Aktywacja wrodzonego układu odpornościowego jest wymagana do kierowania adaptacyjnymi reakcjami immunologicznymi podczas infekcji, choroby i szczepienia7. Komórki dendrytyczne są najsilniejszymi komórkami wrodzonego układu odpornościowego prezentującymi antygen; są wyspecjalizowane w wychwytywaniu antygenów, migracji do węzłów chłonnych i aktywacji naiwnych limfocytów T CD4 + i cytolitycznych CD8 + 8-10. Aby umożliwić szybkie wykrywanie patogenów, wrodzony układ odpornościowy wykorzystuje liczne receptory rozpoznawania wzorców kodowane przez linię zarodkową (PRR), które rozpoznają konserwatywne motywy pochodzące z patogenów lub pochodzące od gospodarza markery stresu i uszkodzenia komórek. Receptory tollopodobne (TLR) to receptory rozpoznawania wzorców związanych z błoną, które rozpoznają pewne zewnątrzkomórkowe wzorce molekularne związane z fagocytowanymi patogenami (PAMP) i wzorce molekularne związane z niebezpieczeństwem (DAMP). Z kolei receptory podobne do nod (NLR) są cytozolowe i reagują na różnorodny zakres PAMP i DAMP. Receptory przypominające Nod stanowią drugą linię obrony przed patogenami, które unikają powierzchni komórki i endocytarnych PRR. Interakcja czynników pochodzących od patogenu lub "niebezpieczeństwo" związane z ligandami TLR i NLR prowadzi do stanu dojrzewania DC, co skutkuje zwiększoną interakcją DC z innymi komórkami odpornościowymi i promowaniem aktywacji limfocytów T i komórek NK11.
Interleukina-1β jest kluczowym elementem obrony gospodarza przed infekcją. Po rozpoznaniu mikroorganizmu wydzielana jest wysoce prozapalna cytokina IL-1β, która działa jako atraktant chemioterapii i aktywator wrodzonych i adaptacyjnych komórek odpornościowych. In vivo (in vivo) IL-1β jest w dużej mierze odpowiedzialna za odpowiedź ostrej fazy, w tym gorączkę i syntezę cytokin zapalnych12.
Większość NLR-ów zawiera C-końcową domenę powtórzeniową bogatą w leucynę, która jest uważana za funkcjonalną w wykrywaniu ligandów, centralną domenę wiążącą nukleotydy (NACHT), która jest ważna dla oligomeryzacji NLRP3, oraz końcową domenę efektorową N (PYD w NLRP3), która pośredniczy w transdukcji sygnału do dalszych celów poprzez interakcje białek. Białko NLRP3 definiuje najintensywniej badany kompleks inflamasomowy. Białko to należy do rodziny NLR i ma zdolność tworzenia wielocząsteczkowego kompleksu białkowego składającego się z NLRP3, białka adaptorowego PYCARD (znanego również jako ASC) i ICE. Po aktywacji inflamasomu PYCARD wiąże się z domenami końcowymi NLRP3 N i rekrutuje ICE poprzez domeny aktywacji i rekrutacji kaspazy (CARD). Enzym konwertujący interleukinę-1 jest początkowo generowany jako zymogen zawierający motyw CARD na swoim N-końcu. Tworzenie inflamasomu powoduje zbliżenie dwóch cząsteczek ICE do siebie na tyle, aby wywołać ich autokatalityczną aktywację. Kompleks inflamasomów jest niezbędny do aktywacji ICE, umożliwiając mu w ten sposób przekształcenie cytoplazmatycznego pro-IL-1β w dojrzałą cytokinę.
Pomyślne wydzielanie IL-1β w DCs wymaga wykrycia dwóch różnych i niezależnych sygnałów niebezpieczeństwa. Po pierwsze, wykrywanie TLR PAMP, DAMP lub sygnalizacji cytokin (TNFα lub IL-1β) powoduje regulację w górę cytoplazmatycznego białka pro-IL-1β. Drugi, często inny, sygnał jest wymagany do tworzenia kompleksu inflamasomu przed dojrzewaniem ICE. Kilka sygnałów stymulujących inflamasomy obejmuje toksyny tworzące pory błony bakteryjnej (takie jak nigerycyna), kryształy zaburzające lizosomalne (takie jak kryształy moczanu sodu, MSU) i zewnątrzkomórkowe ATP. Wcześniejszy mechanizm prowadzący do aktywacji inflamasomu NLRP3 przez te różne aktywatory jest niejasny. Badania nad sygnalizacją przed powstawaniem inflamasomu sugerują, że zdarzenia wewnątrzkomórkowe, takie jak indukcja hipokaliemii lub reaktywne formy tlenu (ROS), pośrednio aktywują inflamasom13-28.
Wśród różnych aktywatorów wirusowych inflamasomu NLRP3 jest grypa, która dostarcza zarówno pierwotnego, jak i wtórnego sygnału wymaganego do wydzielania IL-1β 3,29-33 . Korzystając z mysich modeli nokautu NLRP3, stwierdzono, że wydzielanie IL-1β w DC jest zależne od NLRP332. Ponadto myszy z nokautem NLRP3 przyciągały mniej leukocytów do miejsca infekcji i doświadczały wyższej śmiertelności 2,5. Dwa ostatnie artykuły sugerują mechanizm aktywacji inflamasomu NLRP3 podczas infekcji wirusem grypy; po pierwsze, pobudzanie poprzez rozpoznawanie wirusowego RNA przez TLR7 lub TLR8 (w zależności od ekspresji TLR odpowiadającej komórki) lub poprzez wykrywanie bakterii komensalnych przez inne TLR w celu indukcji cytoplazmatycznej ekspresji pro-IL-1β, a następnie drugi sygnał, aktywacja tworzenia inflamasomu NLRP3 przez białko kanału jonowego wirusa M2 w sieci trans Golgiego33, Lokal mieszkalny 34. W ostatnim etapie wyzwalanie inflamasomu NLRP3 odbywa się poprzez zakłócenie wewnątrzkomórkowego środowiska jonowego prowadzące do produkcji ROS, która jest po prostu wyczuwana przez NLPR3 jako sygnał do utworzenia inflamasomu. Jednak dokładny mechanizm aktywacji inflamasomu przed aktywnością ICE podczas infekcji grypą nadal pozostaje niejasny.
Ta praca opisuje technikę cenną do badania inflamasomu NLRP3 w ludzkich moDCs, która może być wykorzystana jako podstawa do dalszych badań szlaku leżącego u podstaw wydzielania IL-1β na bazie DC w odpowiedzi na ligację TLR8 z R848, po której następuje aktywacja inflamasomu przez dobrze znany aktywator NLRP3, nigerycynę. Odmiany tej metody można stosować z innymi typami komórek, w tym między innymi: monocytami, makrofagami, innymi podzbiorami DC i komórkami nabłonkowymi.