Rhinovirus (RV) infection is responsible for most asthma exacerbations. Defective RV induced interferon (IFN)-β and IFN-λs has been observed in asthmatic bronchial epithelial cells (BECs). Suppressors of cytokine signalling (SOCS) are negative regulators of cytokine signalling including IFNs. This study investigated the role of SOCS in the regulation of RV infection in vitro and in vivo using human BECs (HBECs) and mouse models of RV infection to determine whether SOCS were responsible for impaired IFN ex vivo. This was accomplished by measuring SOCS and IFN-β/λ mRNA and protein expression and IFN promoter activation. RV induced SOCS1 and SOCS3 mRNA and protein in HBECs and in lung from C57/Bl6 mice and SOCS1 mRNA in mouse BAL macrophages ex vivo. SOCS1 and SOCS3 acted as negative regulators of RV induced IFN-β and IFN-λ1 promoter activation in HBECs. SOCS1 protein was increased in bronchial biopsies from mild asthmatics compared to non-asthmatics. SOCS1 mRNA expression was increased in HBECs from severe asthmatic children compared to non-asthmatics. Increased SOCS1 mRNA levels negatively correlated with RV1B induced IFN-λ mRNA and positively correlated with RV16 release. RV1B induced IFN-β mRNA was increased in BAL macrophages from SOCS1-/- IFN-γ-/- mice compared to IFN-γ-/- mice. Upon induction of SOCS1 by IL-13 in IFN-γ-/- mice and subsequent RV1B infection, reduced IFN-α and IFN-λ protein in BAL was observed compared to SOCS1-/- IFN-γ-/- mice. This is the first report investigating SOCS1 and SOCS3 in relation to RV induced IFN responses. RV induced SOCS1 and SOCS3 in vitro, ex vivo and in vivo. SOCS3 negatively regulated RV induced IFN responses in vitro. SOCS1 negatively regulated RV induced IFN responses in vitro, ex vivo and in vivo. This is the first report finding an association between increased expression of a gene, SOCS1, with impaired IFN production and increased RV release in asthma.

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.