Stress conditions affect the immunomodulatory potential of Candida albicans extracellular vesicles and their impact on cytokine release by THP-1 human macrophages

Human immune cells possess the ability to react complexly and effectively after contact with microbial virulence factors, including those transported in cell-derived structures of nanometer sizes termed extracellular vesicles (EVs). EVs are produced by organisms of all kingdoms, including fungi pathogenic to humans. In this work, the immunomodulatory properties of EVs produced under oxidative stress conditions or at host concentrations of $CO_{2}$ by the fungal pathogen Candida albicans were investigated. The interaction of EVs with human pro-monocytes of the U-937 cell line was established, and the most notable effect was attributed to oxidative stress-related EVs. The immunomodulatory potential of tested EVs against human THP-1 macrophages was verified using cytotoxicity assay, ROS-production assay, and the measurement of cytokine production. All fungal EVs tested did not show a significant cytotoxic effect on THP-1 cells, although a slight pro-oxidative impact was indicated for EVs released by C. albicans cells grown under oxidative stress. Furthermore, for all tested types of EVs, the pro-inflammatory properties related to increased IL-8 and TNF-$\alpha$ production and decreased IL-10 secretion were demonstrated, with the most significant effect observed for EVs released under oxidative stress conditions

Studia z Dziejów Państwa i Prawa Polskiego T. XXI Badania nad rozwojem instytucji politycznych i prawnych

Tytuł finansowany przez: Krakowską Akademię im. Andrzeja Frycza Modrzewskiego, Uniwersytet im. Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, Uniwersytet Gdański, Uniwersytet Warszawsk

The effect of extracellular vesicles produced by yeast of the genus Candida in environmental stress conditions on the production of cytokines by human immune cells

Candida albicans jest gatunkiem grzybów, który może bytować na błonach śluzowych człowieka zarówno jako komensal, jak i atakować organizm gospodarza jako patogen. Główne przystosowania C. albicans do wchodzenia w odmienne interakcje z gospodarzem to zdolność do przybierania różnych form morfologicznych oraz produkcja różnorodnych czynników wirulencji, które umożliwiają inwazję na organizm gospodarza oraz przetrwanie w warunkach stresu, stanowiących zagrożenie dla grzyba podczas procesu kolonizacji. Czynniki wirulencji grzybów są jednak rozpoznawane przez komórki układu odpornościowego, co aktywuje ich działalność grzybobójczą. Białka związane ze zmianą formy morfologicznej i kolonizacją organizmu gospodarza zostały wykryte w pęcherzykach zewnątrzkomórkowych wydzielanych przez C. albicans, co sugeruje, że mogą one odkrywać istotną rolę w wirulencji tego gatunku drożdży. W niniejszej pracy przedstawione zostały badania charakteryzujące pęcherzyki zewnątrzkomórkowe pozyskane w różnych warunkach stresowych, oraz ich immunogenność, testowaną na modelu wykorzystującym makrofagi uzyskane z linii komórkowej THP-1. W eksperymentach wykorzystano również pęcherzyki zewnątrzkomórkowe pozyskane ze szczepów pozbawionych wybranych genów kodujących białka związane z wirulencją C. albicans. Hodowla w warunkach stresowych skutkowała zmianami w rozmiarach i liczebności powstających pęcherzyków. Stres oksydacyjny powodował zwiększenie występowania aktywnej dysmutazy ponadtlenkowej w pęcherzykach zewnątrzkomórkowych oraz zmiany w ich interakcji z błonami komórek ludzkiego układu odpornościowego. Stymulacja pęcherzykami zewnątrzkomórkowymi wywoływała efekt prozapalny w makrofagach linii komórkowej THP-1, a ilość produkowanych cytokin była zależna od warunków, w jakich powstawały pęcherzyki, oraz genotypu grzybów, które je wydzielały.Candida albicans is a genus of yeast that can inhabit human mucosal membranes as a commensal or attack the host as a pathogen. The adaptations to interact differently with the host are the ability to change morphology into different forms and the production of virulence factors, which enable invasion of the host and facilitate survival in stress conditions, endangering the yeast during colonization. Virulence factors, however, can be recognized by host immune cells, which triggers their fungicidal activity. Proteins related to morphogenesis and colonization of the host have been identified in extracellular vesicles secreted by C. albicans, implicating their role in the yeast virulence. This thesis presents the research characterizing extracellular vesicles produced under different environmental stress conditions, as well as their immunogenicity, tested using the macrophage model derived from the THP-1 cell line. Extracellular vesicles derived from mutant strains depleted of select genes involved in the virulence of C. albicans have also been used. The growth under stress conditions resulted in changes in the size and number of produced extracellular vesicles produced. Oxidative stress induced an increase in the amount of active superoxide dismutase in extracellular vesicles, as well as caused changes in the interactions of the vesicles with the cell membranes of human immune cells. Stimulation of THP-1 cell-derived macrophages with extracellular vesicles caused a proinflammatory effect, dependent on the conditions the vesicles were obtained in, and the genotype of yeast cells they were derived from

Identification of nuclear pathways involved in differentiation of human teratocarcinoma cells to astrocytes and neurons

Linia komórkowa embrionalnej ludzkiej teratomy NT2 wykazuje wysokie podobieństwo do ludzkich komórek progenitorowych ośrodkowego układu nerwowego, co czyni ją istotnym modelem w badaniach in vitro. Proces różnicowania polega na traktowaniu komórek kwasem retinowym (w obecności inhibitorów mitotycznych), który jest czynnikiem indukującym transkrypcję wielu genów związanych z osiąganiem przez komórkę dojrzałego fenotypu neuronów i astrocytów. W niniejszej pracy udokumentowany został przebieg różnicowania komórek NT2 typu dzikiego oraz komórek NT2, w których został wyciszony gen SMARCA5, do astrocytów i neuronów. W uzyskanych dojrzałych komórkach zbadano poziom markerów astrocytarnych i neuronalnych, w tym białek jądrowych, z wykorzystaniem technik biochemicznych takich jak barwienia immunocytochemiczne oraz analiza western blot.The NT2 human embryonal teratoma cell line bears high resemblance to human progenitor cells of the central nervous system, which makes it an important model in in vitro research. The differentiation process involves the treatment of the cells with retinoic acid (in the presence of mitotic inhibitors), which is an inducer of transcription of many genes associated with the cel achieving the phenotype of a mature neuron or astrocyte. This paper provides documentation of the progress of differentiation to astrocytes and neurons of wild type NT2 cells, as well as NT2 cells in which the SMARCA5 gene had been silenced. In obtained mature cells, the levels of astrocyte and neuronal markers, including nuclear proteins, have been verified using biochemical techniques, i.e. immunocytochemical staining and western blot analysis

Studies in History of Polish State and Law XV

Numer dedykowany Profesorowi Henrykowi Anastazemu Olszewskiem