained unchanged for 72h further. TGF-β1 also promoted the production of intracellular reactive oxygen species (ROS), which peaked in 20 and 180 minutes and the activation of ERK kinase, peaked in 30 minutes. While MIF, at a concentration of 1-100 ng/ml, caused a slight decrease in the expression of phospatase-1 of MAPK (MKP-1), TGF-β1, at a concentration of 1 ng/ml, increased the expression of MKP-1. No synergistic effect on IL-6 expression was detected after incubating nasal polyp and lung fibroblasts together with TGF-β1 (1 ng/ml) and MIF (100 ng/ml). In conclusion, while MIF antagonizes the suppressive effect of glucocorticoids on the expression of IL-6 by regulating the levels of MKP-1, it fails to antagonize the TGF-β1 inducing effect on IL-6 via MKP-1. The induction of MKP-1expression by TGF-β1 is not affecting the production of IL-6 after short incubation periods; this effect can be explained by the inhibitory effect of TGF-β1 induced ROS on MKP-1. After prolong incubation with TGF-β1 (up to 72 hours), IL-6 levels remain elevated.

Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η έκφραση του παράγοντα αναστολής της μετανάστευσης των μακροφάγων (MIF) στον ιστό από ρινικό πολύποδα αλλά και στον φυσιολογικό ρινικό βλεννογόνο, καθώς και η ικανότητα αυτού να εξουδετερώνει την ανασταλτική δράση των γλυκοκορτικοειδών (ΓΚ) στην επαγόμενη από διάφορους αυξητικούς παράγοντες παραγωγή διαμεσολαβητών, όπως η IL-6 η MMP-1, η MMP-3 το κολλαγόνο τύπου-Ι και ο TIMP-1, που εμπλέκονται στη παθογένεια του ρινικού πολύποδα (ΡΠ). Ο MIF ανιχνεύθηκε στο μέσο καλλιέργειας όλων των ιστών και σε όλα τα εκχυλίσματα. Η έκφρασή του ήταν αυξημένη στον ρινικό πολύποδα σε σχέση με τον φυσιολογικό ρινικό βλεννογόνο. O TGF-β1 προκάλεσε δοσο- και χρονο-εξαρτώμενη αύξηση των επιπέδων της IL-6 του TIMP-1 και του κολλαγόνου τύπου-Ι, και παράλληλα ο TNF-α προκάλεσε δοσο- αλλά και χρονο-εξαρτώμενη διέγερση στην παραγωγή της IL-6 του TIMP-1 και των μεταλλοπρωτεασών MMP-1 και MMP-3. Η δεξαμεθαζόνη προκάλεσε στατιστικά σημαντική και δοσοεξαρτώμενη μείωση της επαγόμενης από τον TGF-β1 και TNF-α, παραγωγής της IL-6 του TIMP-1 του κολλαγόνου τύπου-Ι και των μεταλλοπρωτεασών MMP-1 και MMP-3. Διερευνώντας τον μηχανισμό μέσω του οποίου η δεξαμεθαζόνη ασκεί την κατασταλτική της δράση στην επαγόμενη τόσο από τον TGF-β1 όσο και από τον TNF-α, παραγωγή της IL-6, φάνηκε πως αυτή εκδηλώνεται κυρίως μέσω της επαγωγής αλλά και της προστασίας της ΜΚΡ-1 και κατά συνέπεια της καταστολής του μονοπατιού των ΜΑΡΚ και της ενεργοποίησης του ΑΡ-1, και λιγότερο μέσω της καταστολής της ενεργοποίησης του NF-κB. Ο ISO-1, ένας αναστολέας της δράσης του MIF, ενίσχυσε σημαντικά την κατασταλτική επίδραση της δεξαμεθαζόνης στα επίπεδα της IL-6 και του TIMP-1 στο μέσο καλλιέργειας ιστού από ΡΠ, ενώ αντίθετα προκάλεσε αναστροφή της κατασταλτικής δράσης της δεξαμεθαζόνης, η οποία ήταν στατιστικά σημαντική για την ΜΜΡ-1 όχι όμως και για την ΜΜΡ-3. Η ενίσχυση της κατασταλτικής δράσης της δεξαμεθαζόνης παρουσία του ISO-1, που κυμάνθηκε από 15.0% έως 20.5% θα πρέπει μάλλον να οφείλεται στην αναστολή του ενδογενούς MIF από τον ISO-1. Συμπερασματικά, η παρουσία του MIF στον ιστό του ρινικού πολύποδα, φαίνεται να εξασθενίζει το