Vi har tidligere vist at intracellulært komplement, spesielt C5 systemet, bidrar til NLRP3 inflammasom aktivering når monocytter og makrofager utsettes for faresignaler. Den eksakte mekanismen for hvordan intracellulært komplement regulerer inflammasjons responser har ikke blitt etablert i detalj. Vi har identifisert intracellulære kilder av C3 splitt produktene C3a og C3bc i både hvilende og i LPS-stimulerte makrofager. En interessant observasjon er at C3bc er lokalisert til endosomale strukturer der vi også observerer NLRP3 inflammasom. Vi har fått klare data som viser at C3 er involvert i inflammasom aktivering. Ved å bruke C3 knock out celler finner vi at kløyving av pro-caspase-1 og pro-IL-1ß er signifikant redusert. Også mRNA for IL-1ß er redusert. Dette tyder på at C3 er involvert i priming trinnet i NLRP3 aktiveringen via en mekanisme som involverer NFkappaB. Dette underbygges av at fosforyleringen av IKK?/ß er kraftig redusert i stimulerte C3 knock out celler, men ikke i C3aR knock out celler, noe som tyder på at effekten av intracellulær C3 i inflammasome aktivering er uavhengig av C3aR. Våre data tyder også på at en konvertase som kløyver C3 kan være involvert i inflammasom aktivering. Vi finner at konvertasehemmeren CP-40 (tidligere kalt compstatin) kan hemme kløyving av pro-IL-1ß når den transfekteres inn i makrofagene. Et annet aspekt av prosjektet har vært å etablere hvilken rolle Rab11-FIP2 (FIP2) har i inflammasom aktivering og hvordan den kontrollerer traffikering av C5aR1. For at Rab11a eller Rab11b skal utføre sin motorfunksjon og transport av endosomer inne i cellen, må den bindes til FIP2 som fungerer som et effektor protein for Rab11. FIP2 utfører transport av kargo langs aktin filamenter. Vi har i perioden generert en mengde data som viser at FIP2 har en essensiell viktig rolle for NLRP3 oppbygging og aktivering, og vi har også avdekket mekanismer som forklarer mye av denne FIP2 effekten. Vi har funnet at FIP2 også kontrollerer IKKß aktivering via enzymet TAK1. En viktig observasjon vi har gjort er at Rab11b, men ikke Rab11a, styrer NLRP3 inflammasom aktivering gjennom sitt motorprotein FIP2.
The liver-derived and plasma-circulating complement system is a key member of the host’s repertoire of pathogen- and damage-associated molecular pattern (PAMP and DAMP) sensors. Pathogen sensing in blood triggers activation of C3 (complement component 3) into C3a and C3b and of C5 into C5a and C5b, by C3 and C5 convertases, respectively. These complement activation fragments together mediate the opsonization and removal of invading microbes, mobilization of immune cells, and induction of a general inflammatory reaction. Recent work has led to the unexpected discovery of a cell-autonomous, intracellularly active complement system, termed the complosome. We have just recently shown that macrophages have an intracellular C5 system and recruit intracellular C5a receptor 1 (C5aR1) for inflammatory responses after sensing of danger signals. Unexpectedly, C5aR1 mediates these inflammatory effects by interacting with C5a on the mitochondria. Our findings raise several new and important questions that need to be addressed. The project will explore intracellular trafficking mechanisms of C5a and C5aR1 that control mitochondrial reactive oxygen species production and inflammasome activation. We aim to find the signalling mechanisms used by C5aR1 on mitochondria, and the role of intracellular complement in bacteria-induced killing of macrophages. It will also be examined if the intracellular C5 system controls cytosolic immune sensing of DNA and RNA. Obtained results will have high general relevance and potential as it provides novel insight into mechanisms of how macrophages respond to sterile and infectious danger.
