Investigation of microglial- versus macrophage-derived membrane-anchored tumor necrosis factor in spinal cord injury

Minna Christiansen Lund

Publikation: AfhandlingPh.d.-afhandling

65 Downloads (Pure)

Abstrakt

Rygmarvsskade er en invaliderende tilstand som kan forårsage tab af både følesans og motorisk kontrol, hvilket kan have enorme konsekvenser for den tilskadekomne og vedkommendes omsorgspersoner. Patologien efter en rygmarvsskade inddeles overordnet i to faser, den primære og den sekundære skade. Den uundgåelig primære skade resulterer i den sekundære skade som består af en kaskade af skadelige events, der øger skadens omfang. Begrænsning af den sekundære skade er derfor målet for terapeutiske strategier efter en rygmarvsskade. En vigtig patofysiologisk event af den sekundære skade er det inflammatoriske respons. Det inflammatoriske respons er involveret i forværrelsen af skaden, men er også essentiel for bedring og reparation af rygmarven efter en rygmarvsskade. Kompleksiteten af det inflammatoriske respons menes at være afhængig af frigivelsen af inflammatoriske cytokiner og aktiveringstilstanden af immunceller. Et af disse inflammatoriske cytokiner frigivet efter en rygmarvskade er tumor nekrosis faktor (TNF). TNF findes i to forskellige aktive former, den membranbundne form (tmTNF) og den opløselige form (solTNF),
som interagerer med to forskellige TNF-receptorer (TNFR1 og TNFR2). Begge former for TNF kan binde til både TNFR1 og TNFR2, men solTNF aktiverer bedst TNFR1 hvor tmTNF bedst aktiverer TNFR2. TNF har en væsentlig effekt på det inflammatoriske respons og omfanget efter en rygmarvsskade, men dens rolle er heterogen, hvorfor det udfordrer udviklingen af en mere effektiv behandling med anti-TNF-medikamenter efter rygmarvsskade.


Det overordnede formål med denne afhandling var således at øge forståelsen af TNF’s rolle efter en rygmarvsskade, og at identificere den tidsmæssige og cellulære frigivelse af TNF efter en rygmarvsskade, sammen med ekspressionen af dens to receptorer. Vi ønskede at afdække rollen af TNF frigivet fra henholdsvis mikroglia og leukocytter efter en rygmarvsskade, samt funktionen af tmTNF og solTNF efter en rygmarvsskade. Den nuværende viden om TNF efter rygmarvsskade blev gennemgået, og frigivelsen af TNF, samt dens funktion blev undersøgt i en moderat kontusionsrygmarvsskade model i C57BL/6J mus og transgene musestammer, og med farmaceutisk behandlingsstrategi.


I Manuskript I gav vi et overblik over den nuværende viden om frigivelsen af TNF og den potentielle effekt af TNF-manipulation efter en rygmarvsskade.


I Manuskript II fandt vi en øget frigivelse af TNF i både den akutte og den mere forsinket fase af det inflammatoriske respons efter en rygmarvsskade, samt en stigning af TNFR1 og TNFR2 ekspression. TNF blev vist at lokalisere med CD11b+ immunceller i den forsinket fase, og TNFR1 blev fundet på degenerative MAP2+ neuroner, samt CD68+ mikroglia/makrofager, og TNFR2 blevet fundet på GFAP+ astrocytter samt CD68+ mikroglia/makrofager. TNF og TNFR’er viste sig endvidere at være
lokaliseret med lignende celletyper i postmortem rygmarvsvæv fra rygmarvsskadede patienter. Et robust inflammatorisk respons blev fundet med aktiverede mikroglia og infiltrerende leukocytter.


I Manuskript III, viste vi at manglende TNF-frigivelse fra leukocytter mindsker skadesvolumen og fremmer den funktionelle genopretning efter en rygmarvsskade i mus, og dette så ud til at være medieret af en reduceret apoptose programmeret celle død). Manglende TNF-frigivelse fra mikroglia viste sig ikke at ændre den funktionelle genopretning efter en rygmarvsskade i mus.


Endelig, fandt vi i Manuskript IV, at øjeblikkelig central hæmning af solTNF med XPro1595 havde en positiv terapeutisk virkning efter en rygmarvsskade med forbedret funktionel genoprettelse. Dette viste sig at være medieret af et øget regenerativt miljø og ved at ændre mikroglia’s fagocytotiske egenskaber.


Samlet viser vores studier, at TNF spiller en væsentlig rolle i den akutte og forsinkede fase i det inflammatoriske respons efter en rygmarvsskade, og at den skadelig funktion af TNF er medieret af
de perifere leukocytter og solTNF. Dette kunne indikere, at selektiv hæmning af solTNF kan være et fremtidigt neurobeskyttende middel til behandling af rygmarvsskader.
OriginalsprogEngelsk
Bevilgende institution
  • Syddansk Universitet
Vejledere/rådgivere
  • Lambertsen, Kate Lykke, Vejleder
  • Brambilla, Roberta, Bivejleder
  • Nielsen, Helle Hvilsted, Bivejleder
Dato for forsvar31. mar. 2022
Udgiver
DOI
StatusUdgivet - 5. jan. 2022

Fingeraftryk

Dyk ned i forskningsemnerne om 'Investigation of microglial- versus macrophage-derived membrane-anchored tumor necrosis factor in spinal cord injury'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater