Protein cross-linking by chlorinated polyamines and transglutamylation stabilizes neutrophil extracellular traps.

Neutrophil extracellular trap (NET) ejected from activated dying neutrophils is a highly ordered structure of DNA and selected proteins capable to eliminate pathogenic microorganisms. Biochemical determinants of the non-randomly formed stable NETs have not been revealed so far. Studying the formation of human NETs we have observed that polyamines were incorporated into the NET. Inhibition of myeloperoxidase, which is essential for NET formation and can generate reactive chlorinated polyamines through hypochlorous acid, decreased polyamine incorporation. Addition of exogenous primary amines that similarly to polyamines inhibit reactions catalyzed by the protein cross-linker transglutaminases (TGases) has similar effect. Proteomic analysis of the highly reproducible pattern of NET components revealed cross-linking of NET proteins through chlorinated polyamines and varepsilon(gamma-glutamyl)lysine as well as bis-gamma-glutamyl polyamine bonds catalyzed by the TGases detected in neutrophils. Competitive inhibition of protein cross-linking by monoamines disturbed the cross-linking pattern of NET proteins, which resulted in the loss of the ordered structure of the NET and significantly reduced capacity to trap bacteria. Our findings provide explanation of how NETs are formed in a reproducible and ordered manner to efficiently neutralize microorganisms at the first defense line of the innate immune system

Hyperthymic affective temperament and hypertension are independent determinants of serum brain-derived neurotrophic factor level

BACKGROUND: Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) has neuroprotective, proangiogenic and myogenic effects and, therefore, possibly acts as a psychosomatic mediator. Here, we measured serum BDNF (seBDNF) level in hypertensive patients (HT) and healthy controls (CONT) and its relation to affective temperaments, depression and anxiety scales, and arterial stiffness parameters. METHODS: In this cross-sectional study, affective temperaments, anxiety, and depression were studied with questionnaires (TEMPS-A, HAM-A, and BDI, respectively). SeBDNF level and routine laboratory parameters were measured as well. Arterial stiffness was evaluated with a tonometric method. RESULTS: Allover, 151 HT, and 32 CONT subjects were involved in the study. SeBDNF level was significantly higher in HT compared to CONT (24880 +/- 8279 vs 21202.6 +/- 6045.5 pg/mL, p < 0.05). In the final model of regression analysis, hyperthymic temperament score (Beta = 405.8, p = 0.004) and the presence of hypertension (Beta = 6121.2, p = 0.001) were independent determinants of seBDNF. In interaction analysis, it was found that in HT, a unit increase in hyperthymic score was associated with a 533.3 (95 %CI 241.3-825.3) pg/mL higher seBDNF. This interaction was missing in CONT. CONCLUSIONS: Our results suggest a complex psychosomatic involvement of BDNF in the pathophysiology of hypertension, where hyperthymic affective temperament may have a protective role. BDNF is not likely to have an effect on large arteries

Identification of hypertensive patients with dominant affective temperaments might improve the psychopathological and cardiovascular risk stratification: a pilot, case-control study.

BACKGROUND: Although mood disorders and cardiovascular diseases have widely studied psychosomatic connections, data concerning the influence of the psychopathologically important affective temperaments in hypertension are scarce. To define a possibly higher cardiovascular risk subpopulation we investigated in well-treated hypertensive patients with dominant affective temperaments (DOM) and in well-treated hypertensive patients without dominant temperaments the level of depression and anxiety, arterial stiffness and serum Brain-derived Neurotrophic Factor (seBDNF). METHODS: 175 hypertensive patients, free of the history of psychiatric diseases, completed the TEMPS-A, Beck Depression Inventory and Hamilton Anxiety Scale questionnaires in two primary care practices. Of those 175 patients, 24 DOM patients and 24 hypertensive controls (matched in age, sex and the presence of diabetes) were selected for measurements of arterial stiffness and seBDNF level. RESULTS: Beck and Hamilton scores in DOM patients were higher compared with controls. Pulse wave velocity and augmentation index did not differ between the groups while in the DOM patients decreased brachial systolic and diastolic and central diastolic blood pressures were found compared with controls. SeBDNF was lower in the DOM group than in the controls (22.4 +/- 7.2 vs. 27.3 +/- 7.8 ng/mL, p < 0.05). CONCLUSIONS: Although similar arterial stiffness parameters were found in DOM patients, their increased depression and anxiety scores, the decreased brachial and central diastolic blood pressures as well as the decreased seBDNF might refer to their higher vulnerability regarding the development not only of major mood disorders, but also of cardiovascular complications. These data suggest that the evaluation of affective temperaments should get more attention both with regard to psychopathology and cardiovascular health management

