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The effect of heat-inactivated lactobacillus rhamnosus and Lactobacillus delbrueckii on maturation, expression of miRNAs and signaling factors in dendritic cells
Ladan Giahi
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Ibrahim Elmadfa
DOI
10.25365/thesis.18585
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29797.58067.431755-3
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Einer der wichtigsten gesundheitlichen Wirkungen von Probiotika sind stammspezifische immunmodulatorische Effekte. Man geht davon aus, dass Probiotika die Art der Immunantwort durch das Ansprechen und Polarisieren von dendritischen Zellen regulieren. Daher untersuchten wir die Effekte von Hitze-inaktivierten Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) und Lactobacillus delbrueckii (del) auf die Reifung und das Profil der extrazellulären Zytokinproduktion von dendritischen Zellen, die aus Monozyten gewonnen wurden. Die Expression verschiedener Reifungsmarker und die Induktion extrazellulärer Zytokine wurden mit Durchflusszytometrie gemessen. Nach 24 Stunden Ko-Inkubation wurden ein Anstieg von CD86, CD80 und CD83, sowie ein Absinken von DCSIGN beobachtet. Zusätzlich induzierte LGG die Sekretion von hohen Levels IL-10, INF-γ und IL-1β, während L.del größeres Potenzial in der dosisabhängigen Induktion von TNF-α aufzeigte. Diese Resultate lassen vermuten, dass abgetotete Formen beider getesteten Stämme fähig sind, unterschiedliche immunregulatorische Effekte über die Induktion von phänotypischen Änderungen und die Zytokinproduktion von dendritischen Zellen hervorzurufen.
Desweiteren untersuchten wir die Effekte von autoklavierten LGG und del auf die Expression von TLR4 und Signaltransduktionsfaktoren wie z.B. P38MAPK und IκB, da die Immunantwort über toll-like Rezeptoren und die Aktivierung von Netzwerken der weiterführenden Signaltransduktion initiiert wird. Unsere Ergebnisse zeigten, dass auch autoklavierte, probiotische Stämme die TLRR4-Expression herabregulierend beeinflussen können wie LPS nach 12 Stunden. Die Expression von P38 wurde durch LGG signifikant
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herabreguliert, während die IkappaB-Expression in del-behandelten DZs signifikant reduziert war.
Außerdem stellten wir fest, dass die getesteten Stämme die Immunantwort sogar post-transkriptional durch die Modifikation der miRNA-Expression beeinflussen konnten. Unsere Ergebnisse zeigten, dass LGG ein signifikantes Absinken der Expression der miRNA146a induziert, die bekanntermaßen die NFκB-vermittelte Immunantwort negativ reguliert. Andererseits wurde miRNA 155 durch LGG hinaufreguliert, was mit dem Absinken der p38 und DC-SIGN-Expressionen in LGG-behandelten dendritischen Zellen einhergeht. Diese Ergebnisse bieten genetische und epigenetische Erklärungen für die verantwortlichen zugrundeliegenden Mechanismen, durch welche Probiotika die Immunantwort über DZs beeinflussen.
Abstract
(Englisch)
Strain specific immunomodulatory effect of probiotics is among their key health benefit. It is believed that probiotics determine the fate of an immune response by targeting and polarizing dendritic cells. Therefore we studied the effects of a heat-inactivated form of Lacto bacillus rhamnosus GG (LGG) and Lactobacillus delbrueckii (L.delbrueckii) on maturation pattern and extracellular cytokine production profile of monocyte derived dendritic cells. Expression of specific maturation markers and induction of extracellular cytokines were detected by flow cytometry. Up regulation of CD86, CD80, and CD83 and down regulation of DCSIGN was observed after 24 hours co-incubation. In addition, LGG induced secretion of high levels IL-10, INF-γ and IL-1β whereas. L.delbrueckii seemed to be more potent in induction of TNF-α in a dose dependent manner. These results indicated that non-viable forms of both tested strains are able to induce divergent immune regulatory effects via the induction of phenotypic changes and cytokine production of dendritic cells.
Moreover, as the immune response is initiated by recognition through toll like receptors and activation of network of downstream signaling pathways, we investigated the effect of autoclaved LGG and L.delbrueckii on expression of TLR4 and signaling factors such as P38MAPK and IκB at transcription level. Our findings demonstrated that even autoclaved probiotics strains can affect TLR4 expression in a down regulatory direction as LPS after 12 hours. Indeed, LGG significantly down regulated expression of P38 while IκB expression was significantly reduced in L.delbrueckii- treated DCs.
Finally, we found the tested strains could even influence immune response at post transcriptional level by modifying miRNAs expression. Based on our findings LGG induced significant down regulatory effect on miRNA146a expression which is known as a
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novel fine negative regulator of immune response that targets NFκB. On the other hand, miRNA 155 was up-regulated by LGG which is consistent with down-regulation of p38 and DC-SIGN expression in LGG- treated dendritic cells. These findings provide genetic and epigenetic explanations for the responsible underlying mechanisms by which probiotics influence immune response by targeting dendritic cells.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Lactobacillus rhamnosus Lactobacillus delbrueckii dendritic cells miRNA
Schlagwörter
(Deutsch)
Lactobacillus rhamnosus Lactobacillus delbrueckii dendritische Zellen miRNA
Autor*innen
Ladan Giahi
Haupttitel (Englisch)
The effect of heat-inactivated lactobacillus rhamnosus and Lactobacillus delbrueckii on maturation, expression of miRNAs and signaling factors in dendritic cells
Paralleltitel (Deutsch)
Der Effekt von hitze-inaktivierten Lactobacillus Rhamnosous und Lactobacillus delbrueckii of die Reifung und die Expression von miRNAs und Faktoren der Signalkette in dendritischen Zellen
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
VII, 119 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Angel Gil Hernandez ,
Emilio Jirillo
AC Nummer
AC09047591
Utheses ID
16651
Studienkennzahl
UA | 091 | 474 | |