Mutations in MEFV cause alterations in neutrophil F-actin and phagocytosis dynamics

Abstract

Aim. To examine neutrophil F-actin, phagocytosis and macropinocytosis dymanics in patients with Familial Mediterranean Fever (FMF), in an effort to understand the mechanisms that regulate switch of neutrophil activation program. Methods. Whole blood neutrophils obtained from 37 attack-free FMF patients and 20 normal donors (ND) were activated with N-formyl-Met-Leu-Phe (fMLP), phorbolmyristate acetate (PMA) or lipopolysaccharide (LPS) and cellular F-actin content, phagocytosis and macropinocytosis determined by flow cytometry. F-actin oscillation amplitude and period were calculated from the curves generated by mathematical simulation giving the assumption that in neutrophil F-actin oscillates about a fixed point in a harmonic motion. Results. Unstimulated neutrophil F-actin content was markedly increased in FMF patients. fMLP- but not PMAor LPS-stimulated and Col-pretreated neutrophils where characterized by different pattern of F-actin dynamics and delayed time period of F-actin oscillation during FMF. Neutrophils from FMF patients failed to induce chemoattractant receptor desensitization during repeated action of fMLP, while in ND it occurred with significant reduction of F-actin oscillation amplitude and period. In FMF patients we observed significant enhancement of phagocytosis but not macropinocytosis amplitude and frequency. Conclusions. Impaired neutrophil F-actin, phagocytosis and macropinocytosis oscillations amplitude and frequency that tightly regulate switch of neutrophil activation program during its encounter with increasing concentration of chemoattractants may be a potential pathogenic mechanism causing aberrant resolution of inflammation during FMF. Keywords: familial Mediterranean fever, neutrophil, F-actin, phagocytosis, macropinocytosis, N-formyl-MetLeu-Phe, phorbolmyristate acetate.

Мета. Вивчення динаміки внутрішньоклітинного вмісту F-актину, фагоцитозу і макропіноцитозу нейтрофілів у хворих на сімейну середземноморську лихоманку (ССЛ) для визначення молекулярно-клітинних механизмів періодичної активації. Методи. Нейтрофіли цільної крові 37 хворих на ССЛ поза нападом і 20 нормальних донорів (НД) активували хемоатрактантним пептидом N-форміл-Мет-Лей-Фен (fMLP), форболміристатацетатом (PMA) або ліполісахаридом (LPS). Вміст клітинного F-актину, фагоцитоз і макропіноцитоз визначали методом проточної цитофлуориметрії. Амплітуду і період осциляції F-актину вираховували з кривих, отриманих методом математичної обробки даних, із допущенням, що F-актин осцилює гармонійними коливаннями навколо фіксованої точки. Результати. Вміст F-актину у нестимульованих нейтрофілах виявився достовірно вищим у хворих на ССЛ. fMLP-, але не PMA- або LPS-стимульовані і попередньо оброблені колхіцином нейтрофіли характеризувалися різними динамічними змінами у вмісті F-актину з подовженим періодом його осциляції при ССЛ. За повторної дії fMLP нейтрофіли хворих на ССЛ не індукували десенсибілізацію хемоатрактантних рецепторів, однак у НД десенсибілізація розвивалася із значним зменшенням амплітуди і періоду осциляції клітинного F-актину. У хворих на ССЛ виявлено істотне зростання амплітуди і періоду осциляції фагоцитарної активності, але не макропіноцитозу нейтрофілів. Висновки. Порушення динамічних змін фагоцитозу, макропіноцитозу і цитоскелета, які регулюють програми активації і дезактивації нейтрофілів за умов безперервної дії хемоатрактантів, може бути потенційним патогенетичним механізмом аберантної резолюції запалення при ССЛ. Ключові слова: сімейна середземноморська лихоманка, нейтрофіл, F-актин, фагоцитоз, макропіноцитоз, N-форміл-МетЛей-Фен, форболміристатацетат.

Цель. Изучение динамики внутриклеточного содержания F-актина, фагоцитоза и макропиноцитоза нейтрофилов у больных семейной средиземноморской лихорадкой (ССЛ) для выяснения молекулярно-клеточных механизмов периодической активации. Методы. Нейтрофилы цельной крови 37 больных ССЛ вне приступа и 20 нормальных доноров (НД) активировали хемоаттрактантным пептидом N-формил-Мет-Лей-Фен (fMLP), форболмиристатацетатом (PMA) или липолисахаридом (LPS). Содержание клеточного F-актина, фагоцитоз и макропиноцитоз определяли методом проточной цитофлуориметрии. Амплитуду и период осцилляции F-актина вычисляли из кривых, полученных методом математической обработки данных, с допущением, что F-актин осциллирует гармоничными колебаниями вокруг фиксированной точки. Результаты. Содержание F-актина в нестимулированных нейтрофилах оказалось достоверно выше у больных ССЛ. fMLP-, но не PMA- или LPS-стимулированные и предварительно обработанные колхицином нейтрофилы характеризовались разными динамическими изменениями в содержании F-актина с удлиненным периодом его осцилляции при ССЛ. При повторном воздействии fMLP нейтрофилы больных ССЛ не индуцировали десенсибилизацию хемоаттрактантных рецепторов, однако у НД десенсибилизация развивалась со значительным уменьшением амплитуды и периода осцилляции клеточного F-актина. У больных ССЛ выявлено существенное увеличение амплитуды и периода осцилляции фагоцитарной активности, но не макропиноцитоза нейтрофилов. Выводы. Нарушение динамических изменений фагоцитоза, макропиноцитоза и цитоскелета, регулирующих программы активации и дезактивации нейтрофилов в условиях непрерывного воздействия хемоаттрактантов, может быть потенциальным патогенетическим механизмом аберрантной резолюции воспаления при ССЛ. Ключевые слова: семейная средизимноморская лихорадка, нейтрофил, F-актин, фагоцитоз, макропиноцитоз, N-формил-МетЛей-Фен, форболмиристатацетат.