Aspergillus fumigatus is an important environmental mould responsible for eliciting the life-threatening condition of invasive aspergillosis (IA) in immunocompromised patients. The immunologic mechanisms of host resistance to IA are not completely understood. Pulmonary epithelial cells have a role in innate host defence by detecting pathogens and in response, synthesizing cytokines and chemokines. We further investigated the role of cytokine production by pulmonary epithelial cells (A549) in response to A. fumigatus infection. First, SABiosciences® PCR array analysis was performed to study the transcriptional regulation of cytokines from a panel of 84 proinflammatory cytokines, which may be essential in mounting a host-mediated response to A. fumigatus. This analysis identified CCL20 and IL-8 as being significantly upregulated in A. fumigatus infection. The chemokine, CCL20, has an important role in the recruitment of dendritic cells while IL-8 is a neutrophil chemotactic factor. In our ELISA studies, IL-8 was the only cytokine observed to have significant protein production in infected alveolar epithelial cells. When SABiosciences® PCR array analysis was performed on infected small airway epithelial cells (SAEC), the cytokine environment of SAEC differed from the one of A549 cells. Next, we studied the conditions required for A. fumigatus to induce cytokine transcription in host cells. Our results show that A. fumigatus must be alive, mature, have direct contact, and be endocytosed by the host cells in order to induce cytokine transcription. The cytokine transcription induced by direct contact between the host cell and the fungal organism is attributed to the activity of proteases on the hyphal wall of A. fumigatus. The cytokines identified in this study may be potentially beneficial as the use of cytokines is considered as a new immunotherapy approach to IA. / Aspergillus fumigatus est une moisissure environnementale causant l'aspergillose invasive (AI), une maladie potentiellement fatale chez les patients présentant un déficit immunitaire. Les mécanismes immunologiques de la résistance de l'hôte à l'AI sont peu connus. Les cellules épithéliales pulmonaires participent normalement à la défense innée de l'hôte en produisant des cytokines en réponse aux pathogènes détectés. L'objectif principal de ce projet était donc d'étudier plus en détails la production de cytokines par des cellules épithéliales alvéolaires (A549) en réponse à l'infection par A. fumigatus. La régulation transcriptionnelle de 84 cytokines inflammatoires a été analysée grâce à la « SABiosciences® PCR array » et la transcription significative des gènes codant pour les cytokines CCL20 et IL-8 a été observée chez les cellules A549 infectées par A. fumigatus. CCL20 joue un rôle important dans le recrutement des cellules dendritiques, tandis que l'IL-8 attire les neutrophiles. Des études ELISA ont détecté la production significative de protéines IL-8 chez les A549 infectées par A. fumigatus. Par contre, des cellules épithéliales de voies respiratoires infectées par A. fumigatus ont démontré un schéma transcriptionnel différent en comparaison aux cellules épithéliales pulmonaires A549. L'étude des conditions nécessaires à la stimulation de la transcription de cytokines par les cellules A549 a démontré que la moisissure doit être vivante, mature, en contact direct avec les cellules de l'hôte et endocytée par ces cellules pour provoquer la transcription de cytokines. L'activité des protéases de la paroi cellulaire d'A. fumigatus est responsable de cette transcription. Les cytokines identifiées par notre étude pourraient potentiellement être bénéfiques puisque l'utilisation de cytokines est considérée comme une nouvelle approche immunothérapeutique contre l'AI.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.92364 |
| Date | January 2010 |
| Creators | MacDonald, Katherine |
| Contributors | Donald Sheppard (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Microbiology & Immunology) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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