Immunomodulation of dendritic cells by adenylate cyclase toxin from B. pertussis

Abstract

Bordetella pertusis je gram-negativní bakterie, která způsobuje onemocnění černý kašel. Mezi hlavní faktory virulence této bakterie se řadí adenylát cyklázový toxin (CyaA), který se uplatňuje v kolonizaci hostitele. Toxin se váže s vysokou afinitou na myeloidní fagocyty nesoucí na svém povrchu CD11b/CD18 integrin, proniká do jejich cytosolu a negativně ovlivňuje jejich schopnost fagocytosy, chemotaxe a oxidativního vzplanutí. Dále také CyaA ovlivňuje spektrum sekretovaných cytokinů u dendritických buněk (DC) stimulovaných LPS a moduluje jejich maturaci tím, že působí na expresi ko-stimulačních molekul. V této práci jsme se zabývali vlivem CyaA toxinu na schopnost myších DC z kostní dřeně presentovat ovalbuminové epitopy vnesené CyaA-AC- toxoidem a aktivovat CD4+ a CD8+ T-buňky. Dále jsme se snažili zjistit, zda DC ovlivněné působením CyaA snižují CD4+ T buněčnou odpověď v důsledku sníženého antigenního příjmu nebo jeho zpracování pro presentaci na MHC molekulách II. třídy. CyaA také snižuje CD8+ T-buněčné odpovědi, proto jsme se zaměřili na vliv toxinu na proteolytickou aktivitu proteasomu a na možné ovlivnění prezentace peptidů na MHC molekulách I. třídy. Zjistili jsme, že zvýšená hladina cAMP v DC snižuje presentaci ovalbuminových epitopů vnesených CyaA-AC- toxoidem na MHC molekulách I. a II....

Adenylate cyclase toxin (CyaA) produced by the causative agent of whooping cough Bordetella pertussis, is a key virulence factor important for colonization of the host. CyaA targets preferentially myeloid phagocytes expressing CD11b/CD18 integrin. By elevating cytosolic cAMP in the host cells, CyaA interferes with their phagocytic, chemotactic and oxidative burst capacities. Furthermore, CyaA modulates the secretion of cytokines and the maturation state in LPS-stimulated dendritic cells (DC) by affecting the expression of costimulatory molecules. In this study, we investigated the effects of CyaA on the capacity of murine bone-marrow DC to prime CD4+ and CD8+ T cells in response to ovalbumin epitopes delivered by the CyaA-AC- toxoid, as a model antigen. Further, we examined the possible impact of CyaA on the antigen uptake and processing for MHC class I and II-restricted presentation by DC, as we previously observed a decreased T cell stimulatory capacity of CyaA-treated DC in response to soluble ovalbumin. We found out that the high levels of cAMP generated by CyaA in LPS-stimulated DC account for the decreased presentation of ovalbumin epitopes carried by CyaA-AC- toxoid on MHC class I and II molecules, thereby impairing the CD8+ and CD4+ T cell responses. Whereas CyaA did not influence the...