Immunomodulatory effects of TLR ligands and polysaccharide combinations: Strategies to augment innate immune response

Abstract

Mikrobiyal enfeksiyonlar birçok TLR ulagının, dogal bagısıklık hücreleriniyönlendirmis oldugu sinyal yolaklarını baslatır. Bazı TLR'lar Th1 egilimli bagısıklıkcevabını harekete geçirirken, digerleri Th2'nin baskın oldugu bagısıklık yanıtınaneden olabilirler. Hücre yüzeyi (TLR1, 2, 4, 5, 6, 10, ve 11) ve endozomlara baglıTLR'lar (TLR3, 7/8, ve 9) farklı bagısıklık tepkileri ve sitokin salımlarıgerçeklestirebilir. Bu TLR alt sınıflarını birbirleriyle beraber karıstırıp kullanarak,sinerjistik ve karsıtık etkilerini anlayarak daha etkin immün tedavi formülasyonlarıelde edilebilir. Bazı kararsız TLR ulaklarını bagısıklıkla ilgili hücrelere iletilene kadarkararlı tutup, salacak tasıyıcıları tasarlamak da basa çıkılması gereken bir sorundur.Tezin ilk kısmında, bagısıklık hücreleri üzerine en çarpıcı fark yaratan TLRbilesenleri ortaya çıkarılıp etkin dozları tayin edilecektir. Sonra, mantar kökenlipolisakkaridlerin (PS) dogal bagısıklıgı uyarıcı özellikleri karakterize edilecektir. Sonolarak da en etkin PS tasıyıcısıyla nükleik asit ulaklarının kompleksleri olusturulupkontollu salım aracı olarak bagısıklık hücrelerini uyarma siddeti dökümanlanacaktır.Özetle, bulgularımız farklı mantarlardan saflastırılan degisik PS tiplerininbagısıklıgı etkinlestirici ve diger ilgili uyarıcı ulakların salımı için TLR2/6 almacınahedeflenerek uyardıgını göstermektedir. Ayrıca, degisik ulak karısımları, TLRulaklarının tek tek kendi baslarına yaptıkları immün etkiye göre, birlesimlerin buetkiyi oldukça çok arttırdıgı da saptanmıstır.Bu bilgiler, çesitli bulasıcı ya da lokal ve sistematik hastalıkların tedavisi için,PS temelli etkin DNA/RNA ulaklarını tasıyabilen daha güçlü etki gösterebilenimmünterapi yaklasımlarının yolunu açacaktır.Anahtar kelimeler: TLR, polisakkarit, karısım, dogal bagısıklık, ası, immün tedavisi

Microbial infection initiates multiple TLR ligand mediated signaling cascadeon innate immune cells. While some TLRs trigger a Th1 biased immune activation,others may lead to a Th2 dominant immune response. Extracellular (TLR1, 2, 4, 5, 6,10, and 11) vs endosome-associated TLRs (TLR3, 7/8, and 9) display differentialimmune activation and cytokine milieu. Understanding contrasting and synergisticbehaviors of these TLR subclasses when mixed together may lead to more potentformulations for immunotherapy. Delivery and retaining the stability of nucleic acidbased labile TLR ligands to the site of immunologically relevant cells is also achallenge.In the first part of the thesis, optimum TLR combinations with differentialimmune effects will be brought into light. Next, immunomodulatory effect of anatural polysaccharide (PS) will be characterized. Finally the ability of a PS carrier toform complex with ligands of nucleic acid sensing TLRs and its potential as acontrolled delivery vehicle to stimulate the immune cells will be documented.In brief, our results suggest that different PS types extracted from variousmushroom sources are immunostimulatory and are targeted to TLR2/6 for delivery ofother relevant stimulants. Moreover, certain TLR ligand combinations can beharnessed to induce more robust immune activation compared to their stand alonecounterparts.This knowledge will pave the way for establishing an effective PS basedcarrier of DNA/RNA ligands thus, more effective immunotherapeutic strategies fortreating infectious and other local or systemic diseases be possible.Keywords: TLR, polysaccharide, cooperation, innate immunity, vaccine,immunotherapy