Mehanizem aktivacije inflamasoma NLRP3 in priprava umetnih inflamasomovBoršić Mlinarič, Elvira (Avtor) Hafner Bratkovič, Iva (Mentor) inflamasom NLRP3gasdermin Dmolekularni mehanizemsignalosomiumetni inflamasomiInflamasomi so večproteinski kompleksi, ki nastanejo kot odziv na okužbe ali poškodbe tkiva. Med njimi izstopa inflamasom NLRP3, saj se odziva na izjemno raznolike aktivatorje, kot so mikrobi, amiloidi, azbestna vlakna in ionsko neravnovesje. Po zaznavi aktivatorja NLRP3 oligomerizira, veže adapter ASC in prokaspazo 1, ki tvorijo inflamasom in omogočajo aktivacijo prokaspaze 1. Slednja cepi vnetna citokina interlevkin (IL)-1β in IL-18 ter protein gasdermin D (GSDMD), čigar N-končna domena (NtGSDMD) tvori pore v plazmalemi in povzroči litično celično smrt, imenovano piroptoza. Nenadzorovana aktivacija inflamasoma NLRP3 je vpletena v pogosta obolenja, kot so sladkorna bolezen, bolezni srca in ožilja, nevrodegenerativne bolezni ter rak. Kljub intenzivnim raziskavam ostaja še veliko nepojasnjenih vprašanj v začetnih in poznih korakih aktivacije inflamasoma. V prvem delu doktorske naloge nas je zanimalo, kako lahko isti aktivator sproži aktivacijo NLRP3 na različnih znotrajceličnih lokacijah. S sintezno biološkim pristopom smo ugotovili, da se lahko NLRP3 aktivira na različnih membranah in tudi večjih proteinskih ogrodjih. Pokazali smo, da NLRP3 tvori skupke na teh ogrodjih, kar vodi v tvorbo inflamasoma. Predpostavljamo, da najrazličnejši aktivatorji povzročijo motnje celične homeostaze in ultrastrukturne spremembe, ki vodijo do nastanka ogrodij, ki jih NLRP3 zazna in se nanje veže, kar vodi do nastanka aktivnih oligomerov NLRP3 in posledično do tvorbe inflamasoma. Vnetni odziv, ki je posledica inflamasomov, določa tudi piroptoza, ki velja za imunogeno celično smrt. Pokazali smo, da različni stresorji povzročijo oksidativno okolje, ki pospešuje delovanje NtGSDMD in da zaznavanje redoks sprememb poteka preko cisteina na mestu 192. S sintezno bioloških pristopom smo zasnovali umetne inflamasome, ki temeljijo na oligomerizaciji signalnih komponent ter sproščanju vnetnih citokinov in celične smrti. Motive adapterjev prirojene imunosti MAVS, TRIF in MyD88, zaslužne za signaliziranje, smo vezali na ogrodni protein, ki omogoča spontano oligomerizacijo, in dosegli aktivacijo specifičnih signalnih poti. Ko smo to sklopili še s posrednikom litične celične smrti, GSDMD ali MLKL, smo ustvarili umetne inflamasome, ki v celicah izzovejo tvorbo citokinov in celično smrt. Delovanje umetnih inflamasomov smo preverili tudi v rakavih celicah, kjer so sprožili izražanje citokinov, kar nakazuje na potencialno uporabo v imunoterapiji raka za spreminjanje tumorskega mikrookolja v takšno, ki spodbuja imunski odziv proti tumorju. V doktorskem delu smo opisali nove mehanistične vpoglede v aktivacijo NLRP3 in regulacijo piroptoze, hkrati pa s sintezno biološkim pristopom razvili minimalne vnetne module.20262026-05-24 07:16:08Doktorsko delo/naloga182813VisID: 39129sl