κατασταλτικό αποτέλεσμα της δεξαμεθαζόνης στην παραγωγή IL-6 και TIMP-1 από αυτόν τον ιστό, ενώ η ταυτόχρονη χρήση του αναστολέα του MIF, ISO-1 οδηγεί σε μια περαιτέρω ενίσχυση της κατασταλτικής δράσης της δεξαμεθαζόνης. Έτσι, είναι λογικό κατ΄αρχήν, να προταθεί πως η δημιουργία ενός φαρμακευτικού σχήματος που περιέχει κορτιζόλη και ένα αναστολέα του MIF, θα μπορούσε να είναι πιο αποτελεσματικό στην θεραπεία της ΡΠ. Απαιτούνται περαιτέρω πειράματα με συνδυασμό ΓΚ και αναστολέων του MIF για να μελετηθεί η επίδρασή τους στη παραγωγή και άλλων παραγόντων που εμπλέκονται στη παθογένεια της ΡΠ προκειμένου να εξαχθούν ασφαλέστερα συμπεράσματα. / In the present study we investigated the expression of macrophage migration inhibitory factor (MIF) in nasal polyp tissues and also in normal nasal mucosa. The ability of MIF to neutralize the inhibitory effect of glucocorticoids on various growth factors induced expression of IL-6, TIMP-1, collagen type-I and matrix metalloproteinases MMP-1 and MMP-3, involved in the pathogenesis of nasal polyps, was studied. MIF was detected in all polyp tissue extracts and tissue culture conditioned media and its expression was increased in nasal polyps compared with normal nasal mucosa. TGF-b1 caused a dose-and time-dependent increase in levels of IL-6 of TIMP-1 and collagen type-I, while the TNF-a induced a dose-and time-dependent stimulation in the production of IL-6 of TIMP-1 and metalloproteinases MMP-1 and MMP-3. Dexamethasone caused a statistically significant and dose-dependent reduction induced by TGF-b1 and TNF-a, production of IL-6 of TIMP-1 of collagen type-I and the metalloproteinases MMP-1 and MMP-3. Investigating the mechanism by which dexamethasone exercises the suppressive action on both induced by TGF-b1 and by TNF-a, production of IL-6, showed that this occurs mainly through the induction and protection of MKP-1 and hence the suppression of the MAPK pathway and activation of AP-1, and less through the suppression of the activation of NF-kB. The ISO-1, an inhibitor of the action of MIF, significantly enhanced the suppressive effect of dexamethasone on the levels of IL-6 and TIMP-1 in tissue culture medium from nasal polyps. In contrary, ISO-1 induced inversion of the suppresive action of dexamethasone, which was statistically significant for MMP-1 but not for MMP-3. Enhancing of the suppresive action of dexamethasone in the presence of ISO-1, which ranged from 15.0% to 20.5% would probably be due to inhibition of endogenous MIF by ISO-1. In conclusion, the presence of MIF in nasal polyp tissue, appears to attenuate the suppressor effect of dexamethasone on the production of IL-6 and TIMP-1by this tissue, while simultaneously using the inhibitor of MIF, ISO-1 leads to an enhancement of dexamethasone activity. Therefore, it is reasonable to propose that the creation of a pharmaceutical regimen containing cortisol and an inhibitor of MIF, might be more effective in the treatment of nasal polyposis. Of course, requires further experiments with a combination of glucocorticoids and MIF inhibitors to study their effect on production of other factors involved in the pathogenesis of nasal polyposis in order to draw safer conclusions.