Signalizace adenylátcyklázového toxinu bakterie Bordetella pertussis v makrofázích.

Abstract

Souhrn Adenylátcyklázový toxin je klíčovým faktorem virulence bakterie Bordetella pertussis, která způsobuje onemocnění černý kašel. Primárním cílem tohoto toxinu v hostitelském organismu jsou myeloidní fagocytické buňky nesoucí integrin CD11b/CD18 (αMβ2, CR3, Mac-1). Již dříve bylo ukázáno, že CyaA inhibuje zvýšením hladiny cytozolického cAMP schopnost makropinocytózy a fagocytózy v buňkách. Tato práce se zabývá studiem signální dráhy, která je zodpovědná za inhibici makropinocytózy právě přes zvýšenou vnitrobuněčnou koncentraci cAMP. Pomocí specifických aktivátorů proteinové kinázy A (PKA) a proteinu Epac jsme ukázali, že za inhibici makropinocytózy v buňkách je zodpovědná zvýšená vnitrobuněčná hladina cAMP, která dále vedla k aktivaci proteinu Epac. Dále jsme prokázali, že transfekce makrofágů konstitutivně aktivní variantou proteinu Rap1 (efektorem proteinu Epac) vedla k inhibici makropinocytózy. Naopak, exprese dominantně negativní varianty Rap1 vyvolala zvýšení makropinocytózy. Dále jsme ukázali, že inhibice jak tyrozínových fosfatáz, tak proteinové fosfatázy 2A (PP2A) vedla k obnově makropinocytózy, která byla před tím inhibovaná zvýšenou hladinou cAMP v buňkách. Získané výsledky naznačují, že signalizace cAMP přes proteiny Epac/Rap1, případně přes proteinovou fosfatázu 2A a tyrozínové fosfatázy vede...

Adenylate cyclase toxin (CyaA) is a key virulence factor of Bordetella pertussis, the causative agent of whooping cough. The toxin targets primarily myeloid phagocytes expressing CD11b/CD18 (αMβ2, CR3, Mac-1) and by elevation of cytosolic cAMP levels it paralyses their macropinocytic and opsono-phagocytic functions. Here, we dissected the cAMP-regulated pathway responsible for the block of macrophage macropinocytosis and characterized the capacity of CyaA-treated macrophages to shut- down Akt (protein kinase B, PKB) signaling; that controls nitric oxide (NO) production by macrophages. By using specific activators of protein kinase A (PKA) and for the exchange protein activated by cAMP (Epac), we show that activation of the cAMP effector Epac inhibits macropinocytosis in macrophages. Moreover, upon transfection of macrophages by the constitutively active and dominant negative variants of a downstream effector of Epac, the small GTPase Rap1, inhibition or upregulation of macrophage macropinocytosis was observed, respectively. It was reported previously that the Epac/Rap1 pathway regulates activity of tyrosin phosphatase SHP-1 as well as of protein phosphatase 2 A (PP2A). We show that inhibition of both tyrosin phosphatases and PP2A interferes with CyaA-mediated block of macropinocytosis. These...