is Íslenska en English

Lokaverkefni (Meistara)

Háskóli Íslands > Heilbrigðisvísindasvið > Meistaraprófsritgerðir - Heilbrigðisvísindasvið >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/18199

Titill: 
  • Titill er á ensku Effect of chitin derivatives on macrophages. The role of chitinases and chitinase-like proteins
  • Áhrif kítín afleiða á átfrumur. Hlutverk kítínasa og kítínasa líkra prótína
Námsstig: 
  • Meistara
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    Chitin is considerably attractive for the use in clinical and biomedical research based on its properties. However, due to chitin’s insolubility in aqueous solutions, the deacetylated derivatives, chitosan and chitosan oligosaccharide (ChOS) have been attracting more interest in the biomedical setting. The bioactivity of these derivatives is often unclear. Conversion of chitin to chitosan and ChOS by various deacetylation techniques, gives a heterogeneous product of variable acetylation and size. The usage of poorly defined chitosan and ChOS is a recurrent problem in bioactivity studies, which makes it difficult to find the molecular mechanism behind the described bioactivity.
    This study uses five relatively well defined chitin derivatives (ChOS lactate, chitosan <30 µm, chitosan, ChOS and chitin hexamer) to examine the role of deacetylation and size of chitin derivatives on the responses of macrophages, cells of the innate immune system. Macrophage responses were evaluated by examining changes in secretion of the active chitinase chitotriosidase (Chit1) and the chitinase-like protein YKL-40, as well as pro-inflammatory cytokines and cytotoxicity following chitin derivative stimulation in two macrophage cell culture models; THP-1 macrophages and monocyte-derived macrophages (MDMs).
    100 µg/mL chitosan, chitosan <30 µm or ChOS lactate significantly decreased YKL-40 secretion in MDMs while having no effect on Chit1 secretion. THP-1 only decreased YKL-40 secretion in response to ChOS lactate. ChOS lactate displayed an inhibitory effect on YKL-40 secretion at lower concentrations than any of the other chitosan derivatives, which was attributed to the cytotoxic effect of the material that could be observed at concentrations as low as 20 µg/ml. The downregulation of YKL-40 secretion via ChOS lactate may be linked to the increased IL-1β secretion (inflammasome activation) via caspase-1 after successful phagocytosis of the ChOS lactate particles. None of the other chitin derivatives displayed any cytotoxicity, however, both chitosan and chitosan <30 µm did cause inflammasome activation, comparable though much milder than was seen in the presence of ChOS lactate.
    The differences in bioactivity of the chitosan derivatives can most likely be attributed to the chemical differences of the materials, i.e., deacetylation degree, molecular weight, and polysaccharide chain length. Generally, the ChOS lactate used in this study was smaller than the chitosan preparations and more deacetylated; whereas ChOS was the smallest of the derivatives tested, but had a higher degree of acetylation that most likely explains its inertia.

  • Eiginleikar kítíns gera það að áhugaverðum valkosti þegar kemur að notkun í heilbrigðisverkfræði og líftækni almennt. Vegna takmarkaðs vatnsleysanleika kítíns hafa afasetíleraðar afleiður þess, kítósan og kítósan fásykrur (ChOS), frekar verið notaðar. Lífvirkni slíkra sameinda er oft óljós. Breyting á kítíni yfir í kítósan og ChOS með ýmsum afasetíleringar aðferðum mynda fjölliður eða fáliður sem eru misstórar og hafa mismunandi afasetíleringarstig. Lífvirkni-rannsóknir á kítósani og ChOS standa því oft frammi fyrir því vandamáli að illa skilgreind efni er notuð sem veldur því að erfiðara er að finna út sameindalega ferla sem liggja að baki lýstrar lífvirkni.
    Í þessu verkefni voru notaðar fimm vel skilgreindar afleiður af kítíni (ChOS lactate, kítósan <30 µm, kítósan, ChOS og kítín sexliður) til að rannsaka m.a. hlutverk afasetíleringar og stærðar kítínafleiðanna á viðbragð stórátsfrumna, frumna ósérhæfða ónæmiskerfisins. Svörun stórátfrumna eftir örvun með kítín afleiðum var metin út frá breytingum í seytingu á virka kítínasans chitotriosidase (Chit1) og kítínasa-líka próteinsins YKL-40, ásamt bólgusvörun og eitrunaráhrifum í tveimur stórátfrumu líkönum; THP-1 stórátsfrumulínunni og einkjörnungaafleiddum stórátsfrumum (MDMs).
    100 µg/mL af kítósani, kítósani <30 µm og ChOS lactate lækkuðu marktækt seytingu á YKL-40 hjá MDMs, en hafði engin áhrif á seytingu Chit1. THP-1 frumur seyttu aðeins lægra magni af YKL-40 þegar þær voru meðhöndlaðar með ChOS lactate. ChOS lactate dró úr YKL-40 seytingu við lægri styrkleika en allar hinar kítósan afleiðurnar sem bendla má við eitrunaráhrif efnisins sem sást í styrkleikum niður í 20 µg/mL. Lækkunin á YKL-40 seytingu hélst í hendur við aukna IL-1β seytingu (inflammasóm virkjun), sem er háð upptöku á ChOS lactate sameindunum og virkjun caspase-1. Engin hinna kítín afleiðanna hafði eitrunaráhrif, hins vegar virkjuðu bæði kítósan og kítósan <30 µm líka inflammasómið, en höfðu vægari áhrif en ChOS latate. ChOS og kítín sexliðurnar höfðu engin áhrif á þá þætti sem skoðaðir voru í þessari rannsókn.
    Breytileikinn í lífvirkni kítósan afleiðanna má rekja til mismunandi efnasamsetningu þeirra, þ.e. stig afasetíleringar, stærð og lengd fjölsykrukeðju. ChOS lactate er almennt minna en kítósan efnin og afasetíleraðra. ChOS er aftur á móti minnsta afleiðan sem notuð var í rannsókninni, en þar sem það er minna afacetýlerað er það líkara kítíni sem gæti útskýrt hve óvirkt það er.

Samþykkt: 
  • 13.5.2014
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/18199


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
MSritgerð_SteinunnGudmundsdottir.pdf2.55 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna