Ανάλυση του αμυλοειδούς φαινοτύπου διαγονιδιακών ποντικών της νόσου Alzheimer’s με γενετικά τροποποιημένο ανοσοποιητικό σύστημα

Η νόσος του Alzheimer είναι μια νευροεκφυλιστική νόσος που επηρεάζει μεγάλο αριθμό ασθενών παγκοσμίως και διακρίνεται σε δυο διαφορετικούς υπότυπους, την Οικογενή και τη Σποραδική μορφή. Βασικό σύμπτωμα της νόσου αποτελεί η σταδιακή εξασθένιση της μνήμης και των γνωστικών δεξιοτήτων, δυσχεραίνοντας έτσι τη διαβίωση των ασθενών και των οικείων τους. Όσον αφορά τα νευροπαθολογικά χαρακτηριστικά της νόσου παρατηρείται σχηματισμός και εναπόθεση β-αμυλοειδών πλακών και νευροϊνιδιακών δεματίων στους εγκεφάλους. Η συνεχής έρευνα γύρω από τη νόσο του Alzheimer παράγει διαρκώς νέα δεδομένα που υποστηρίζουν το γεγονός πως η φλεγμονή και οι διαμεσολαβητές της έχουν ενεργό ρόλο στην παθογένεση της νόσου. Ως αποτέλεσμα η έρευνα έχει στραφεί και στο ρόλο του TNF- α, μιας πλειοτροπικής προ-φλεγμονώδους κυτταροκίνης, που δρα μέσω της πρόσδεσης της στους δυο υποδοχείς της, τον TNFRI και τον TNFRII, με έκφραση στον εγκέφαλο κυρίως στη μικρογλοία και στα αστροκύτταρα. Ωστόσο, τα μέχρι τώρα γνωστά δεδομένα σχετικά με το ρόλο του TNF-α είναι αρκετά διφορούμενα καθώς μερικά υποστηρίζουν την ευεργετική και προστατευτική του δράση, ενώ αλλά υποστηρίζουν την νευροτοξική του δράση. Στην παρούσα μελέτη εξετάσαμε την επίδραση της υπερέκφρασης του TNF-α στον αμυλοειδή φαινότυπο, σε διαγονιδιακά ποντίκια-μοντέλα της νόσου του Alzheimer. Έτσι, χρησιμοποιήθηκε το 5XFAD μοντέλο της νόσου του Alzheimer, που φέρει 5 γνωστές μεταλλαγές της οικογενής μορφής της νόσου, σε διασταύρωση με τα TNFΔARE/+ ποντίκια τα οποία μετά από απαλοιφή των ARE περιοχών υπερεκφράζουν τον TNF-α. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε θηλυκά ποντίκια ηλικίας 4μηνών, καθώς τότε έχει δημιουργηθεί ικανοποιητικός αριθμός αμυλοειδών πλακών. Βασικό εύρημα της παρούσας μελέτης ήταν η σημαντική μείωση των αμυλοειδών πλακών τόσο στον φλοιό όσο και στον ιππόκαμπο στα 5ΧFADTNFΔARE/+ ποντίκια, ενώ τα επίπεδα των ενζύμων αποικοδόμησης (BACE1, ADAM10) της APP πρωτεΐνης δεν επηρεάστηκαν, όπως επίσης δεν επηρεάστηκε και η TACE, το ένζυμο που μετατρέπει τον μεμβρανοσυνδεόμενο TNF-α σε διαλυτό TNF- α. Παράλληλα παρατηρήθηκε αύξηση των επιπέδων του Iba1, δείκτη των μικρογλοιακών κυττάρων, ενώ τα επίπεδα του GFAP, δείκτη των αστροκυττάρων, παρέμειναν σταθερά. Τέλος, παρατηρήθηκε αύξηση του TNF-α στον ορό, ενώ τα επίπεδα του σε πρωτεϊνικό εκχύλισμα εγκεφάλου, παρέμειναν σταθερά. Συνεπώς, καταλήξαμε στο συμπέρασμα πως η υπερέκφραση του (mu)TNF-α οδηγεί σε αύξηση του TNF-α στην περιφέρεια, και η αυτή η αύξηση φαίνεται πως επιδρά στον αμυλοειδή φαινότυπο του εγκεφάλου, με μείωση των αμυλοειδών πλακών, με παράλληλη ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος του εγκεφάλου, και κυρίως των μικρογλοιακών κυττάρων, χωρίς ωστόσο να επηρεάζονται τα ένζυμα αποικοδόμησης της APP.Alzheimer's disease is a neurodegenerative disease that affects a significant number of patients worldwide and can be categorized in two different subtypes: Familial and Sporadic Alzheimer’s Disease. One of the major symptoms of the disease is the gradual memory and cognitive skills impairment resulting in difficult circumstances for patients and their families. Regarding the neuropathological features of the disease, the formation and deposition of betaamyloid plaques and neuro-fibrous bundles on the brain are observed. Ongoing research on Alzheimer's disease is constantly producing new data highlighting that inflammation and its mediators play an active role in the pathogenesis of the disease. As a result, research has also shifted to investigate the role of TNF-α, a pleiotropic proinflammatory cytokine; TNF-α acts through its two receptors, TNFRI and TNFRII, and its expression in the brain, is mainly observed in the microglia and astrocytes. However, the known data, so far, on the role of TNF-α are quite ambiguous, since there are data supporting its beneficial and protective effect, while others demonstrate its neurotoxic effect. In the present study, we examined the effect of overexpression of TNF-α on the amyloid phenotype in transgenic mouse-models of Alzheimer's disease. Thus, the 5XFAD model of Alzheimer's disease, carrying 5 known familial variants of the disease, was mated with TNFΔARE / + mice that overexpress TNF-α, after deletion of ARE regions. The study was performed on 4-month-old female mice, since a sufficient number of amyloid plaques is being observed at this time point. The main finding of the present study was the significant reduction of amyloid plaques in both cortex and hippocampus in 5XFADTNFΔARE/+ mice, whereas levels of degradation enzymes (BACE1, ADAM10) of APP protein were not affected; moreover TACE, the enzyme that converts membrane-bound TNF-α into soluble TNF-α, was not affected either. At the same time, an increase in the levels of Iba1, an indicator of microglial cells, was observed, while levels of GFAP, an indicator of astrocytes, were not affected. Finally, elevated levels of TNF-α in the serum was observed, while its levels in brain protein extract remained stable. Therefore, we concluded that overexpression of (mu)TNF-α leads to an increase on TNF-α levels in the periphery, and this increase appears to affect the amyloid phenotype of the brain by decreasing amyloid plaques, while activating the immune system of the brain, and especially the microglial cells, without affecting APP’s degradation enzymes

