Antiklamydiaalisten yhdisteiden vaikutus C. pneumoniae -infektion indusoimaan sytokiinien ja typpioksidin eritykseen

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201801151349
Title: Antiklamydiaalisten yhdisteiden vaikutus C. pneumoniae -infektion indusoimaan sytokiinien ja typpioksidin eritykseen
Author: Lohtaja, Milka
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Pharmacy
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2016
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201801151349
http://hdl.handle.net/10138/167530
Thesis level: master's thesis
Discipline: Farmaceutisk biologi
Pharmacological biology
Farmaseuttinen biologia
Abstract: Chlamydia pneumoniae is an intracellular bacterium that causes a variety of respiratory infections to humans such as pneumonia and bronchitis. In addition C. pneumoniae -infection has been associated with multiple chronic diseases of which the most important are atherosclerosis and vascular diseases, asthma, chronic obstructive pulmonary disease and different kinds of neurological disorders. C. pneumoniae is a very common pathogen that has the ability to hide in the system in a persistent chronic form out of reach of the immune defences. C. pneumoniae has been shown to infect many other cell types besides bronchial epithelial cells. These cells include monocytes, macrophages and vascular endothelial cells. C. pneumoniae induces the secretion of different kinds of cytokines and cell signalling molecules and the expression of adhesion molecules in all of these cell types. Too strong cytokine and immune response is detrimental to cells and to whole system. Currently available antibiotics aren't effective enough against C. pneumoniae -infection, especially against its chronic form. Furthermore, the lack of effective anti-chlamydial drugs impairs the research of the association between C. pneumoniae and chronic diseases. The aim of this study was to investigate the effect of anti-chlamydial compounds on the release of cytokines and cell signaling molecule, nitric oxide, induced by C. pneumoniae -infection in different cell types. These anti-chlamydial compounds are currently under the investigation in the faculty of pharmacy. In addition the anti-inflammatory properties of the compounds were further investigated with the help of lipopolysaccharide of another gram-negative bacterium E. coli. The groups of compounds investigated in this study were β2,2-amino acid derivatives, Schisandra chinensis -lignans, TE-compounds synthesized in Vienna and benzimidazole compounds synthesized in the faculty of pharmacy. There were four cell types used in this study, HL- and BEAS-2B-epithelial cells, THP-1-monocytes/macrophages and RAW264.7-macrophages. The study focused on the determination of vascular endothelial growth factor VEGF and interleukins IL-8, IL-10 and IL-12. The concentrations of cytokines in the cell medium were measured after infection using ELISA-method. Nitric oxide measurements were also determined from the medium using Griess' reagent. Immunofluorescence labeling was used to confirm the infection and the infection was verified by fluorescence microscope. In addition some of the compounds were tested for the cell viability using resazurin assay. All the groups of compounds showed desired effects on the release of cytokines and nitric oxide. Especially β2,2-amino acid derivatives reduced clearly the release of both cytokines and nitric oxide. β2,2-amino acid derivatives could thus be potential drug candidates for the development of anti-chlamydial and anti-inflammatory drugs. Schisandra chinensis -lignans inhibited especially the release of nitric oxide in both C. pneumoniae -infected and LPS-stimulated cells which may tell about their broad anti-inflammatory properties. There were also found desired results with TE-compounds and benzimidazole compounds. Interleukins were not secreted by any of the studied cells so that part needs more research and further investigation. Based on the results found in this study it can be concluded that the studied compounds could be potential lead compounds in