Modulatory role of vitamin A on the Candida albicans-induced immune response in human monocytes

Hanisch, Anja GND

C. albicans ist der am meist nachgewiesene Erreger in Pilzinfektionen des Blutkreislaufes, assoziiert mit einer hohen Morbiditäts- und Mortalitätsrate. Vitamin A ist ein wichtiger Baustoff in vielen biologischen Stoffwechselvorgängen. Der protektive Einfluss von Vitamin A auf das Immunsystem wurde in den letzten Jahrzehnten in Infektionen verursacht durch Bakterien, Viren und Protozoen mehrfach beschrieben, jedoch ist die Wirkung von Vitamin A in Pilzinfektionen unbekannt. In unserer Arbeit untersuchen wir die Funktion von all-trans Retinsäure (atRA), dem wichtigsten aktiven Metaboliten von Vitamin A, auf das angeboren Immunsystem in der C. albicans Infektion. Menschliche Monozyten wurden mit UV-Licht inaktivierten C. albicans Hefepilzen behandelt. Wir untersuchten den Effekt von Vitamin A auf die Expression der Zytokine TNFα, IL6, IL12b, IL10 und der PRRs Dectin-1, TLR2 und Gal-3 in der C. albicans Infektion, sowie auf die spezifische Dectin-1 vermittelte Immunantwort mit Hilfe β-1.3 glucan beschichteten Beads. Weiterhin wurde der Einfluss von Vitamin A auf den Interferon Typ I Signalweg untersucht. Wir beobachteten eine starke immunmodulatorischen Fähigkeit von atRA auf die Monozyten in der C. albicans Infektion. Neben einer Suppression der Expression und Sekretion der von C. albicans-induzierten pro-inflammatorischen Zytokinen, einer signifikante Herabregulierung der Dectin-1 Expression und Dectin-1 abhängigen Zytokine Produktion beobachteten. Weiterhin zeigte sich ein immunmodulatorischen Effekt von atRA auf die Expression wichtiger Faktoren des Interferon Typ I Signalweges. Vitamin A zeigt einen signifikanten einflussreichen immunmodulatorischen Effekt auf die Immunantwort des angeborenen Immunsystems in C. albicans Infektionen. Mit Hilfe unserer Ergebnisse könnten neue Angriffspunkte für innovative Therapiestrategien in der Behandlung von systemischen Mykosen entwickelt werden.

Among fungi, C. albicans is the most common pathogen in bloodstream infection, associated with a high risk in sepsis, severe morbidity, and mortality. Beyond its well-known function in tissue maintenance, an increasing effort has been devoted in last decades to better define the involvement of vitamin A and its nuclear receptors the retinoic acid receptors (RARs) in the regulation of the immune response. While its immunomodulatory role was already reported in infections of protozoan, bacterial and viral origin, the role of vitamin A in fungal infections is unknown. In our present work, we investigate the role of all-trans retinoic acid (atRA), the most active metabolite of vitamin A, on the C. albicans triggered immune response in human monocytes. Human monocytes were treated with UV-inactivated C. albicans yeasts. We analysed the expression of the cytokines TNFα, IL6, IL12b, IL10 and the PRRs Dectin-1, TLR2 and Gal-3 by RT-qPCR, ELISA and flow cytometry. We analysed the role of atRA on the specific Dectin-1-induced antifungal immune response after stimulating monocytes with the Dectin-1 ligand β-1.3 glucan. Furthermore, we analysed the impact of atRA on the IFN I pathway in C. albicans infection. We observed a strong immunomodulatory role of atRA in human monocytes in the C. albicans-triggered inflammation, modulating the expression of Dectin-1 and its co-receptors as well as regulating the function of Dectin-1. Both RAR-dependent and RAR-independent mechanisms seem to be involved in the atRA-mediated immune modulation. Furthermore, our results show an immunomodulatory impact of atRA in the key-players of the IFN I pathway, well known to have a prominent role in C. albicans infections. AtRA showed a clear immunomodulatory impact on the innate immune response in C. albicans infection. This regulatory role might have far reaching therapeutic potential in systemic infections with C. albicans.

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Hanisch, Anja: Modulatory role of vitamin A on the Candida albicans-induced immune response in human monocytes. Jena 2017.

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