Διερεύνηση του ρόλου του αναπτυξιακού παράγοντα μετασχηματισμού-β1 (TGF-β1) και του αναπτυξιακού παράγοντα τύπου ινσουλίνης-Ι (IGF-I) στην παθογένεια του ρινικού πολύποδα ανθρώπου

Abstract

Nasal polyposis is a chronic inflammatory disease of nasal mucosa that is characterized by inflammatory cell infiltration, modifications of epithelial differentiation, tissue remodeling, extracellular matrix (ECM) accumulation and oedema. It has been reported that TGF-β1 and IGF-I, factors which are implicated in fibrosis, are overexpressed in nasal polyps and play an important role in the pathogenesis of disease. Proteasome is a large intracellular multi-subunit protease complex that selectively degrades intracellular proteins. The aim of this work was to study the effect of TGF-β1 and IGF-I, which is released from IGF-l/IGFBP-3 complex after proteolytic cleavage, on the production of factors, which may be implicated in nasal polyposis pathogenesis, such as IL-6. TIMP-1, and type-l collagen, as well as the contribution of proteasome in this effect. It was found that a serine-like enzymatic activity, which was isolated from nasal polyps tissue extracts, had the ability to degrade recombinant lGFBP-3, decreasing its interaction with IGF-I. In nasal polyp fibroblasts, the affinity purified enzyme had also the ability to degrade the IGFBP-3 in complex with IGF-I, exerting the IGF-I mitogenic effects. This enzyme was identified as β-tryptase. High expression of IL-6. TIMP-1, and type-l collagen in nasal polyps tissues and fibroblasts was ascertained. Both TGF-β1 and IGF-I caused significant dose- and time-dependent stimulation of IL-6. TIMP-1 and type-l collagen expression in nasal polyps fibroblasts. In the presence of proteasome inhibitors MG-132 and Epoxomycin, a significant suppression of constitutive as well as of TGF-β1- and IGF-Ι-enhanced production of TIMP-1 and type-l collagen was observed, whereas the IL-6 expression was enhanced. Proteasome activity was higher in nasal polyp fibroblasts compared to normal nasal mucosa fibroblasts. Both TGF-β1 and IGF-I were able to enhance the proteasome activity and its subunits expression in a dose-depended manner through NRF2-ARE pathway. When polyps explants were subjected to tissue culture in the presence of proteasome inhibitors, a significant suppression of IL-6. TIMP-1 and type-l collagen production was observed.

Ο ρινικός πολύποδας είναι μια χρόνια νόσος του ρινικού βλεννογόνου, η οποία χαρακτηρίζεται από διήθηση φλεγμονωδών κυττάρων, τροποποιήσεις στη διαφοροποίηση του επιθηλίου, ανάπλαση ιστού, συσσώρευση εξωκυττάριου υλικού και οίδημα. Μελέτες έχουν δείξει ότι τόσο ο TGF-β1 όσο και ο IGF-I, παράγοντες οι οποίοι έχουν ενοχοποιηθεί για την εμπλοκή τους στις διαδικασίες ίνωσης. εκφράζονται έντονα στο ρινικό πολύποδα και παίζουν σημαντικό ρόλο στην παθογένεια της νόσου. Το πρωτεόσωμα είναι ένα ενδοκυττάριο πρωτεολυτικό σύμπλεγμα που αποτελείται από τρεις υπομονάδες και αποικοδομεί επιλεκτικά ενδοκυττάριες πρωτεΐνες. Σκοπός της διατριβής ήταν η διερεύνηση της επίδρασης του IGF-I, ο οποίος απελευθερώνεται μετά από πρωτεολυτική διάσπαση του συμπλόκου IGF-IGFBP-3, αλλά και του TGF-β1, στην παραγωγή παραγόντων οι οποίοιεμπλέκονται στην παθογένεια του ρινικού πολύποδα όπως IL-6. ΤΙΜΡ-1 και κολλαγόνο τύπου-I, καθώς και την συνεισφορά του πρωτεοσώματος στην επίδραση αυτή. Από εκχυλίσματα ιστών ρινικού πολύποδα απομονώθηκε ενζυμική δραστικότητα τύπου σερινοπρωτεάσης η οποία είχε την ικανότητα αποικοδόμησης πρότυπης ανασυνδυασμένης IGFBP-3 και μείωσης της αλληλεπίδρασης της με τον IGF-i. Σε ινοβλάστες ρινικού πολύποδα, το ένζυμο αυτό είχε επίσης την ικανότητα αποικοδόμησης της IGFBP-3 υπό τη μορφή συμπλόκου IGF-I-1GFBP-3. και απελευθέρωσης της μιτογόνου δράσης του IGF-l. Το ένζυμο αυτό ταυτοποιήθηκε ως η β-τρυπτάση. Σε ιστούς και ινοβλάστες ρινικού πολύποδα διαπιστώθηκε υψηλή έκφραση IL-6, ΤΙΜΡ-1 και κολλαγόνου τύπου-I. Στις ινοβλάστες ο TGF-ß1 και IGF-I προκάλεσαν σημαντική δόσο- και χρόνο-εξαρτώμενη αύξηση στην παραγωγή IL-6. ΤΙΜΡ-1 και κολλαγόνου τύπου-I. Παρουσία των αναστολέων του πρωτεοσώματος MG-132 και Epoxomycin, παρατηρήθηκε σημαντική μείωση στα συστατικά παραγόμενο ή επαγόμενο από TGF-β1 ή IGF-l κολλαγόνο τύπου-l και ΤΙΜΡ-1, ενώ παρατηρήθηκε αύξηση στη παραγωγή της 1L-6. Η δραστικότητα του πρωτεοσώματος στις ινοβλάστες ρινικού πολύποδα βρέθηκε αυξημένη σε σχέση με τις ιvoβλάστες φυσιολογικού ρινικού βλενογόνου. Ο TGF-β1 και IGF-I είχαν την ικανότητα να αυξάνουν τη δραστικότητα του πρωτεοσώματος καθώς και την έκφραση και των τριών υπομονάδων του με ένα δοσο-εξαρτώμενο τρόπο. Η επίδραση αυτή διαπιστώθηκε ότι πραγματοποιείται μέσω του NRF2-ARE μονοπατιού. Τέλος, όταν πραγματοποιήθηκε καλλιέργεια ιστού ρινικού πολύποδα παρουσία των αναστολέων του πρωτεοσώματος παρατηρήθηκε σημαντική μείωση των επιπέδων του ΤΙΜΡ-1, του κολλαγόνου τύπου-I αλλά και της IL-6.