Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η μελέτη των σηματοδοτικών μονοπατιών που εμπλέκονται στην επαγόμενη από IL-1β παραγωγή της MMP-1, μιας από τις κυριότερες μεταλλοπρωτεϊνάσες του εξωκυτταρικού χώρου, από ινοβλάστες ανθρώπου και η διερεύνηση του μηχανισμού της κατασταλτικής επίδρασης του TGF-β1 στην επαγόμενη από IL-1β παραγωγή της μεταλλοπρωτεϊνάσης αυτής. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε ινοβλάστες αρθρικού υμένα ασθενών με οστεοαρθρίτιδα ή ρευματοειδή αρθρίτιδα, ρινικού πολύποδα και πνεύμονα. Βρέθηκε ότι η επαγωγική δράση της IL-1 πραγματοποιείται μέσω του μονοπατιού της PKC, ενώ σημαντικό ρόλο φαίνεται να παίζουν η ενεργοποίηση του NF-kB, αλλά και των μεταγραφικών παραγόντων της οικογένειας AP-1, μέσω των MAP κινασών. Το μονοπάτι, επίσης των κινασών τυροσίνης φαίνεται να συμμετέχει. Τα μονοπάτια αυτά φαίνεται ότι είναι κοινά στις ινοβλάστες, ανεξάρτητα από την προέλευση. Η δράση αυτή της IL-1β βρέθηκε ότι καταστέλλεται από το μονοπάτι cAMP/PKA στις ινοβλάστες αρθρικού υμένα και ρινικού πολύποδα όχι όμως και πνεύμονα. Ο TGF-β1 βρέθηκε ότι στις ινοβλάστες αρθρικού υμένα και ρινιού πολύποδα είχε κατασταλτική επίδραση στην επαγόμενη από IL-1β παραγωγή της MMP-1 ενώ σε αυτές από πνεύμονα είχε συνεργειακή. Η κατασταλτική δράση του TGF-β1 βρέθηκε ότι πραγματοποιείται μέσω ενεργοποίησης της PKA, κατά τρόπο ανεξάρτητο της παραγωγής cAMP. / The aim of present work was the study of signal tranduction pathways, which are implicated in IL-1β-induced production of MMP-1, one from the predominant metalloproteinases of extacellular matrix, from human fibroblasts, and the investigation of mechanism of suppressive effect of TGF-β1 on IL-1β-induced production of this metalloproteinases. The study was performed in fibroblasts with osteoarthrits or rheumatoid arthritis, nasal polyps and lung. It was found that the IL-1β-induced production of MMP-1 from fibroblasts, independently of their origin, is carried out via PKC pathway, while the activation of transcription factors NF-kB and AP-1, via MAP kinases, seems to play significant role. The tyrosine kinases pathway may also contributes. The IL-1β effect is suppressed from the cAMP/PKA pathway and nasal polyps fibroblasts but not in lung fibroblasts. TGF-β1 is able to antagonize the IL-1β-induced production of MMP-1 from synovial and nasal polyps fibroblasts, while in lung fibroblasts it exhibits synergistic effect. This suppressive effect of TGF-β1 is carried out via PKA activation, independently of cAMP production.

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.