Investigation of the role of cGAMP in differentiation of T lymphocytes

STING, hem patojen ve konağın kendi sitozolik çift iplikli DNA (çiDNA) sının hem de mikrop kaynaklı siklik di-nükleotidlerin tanınmasında önemli bir mediyatördür. STING ya DNA'nın kendisini ya da cGAMP molekülünü tanır. cGAMP molekülü DNA'nın cGAS enzimine bağlanması sırasında ATP ve GTP'nin dönüştürülmesiyle oluşmaktadır. Hücre içi patojenlere karşı geliştirilen strateji STING'i ideal bir hedef yaptığı gibi, konağın kendi DNA'sının tanınması sonucu verilen tepki tümöre karşı geliştirilen immün yanıt açısından önemlidir. Daha önceki çalışmalar göstermiştir ki; kanser hücrelerinden salınan DNA, makrofaj ve dendiritik hücreler gibi doğal bağışıklık sistemi hücreleri tarafından tümör mikro çevresinde hücre içine alınır. Bu internalizasyon STING'in tetiklediği yolak üzerinden IFN-β ve IL-6, TNF-α, ve IL-12 gibi diğer pro-enflammatuar sitokinlerin salınımını tetikler. Daha sonra bu sitokinler IFNγ üretimini artırarak CD8+ T hücrelerinin sitotoksik aktivitelerini artırırlar. Aşı adjuvanlarının öne çıkan özelliklerinden biri de T hücre bağışıklığının artırılmasını sağlamaktır. Bu sebeple cGAMP gibi siklik di-nükleotidler hücre içi patojen ve kanser hücrelerine karşı önemli ve etkili bir aşı adjuvanıdırlar. STING'i aktive eden siklik di-nükleotidler özgün ve potansiyel aşı adjuvanları olarak öngörülseler de, STING mekanizmasının farklı bağışıklık sistemi hücreleri üzerindeki etkilerinin açığa çıkarılması için daha kapsamlı bir çalışma gerekmektedir. Bu çalışmalar, başarılı insan deneylerinin başlamasının önünü açacaklardır. Aşı adjuvan geliştirirken, immün tepkinin niteliği, şiddeti ve toksik yan etkileri önemli kriterler arasında yer almaktadır. Bu kriterleri belirmek için doğal ve sonradan kazanılan bağışıklık sistemi hücrelerinin tümü göz önünde bulundurulmalıdır. Fakat, şu ana kadar yapılan tüm çalışmalar cGAMP etkisinin sadece doğal bağışıklık sistemi üzerine etkilerini araştırmaktadır. Bugüne dek, T hücrelerinde STING yolağının aktivasyon şelalesini açıkça gösteren hiç bir çalışma bulunmamaktadır. Bu bulgular ışığında, biz bu çalışmada cGAMP'ın T hücreleri üzerindeki direkt etkisini ve fonksiyonunu araştırmayı amaçladık. Bu alanda herhangi bir ön veri olmadığı için ilk olarak Pan T hücreleri sadece cGAMP veya cGAMP ile birlikte bazı TLR ligandlarıyla stimüle edildiler. Bu stimülasyon sonucunda, sitokin profilleri ve hücrelerin durumu kontrol edildi. Şaşırtıcı bir şekilde, cGAMP 2.5μg/ml dozu makrofaj ya da dendiritik hücreler üzerinde hiç bir etki göstermezken, T hücreleri üzerine toksik etkisi olmuştur. Hücre ölümü etkisi yanı sıra, cGAMP, Pan T hücreleri içindeki hem CD4+ hem de CD8+ T hücrelerinin IL-17 salınımı ilginç şekilde artırmıştır. Bunun yanı sıra; Pan T hücreleri içinde CD4+/CD8+ oranı ciddi şekilde artmıştır. Bu sonuçlardan sonra, IL-17 kaynağını aramayı hedefledik. cGAMP'ın IL-17 indükleme kapasitesi farelerden pürifiye eldilen CD4+ T hücreleri üzerinde araştırılmıştır. Beklenmedik bir şekilde, cGAMP CD4+ T hücreleri üzerinde toksik etki gösterip, IL-17 salınımını etkilememiştir. Bundan sonra, cGAMP'ın Pan T üzerine olan toksik etkisini IL-17 salınımını etkilemeyecek şekilde azaltan bir durum bulmayı amaçladık. Pan T hücreleri cGAMP ve R848 (TLR7 ligandı) ile stimüle edildiğinde IL-17 salınımı artarken, toksik etkinin azaldığı gözlemlenmiştir. Son olarak, cGAMP ile stimüle edilmiş T hücrelerinin potansiyeli araştırılmıştır. Sonuçlarımıza göre, cGAMP ile stimüle edilmiş T hücrelerinin salgıları makrofaj aktivasyonuna yol açmıştır. Tüm bunlar göz önüne alındığında, sonuçlarımız T hücrelerinin cGAMP kullanılarak STING'e bağlı direkt aktivasyonları ve buna bağlı makrofajlar üzerine etkilerinin immünoterapötik amaçlar üzerine kullanılmasına dikkat çekmektedir. Ayrıca, IL-17 salınımı önemli bir bulgu olmakla beraber, mukozal enfeksiyonlara ve kansere karşı aşı adjuvanı olarak koşullanabilir. Anahtar kelimeler: cGAMP, STING, T lenfositleri, apoptoz, immün cevap, adjuvan