Effect of high pressure processing on tomato enzymes and application for the production of tomato with superior quality characteristics

The objective of this work was to study the application of High Hydrostatic Pressure (HHP) on quality attributes of tomato products. The effect of high hydrostatic pressure processing (0,1-800 MPa, 40-80°C) on the endogenous tomato enzymes, pectin methylestarase (PME) and polygalactouronase (PG), was kinetically studied, using three different tomato varieties: Cherrelino and two industrial hybrids namely Oval Red and Red Sea. For Cherrelino variety, the decrease of enzyme activity during thermal and pressure inactivation for both PME and PG followed first-order kinetics. PME was found to be pressure-stable while an antagonistic effect of pressure and temperature was observed. On the contrary, PG was more pressure sensitive than PME. PG inactivation rate constant increased with increasing pressure at all temperatures tested indicating a synergistic effect of pressure and temperature. HHP processing at selected processing conditions, did not significantly affect the color and lycopene content of tomato juice, while allowing total PG inactivation with concurrent remaining PME activity leading to high quality products in terms of viscosity and textural properties. PG inactivation for Oval Red and Red Sea, in both thermal and high pressure processing, deviated from 1st order kinetics and was described by an nth order model. PG was found to be thermotolerant. Red Sea PG was found to be more temperature sensitive than Oval Red PG. On the other hand PG activity was extremely sensitive when thermal treatment was combined with pressure. PME inactivation, for both tomato varieties, followed first order kinetics in all tested process conditions. Red Sea PME inactivation was more temperature sensitive than the PME in Oval Red tomato juice. However, PME was found to be extremely pressure stable, indicating an antagonistic effect of pressure and temperature. Quality characteristics of slightly concentrated tomato juice produced from Red Sea tomatoes processed at selected HHP conditions were evaluated. Cold break treatment and high pressure processing did not affect the color of tomato juice, while during hot break a color deterioration was observed. Pressure treatment led to products of higher viscosity. Increase in applied pressure resulted in an increase in product viscosity and improved consistency. According to the overall results, HHP could be used to replace the traditional industrial tomato processing leading to products with superior quality characteristics.Αντικείμενο της διατριβής αποτέλεσε η μελέτη της εφαρμογής της Υπερυψηλής Υδροστατικής Πίεσης (ΥΥΠ) στην παραγωγή προϊόντων τομάτας ανώτερης ποιότητας. Μελετήθηκε η επίδραση των συνθηκών επεξεργασίας (0,1-800 MPa, 40-80°C) στα ένζυμα της τομάτας, Πηκτινομεθυλεστεράση (PME) και Πολυγαλακτουρονάση (PG), η δράση των οποίων καθορίζει σε μεγάλο βαθμό τα ρεολογικά χαρακτηριστικά των προϊόντων τομάτας. Χρησιμοποιήθηκε η ποικιλία τομάτας Cherrelino και τα υβρίδια Oval Red και Red Sea. Για την ποικιλία Cherrelino, η απενεργοποίηση και των δύο ενζύμων ακολούθησε κινητική πρώτης τάξης. Η PME εμφανίστηκε ιδιαίτερα ανθεκτική στην πίεση, με την πίεση και τη θερμοκρασία να έχουν ανταγωνιστική δράση. Αντιθέτως, η PG παρουσιάστηκε περισσότερο ευαίσθητη. Η πίεση και η θερμοκρασία έδρασαν συνεργιστικά στην απενεργοποίηση της PG στις περισσότερες συνθήκες επεξεργασίας. Η επεξεργασία με ΥΥΠ χυμού σε επιλεγμένες συνθήκες είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του χρώματος και