Characterization of the NLRP3 inflammasome involvement in cellular immunity to SARS-CoV-2

SARS-CoV-2 adında yeni bir virus Covid-19 pandemisine neden olmuştur. Bazı ağır seyirli Covid-19 hastalarında kontrolsüz bir sitokin salımı ile ortaya çıkan ve ölümcül olabilen sitokin fırtınası görülmektedir. Bağışıklık sistemi tarafından üretilen sitokinlerden IL-1beta'nın enflamasyonu başlatarak organizmanın bütünlüğünü korumada önemli bir rolü vardır. IL-1beta, sitozolik protein kompleksleri olan inflamazomlar tarafından hücre için patojen tanınmasıyla tetiklenir ve salınır. İnflamazomlar aynı zamanda enflamatuar bir hücre ölümü olan piroptozu da tetiklemektedir. Çıkan yeni yayınlar, SARS-CoV-2 virüsünün NLRP3 ve AIM2 inflamazomlarını active ettiğini göstermektedir. Fakat, bu tetiklemenin moleküler mekanizması henüz tam olarak bilinmemektedir. Grubumuz önceki çalışmalarında SARS-CoV-2 iki yeni proteinin bir inflamazom tetiklediği gösterilmiştir. Bu tez çalışmamızda, bu iki yeni proteinin NLRP3 inflamazomunu tetikleyip tetiklemediğini belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda iki deneysel yaklaşım kullanılmıştır. İlk olarak, insan HEK293FT fibroblast hücrelerinde SARS-CoV-2 proteinleri ve inflamazomu oluşturan proteinler transfekte edilmiş ve IL-1beta aktivasyonu western blot analizi ile belirlenmiştir. Bir diğer yaklaşam da moleküler simülasyon ile biyoinformatik olarak viral protein ve NLRP3'ün etkileşiminin öngörülmesi olmuştur. SARS-CoV-2 proteinlerinin testi, daha önce yayınlanmış ORF3a'nın yanı sıra, bir başka viral proteinin de IL-1beta kesimini NLRP3 inflamazom üzerinden tetiklediğini göstermiştir. NLRP3 ve viral proteinin moleküler modellemesi, bu proteinin inflamazom reseptörü NLRP3 ile etkileşebileceğini öngörmüştür. Tüm bu sonuçlar, kullandığımız deneysel sistemde yeni bir SARS-CoV-2 proteinin NLRP3 inflamamzomunu tetiklediğini göstermektedir. Ayrıca bu proteinin NLRP3'ün Pyrin bölgesi ile etkileşebileceği bulunmuştur. Tez çalışmamızdan elde edilen bu bulgular, Covid-19'un moleküler mekanizmasının anlaşılmasına ve bu viral proteini hedeflenerek daha efektif tedaviler geliştirilmesine katkı sağlayacaktır.