In vivo studies of asc specks as antigen delivery vehicles

Abstract

NLRP3, NLRC4 ve AIM2 enflamazom kompleklerinin esas bileşenlerinden biri olan ASC proteini 22 kDA'luk bir adaptör proteindir. ASC proteini kaspaz-1'i aktifleştirmesi ile enflamatuar ve piroptotik sinyal yolaklarında önemli işlevler üstlenmiştir. ASC proteini, uyarılmamış hücrelerde sitozolde dağınık halde bulunur iken uyarılma halinde çekirdeğe yakın mesafede toplaşarak küresel zerrecik oluştururlar. ASC proteinin hümoral bağışıklık gelişimindeki önemi doğal fenotipteki ve ASC proteini susturulmuş farelerin MF59 adjuvantlı influenza aşısıyla aşılanmaları sonrasında gösterilmiştir. Ek olarak, ASC zerrelerinin hücreler arası iletişimdeki önemi piroptoz sonrası hücre dışına salınan ASC zerrelerinin fagositoz edilmesi sonrasında diğer makrofajların aktive olması ile gösterilmiştir. Daha önce ASC zerrelerinin model antijen ovalbumin ile yüklenebildiğini, OVA yüklü ASC zerrelerinin saflaştırılabildiğini ve makrofajların bu zerreleri fagositoz edebildiklerini rapor etmiştik. Ayrıca makrofajların ASC zerrelerini fagositoz yoluyla içlerine alıp yapıtaşlarına ayırdıklarını da gösterdik. Bu bilgilere dayanarak, ASC zerrelerinin fare vücudundaki uzun süren dayanıklıklarını ve önemli bağışıklık organı olan dalakta toplandığını gösterdik. Daha sonra H5 & OVA yüklü ASC zerrelerini kullandığımız fare deneylerinde bağışıklığın uyarılmasını kontrol ettik. Antijen spesifik IgG titrelerini karşılaştırarak ASC zerrelerinin H5N1 virüsüne karşı H5 gönderim aracı olarak kullanılabileceğini gösterdik. Ayrıca, bağışıklık kazandırma ve tümör oluşturma deneylerimiz ispatladı ki ASC zerreleri aşı teknolojisinde yeni bir adjuvant yöntemi olarak kullanılabilir. Tümör oluşumunda ASC zerrelerinin tümör karşıtı etkisi ASC zerrelerinin tümöre karşı geliştirilmesi için de bize bir fırsat sunuyor.

ASC is a 22 kDa adapter protein which is an essential component of the NLRP3, NLRC4 and AIM2 inflammasome complexes. ASC has critical functions in inflammatory and pyroptotic signaling pathways via activating caspase-1. In unstimulated cells, the ASC protein is soluble in the cytosol however upon stimulation it forms globular speck structures in close proximity to the nucleus. The importance of the ASC protein in the development of humoral immunity has been demonstrated upon vaccination of wild type and ASC knock-out mice with MF59-adjuvanted influenza vaccine. Moreover, the importance of ASC specks in cell-to-cell communication by activation of other macrophages via phagocytosis of extracellular ASC specks after pyroptosis has been demonstrated. We previously reported that ASC specks can be loaded with the model antigen ovalbumin and OVA-loaded ASC specks can be purified and fed to macrophages, which engulf the ASC-specks via phagocytosis and start degrading the protein constituents. Based on these informations, we have shown the long lasting stability of ASC specks inside the mice's bodies and its localisation to the important immune organ, spleen. Then, we checked the stimulation of immunity in in vivo mice studies using H5 (protein coat of H.Influenza virus) & OVA loaded ASC specks. Comparing the antigen specific IgG titers, we demonstrated that we can use ASC specks as H5 antigen delivery vehicle against H5N1 virus. Also, our immunisation and tumor development experiments proved that ASC specks can be used as a novel adjuvant modality in vaccine technology. Anti-tumor effect of ASC specks on tumor development provides an opportunity for us to improve ASC specks against tumor.