της περιεκτικότητας σε λυκοπένιο του χυμού. Με την επεξεργασία με ΥΥΠ επιτεύχθηκε ολική απενεργοποίηση της PG με ταυτόχρονη διατήρηση της ενεργότητας της PME, οδηγώντας σε προϊόν με μεγαλύτερο ιξώδες. Στην περίπτωση των υβριδίων βιομηχανικής χρήσης η απενεργοποίηση της PG βρέθηκε ότι ακολουθεί κινητική νιοστής τάξης. Η PG εμφανίστηκε ιδιαίτερα ανθεκτική στη θερμική επεξεργασία σε ατμοσφαιρική πίεση, ενώ βρέθηκε ιδιαίτερα ευαίσθητη στη συνδυασμένη εφαρμογή πίεσης και θερμοκρασίας. Η απενεργοποίηση της PME ακολούθησε κινητική πρώτης τάξης σε όλες τις συνθήκες επεξεργασίας και για τα δύο υβρίδια βιομηχανικής τομάτας. Η PME εμφανίστηκε ευαίσθητη στη θερμοκρασία. Η PME υβριδίου Red Sea εμφάνισε μεγαλύτερους ρυθμούς απενεργοποίησης από την PME υβριδίου Oval Red, υποδηλώνοντας ένα πιο ευαίσθητο στη θερμική επεξεργασία ένζυμο. Αντιθέτως η PME εμφανίστηκε ανθεκτική κατά την επεξεργασία με ΥΥΠ, υποδεικνύοντας ανταγωνιστική δράση της πίεσης και της θερμοκρασίας στην απενεργοποίηση του ενζύμου. Η PME υβριδίου Oval Red εμφάνισε μεγαλύτερους ρυθμούς απενεργοποίησης από την PME υβριδίου Red Sea. Στη συνέχεια παρήχθη χυμός από τομάτες Red Sea επεξεργασμένες με ΥΥΠ. Η επεξεργασία δεν επηρέασε το χρώμα του χυμού, ενώ επιτεύχθηκε επιλεκτική απενεργοποίηση των ενζύμων, οδηγώντας σε προϊόν με μεγαλύτερο ιξώδες και συνεκτικότητα. Λαμβάνοντας υπόψη τις δυνατότητες και τα πλεονεκτήματα που προσφέρει η τεχνολογία της ΥΥΠ, όπως προέκυψαν από την παρούσα διατριβή, η ΥΥΠ προβάλει ως μια εναλλακτική μέθοδος επεξεργασίας των προϊόντων τομάτας

Non-redundant functions of group 2 innate lymphoid cells

Protective immunity relies on the interplay of innate and adaptive immune cells with complementary and redundant functions. Innate lymphoid cells (ILCs) have recently emerged as tissue-resident, innate mirror images of the T cell system, with which they share lineage-specifying transcription factors and effector machinery. Located at barrier surfaces, ILCs are among the first responders against invading pathogens and thus could potentially determine the outcome of the immune response. However, so far it has not been possible to dissect the unique contributions of ILCs to protective immunity owing to limitations in specific targeting of ILC subsets. Thus, all of the available data have been generated either in mice lacking the adaptive immune system or with tools that also affect other immune cell subsets. In addition, it has been proposed that ILCs might be dispensable for a proper immune response because other immune cells could compensate for their absence. Here we report the generation of a mouse model based on the neuromedin U receptor 1 (Nmur1) promoter as a driver for simultaneous expression of Cre recombinase and green fluorescent protein, which enables gene targeting in group 2 ILCs (ILC2s) without affecting other innate and adaptive immune cells. Using Cre-mediated gene deletion of Id2 and Gata3 in Nmur1-expressing cells, we generated mice with a selective and specific deficiency in ILC2s. ILC2-deficient mice have decreased eosinophil counts at steady state and are unable to recruit eosinophils to the airways in models of allergic asthma. Further, ILC2-deficient mice do not mount an appropriate immune and epithelial type 2 response, resulting in a profound defect in worm expulsion and a non-protective type 3 immune response. In total, our data establish non-redundant functions for ILC2s in the presence of adaptive immune cells at steady state and during disease and argue for a multilayered organization of the immune system on the basis of a spatiotemporal division of labour