the discovery of anti-chlamydial drugs and drugs that specifically inhibit C. pneumoniae -infection. Further research is needed concerning the effects of these compounds on cytokines and especially on chronic infection.Chlamydia pneumoniae on solunsisäinen gram-negatiivinen bakteeri, joka aiheuttaa ihmisille eriasteisia hengitystieinfektioita, kuten keuhkokuumetta ja keuhkoputkentulehduksia. Etenkin krooninen C. pneumoniae -infektio on yhdistetty lisäksi lukuisiin pitkäaikaissairauksiin, joista merkittävimpiä ovat ateroskleroosi ja sydän- ja verisuonitaudit, astma ja keuhkoahtaumatauti sekä neurologiset sairaudet. C. pneumoniae on erittäin yleinen patogeeni, jolla on kyky piileksiä elimistössä persistentissä kroonisessa muodossa elimistön immuunipuolustuksen ulottumattomissa. C. pneumoniae:n on havaittu kykenevän infektoimaan keuhkoepiteelisolujen lisäksi monia muita solutyyppejä, kuten monosyyttejä, makrofageja ja verisuonen endoteelisoluja. Se indusoi kaikissa näissä soluissa erilaisten sytokiinien ja viestiaineiden eritystä sekä adheesiomolekyylien ilmentymistä. Liiallinen sytokiini- ja immuunivaste on haitallinen soluille ja elimistölle. Tällä hetkellä käytössä olevat antibiootit eivät ole tarpeeksi tehokkaita C. pneumoniae -infektion torjumiseksi, etenkään sen kroonisen muodon. Tehokkaiden antiklamydiaalisten yhdisteiden puuttuminen hankaloittaa lisäksi C. pneumoniae:n ja kroonisten sairauksien yhteyden tutkimista. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää farmasian tiedekunnassa tutkimuksen alla olevien antiklamydiaalisten yhdisteiden vaikutuksia C. pneumoniae -infektion indusoimaan sytokiinien ja solujen viestiaineen, typpioksidin, eritykseen eri solutyypeissä. Lisäksi yhdisteiden anti-inflammatorisia vaikutuksia selvitettiin toisen gram-negatiivisen bakteerin, E. coli:n, lipopolysakkaridin indusoiman typpioksidin avulla. Tutkimuksessa käytetyt yhdisteryhmät olivat β2,2-aminohappojohdannaiset, Schisandra chinensis -lignaanit, Wienissä syntetisoidut TE-yhdisteet sekä farmasian tiedekunnassa syntetisoidut bentsimidatsoliyhdisteet. Tutkimuksessa käytettiin neljää eri solutyyppiä, HL- ja BEAS-2B-epiteelisoluja, THP-1-monosyyttejä/makrofageja sekä RAW264.7-makrofageja. Sytokiineista tutkimuksen kohteena olivat verisuonen endoteelin kasvutekijä VEGF ja interleukiinit IL-8, IL-10 ja IL-12. Sytokiinien pitoisuuksien mittaaminen tehtiin ELISA-menetelmällä mittaamalla sytokiinien pitoisuudet soluviljelymediumista infektoinnin jälkeen. Typpioksidimääritykset tehtiin myös soluviljelymediumista Griessin reagenssin avulla. Infektioiden varmistamisessa käytettiin immunofluoresenssivärjäystä ja infektio todettiin fluoresenssimikroskoopilla. Lisäksi osa yhdisteistä testattiin solujen elinvoimaisuustutkimuksessa resatsuriinin avulla. Kaikki yhdisteryhmät osoittivat toivottuja vaikutuksia sytokiinien ja typpioksidin eritykseen. Etenkin β2,2-aminohappojohdannaiset vähensivät sekä VEGF:n että typpioksidin eritystä selvästi. β2,2-aminohappojohdannaiset voivatkin olla potentiaalisia lääkeainekandidaatteja antiklamydiaalisten ja anti-inflammatoristen aineiden kehityksessä. Schisandra chinensis -lignaanit estivät erityisesti typpioksidin eritystä sekä C. pneumoniae:n että E. coli:n indusoimana, mikä kertoo niiden laajoista anti-inflammatorisista vaikutuksista. Myös TE-yhdisteillä ja bentsimidatsoleilla saatiin toivotun suuntaisia vasteita aikaiseksi. Interleukiineja ei saatu erittymään mistään soluista, joten se osio vaatii uusia tutkimuksia ja lisäselvityksiä. Tämän tutkimuksen tulosten perusteella tutkittuja yhdisteitä voidaan pitää potentiaalisina johtolankamolekyyleinä anti-inflammatoristen ja C. pneumoniae -infektiota estävien lääkkeiden kehityksessä. Jatkotutkimuksia yhdisteiden vaikutuksista sytokiineihin ja etenkin krooniseen infektioon tarvitaan lisää.
Subject: C. Pneumoniae
cytokines
nitric oxide
anti-chlamydial compounds
drug discovery
sytokiinit
typpioksidi
antiklamydiaaliset yhdisteet
lääkekehitys


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Milka Lohtaja_Pro Gradu PDF.pdf 2.044Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record