Megnövekedett fagocitózis és gyulladásos válasz glükokortikoid kezelés hatására humán dendritikus sejtekben

The glucocorticoid dexamethasone programs human dendritic cells for enhanced phagocytosis of apoptotic neutrophils and inflammatory response Judit Hodrea, University of Debrecen, Department of Biochemistry and Molecular Biology Doctoral School of Molecular Cell and Immune Biology Supervisor: Prof. Dr. László Fésüs, M.D., M.H.A.Sc. Summary Clearance of apoptotic cells is crucial in maintaining tissue homeostasis. It is performed mainly by professional phagocytes including dendritic cells, the key-players of the immune system. In our work we investigated the role of glucocorticoid dexamethasone on the functions of monocyte-derived human dendritic cells. Dexamethasone increased the phagocytosis of apoptotic neutrophils by immature dendritic cells. DCs develop their capacity to engulf apoptotic cells by up-regulating a set of apopto-phagocytic genes. This gene expression pattern was reprogrammed when differentiation took place in the presence of the synthetic glucocorticoid dexamethasone, which increased the expression of phagocytosis receptors MERTK and CD14, the bridging molecule C1QA, DNASE2 and the adenosine A3 receptor (ADORA3). The increased phagocytosis was attenuated by the addition of ADORA3 antagonist and could not be observed when bone marrow derived dendritic cells of ADORA3 knockout mice were treated with Dex. Although MERTK is up-regulated at cell surface level as well, specific antibodies could not inhibit or block the Dex induced increase of apoptotic cell uptake. We could detect release of the inflammatory cytokine TNFα in the supernatants of Dex treated human dendritic cells, loaded with allogeneic apoptotic neutrophils, and stimulated with LPS and IFNγ. Furthermore, upon Dex treatment iDCs could activate autologous T lymphocytes toward Th1 effector cells and this was enhanced by their exposure to allogeneic apoptotic neutrophils. Several apopto-phagocytosis genes were down-regulated by the glucocorticoid in iDCs, among them TGM2, which was showed previously to be essential in apoptotic cell uptake. TGM2 is also the major auto-antigen in celiac disease, and it has been suggested that its expression on the surface of APC, can be involved in gluten uptake and in the appearance of auto-antibodies. We showed that monocyte-derived iDCs express large amount of TGM2, and this could be detected on the cell surface. We also showed that the cell surface TGM2 is catalytically active and upon LPS stimulation the surface expression level increased, supporting the hypothesis that an unspecific inflammatory process in the gut may expose more transglutaminase activity. The fact that TGM2 is down-regulated by the glucocorticoid treatment while the phagocytic capacity is increased during the differentiation shows that alternative pathways up-regulated by Dex can replace the apopto-phagocytic action of TGM2. Összefoglalás A szöveti homeosztázis fenntartásában jelentős szerepet játszik a természetes sejthalállal elpusztult sejtek folyamatos eltakarítása. Ebben a folyamatban jelentős szerepet vállalnak a professzionális fagocita sejtek, a dendritikus sejtek, amelyek egyben az immunválasz fő szabályozói is, azon képességük révén, hogy kiválthatnak mind aktivációt mind toleranciát. A dexametazon a gyógyászatban igen gyakran használt glükokortikoid, amely az immunrendszer minden sejtjét befolyásolja. In vitro körülmények között, monocita eredetű dendritikus sejtek fagocitáló képességére kifejtett hatását vizsgálva, azt tapasztaltuk, hogy jelentősen megnövelte az allogén apoptotikus neutrofil felvételt. Az apopto-fagocita génekre való hatása pedig ezek kifejeződésének megváltoztatásában nyilvánult meg. Olyan gének expressziója nőtt meg a dexametazon jelenlétében, mint a fagocitózis receptor MERTK és CD14, hídmolekulák közül a C1QA, DNASE2 és ADORA3. Amennyiben a sejteket ADORA3 antagonistával előkezeltük, a dendritikus sejtek fagocitáló képessége lecsökkent. Valamint a génhiányos egerekből differenciáltatott dendritikus sejtek, nem növelik meg fagocitózis képességüket a glükokortikoid kezelés hatására. A MERTK szerepének tisztázására, megvizsgáltuk fehérje szinten a sejtfelszíni expressziót. Noha detektálható a felszínen a fehérje és a glükokortikoid hatásra megnő a felszíni expressziója, specifikus antitestek nem gátolták a fagocitózis Dex indukálta megnövekedését. Dexametazon hatására, apotótikus allogén neutrofil bekebelezése valamint LPS és IFNγ stimulus után, a dendritikus sejtek, TNFα gyulladási citokint termelnek. A megkezelt sejtek képesek T sejt aktiválásra, amit az apoptotikus neutrofilek fagocitózisa képes tovább fokozni. Az apopto-fagocita gének közül, a TGM2 expresszója csökkent. Egér makrofágokon kimutatták, hogy ez az enzim szükséges az apotótikus sejtek fagocitózisához. Feltételezés szerint humán rendszerben, lisztérzékeny betegek estén, a fő antigén prezentáló sejtek (dendritikus sejtek) felszínén lévő transzglutamináznak szerepe lehet a gliadin deamidálásában és a glutén-reaktív T-sejtek fokozott aktiválódásában. Azonban nem ismert olyan adat, amely a humán antigén prezentáló sejtek felszíni TGM2 expresszióját alátámasztaná, valamint a deamidálás pontos helye sem ismert. Eredményeink azt mutatják, hogy a humán monocita eredetű dendritikus sejtek kifejezik a sejtfelszínen ezt a fehérjét és az aktív. Valamint LPS-el való stimulálás esetén a felszíni expresszió megnő. A tény, hogy a glükokortikoid hatásra a TGM2 kifejeződése mind gén, mind fehérje szinten lecsökken, miközben a sejtek fagocitáló képessége megnő, arra utal, hogy Dex hatására alternatív útvonalak aktiválódnak, amelyek helyettesíthetik a transzglutamináz apoptotikus sejtfelvételben játszó szerepét

A renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer szerepe diabéteshez társuló depresszióban [The role of renin-angiotensin-aldosterone system in diabetes associated depression]

A diabetes mellitushoz (DM) gyakran társul depresszió, ami rontja az életminőséget és csökkenti a várható élettartamot. Igazolták, hogy a kapcsolat bidirekcionális, vagyis mind a depresszió, mind a cukorbetegség előidézheti a másik betegség létrejöttét. A két betegség együttes előfordulásának hátterében közös neurobiológiai, immunológiai és endokrinológiai eltérések figyelhetők meg. Feltételezhető, hogy a depresszió kialakulásának egyik legfontosabb oka az agyi neurotrofikus faktor (BDNF) alacsony szintje, amihez a gyulladásos folyamatok jelentős mértékben hozzájárulnak. Nemrégiben vált ismertté, hogy az agyban működik egy lokális renin-angiotenzin-aldoszteron rendszer (RAAS), amelynek hiperaktivitása gyulladásos folyamatokat indukál, és elősegíti a kognitív zavarok és a depresszió kialakulását. Klinikai vizsgálatok alapján felvetődött, hogy a szisztémás RAAS gátlása összefügghet a depressziós tünetek enyhülésével. Kutatási eredmények igazolták, hogy a RAAS-inhibitorok csökkentik a gyulladást és fokozzák a neurotrofinok expresszióját, ezáltal neuroprotektív szereppel rendelkeznek, ami felveti e szerek jótékony, antidepresszív tulajdonságát. Mindezek alapján valószínűsíthető, hogy a RAAS-gátlók segítségével a DM következtében kialakuló hypertonia és veseszövődmények mellett a hangulatzavarok is sikerrel kezelhetők. | Comorbid depression commonly occurs with diabetes mellitus (DM), which worsens quality of life and decreases life expectancy. Several lines of evidence suggest a bidirectional relationship between diabetes and depression, both disease may induce the development of the other. Common immunological processes, similar reaction to oxidative stress as well as common endocrinological and neurobiological factors are suspected to be involved. Decreased brain-derived neurotrophic factor (BDNF) level – which is resulted by inflammatory processes as well – is contributed to the development of depression. It has recently been proven that, a local renin-angiotensin aldosterone system (RAAS) expressing all classical signaling pathways also exists in the brain. Hyperactivity of brain RAAS contributes to the cognitive decline and the development of depression via induction of inflammatory responses. Furthermore, based on clinical observations, inhibition of RAAS may be related to the mitigation of the symptoms of depression. Studies indicate the neuroprotective effect of RAAS blockers via reducing inflammation and enhancing the expression of neurotrophins. These neuroprotective action of RAAS inhibitors may explain its antidepressive effect. Based on these findings RAAS inhibitors are potential agents for treating mood disorders besides hypertension and renal complications in diabetes