Date of Award

11-2023

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Molecular Biology and Biotechnology

Department

Biology

First Advisor

Dr. Khalid Muhammad

Abstract

Allergic contact dermatitis (ACD) is a common inflammatory disease caused by contact with an allergen and is a T-cell-mediated type IV hypersensitivity reaction. Shortchain fatty acids (SCFAs) showed the ability to modulate immune cells in case of inflammation. Pentanoate is one of the abundant SCFA that showed therapeutic ability by inducing interleukin-10 (IL-10) secretion in lymphocytes. IL-10-producing regulatory B cells have been shown to decrease different inflammatory responses; however, the overall role of B cells in ACD is not well studied. This project aims to explore the role of B cells during chronic ACD and their modulation with the SCFA pentanoate. A chronic contact hypersensitivity (CHS) mouse model was established in vivo by the hapten trinitrochlorobenzen (TNCB) and studied for allergic inflammatory responses by measuring ear swelling, cellular analysis and histology. The B and T cell subsets were analyzed by flow cytometry. The data showed a significant increase in tissue resident memory-like T cell subsets, the central memory T cell subset, and the total CD4+ T cells. Simultaneously, a significant decrease in regulatory T cell subsets, regulatory B cells and naïve T cells was observed. In vitro stimulation of B cells with pentanoate showed a significant increase in IL-10 and signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) gene expression, confirming the modulation of B cells into IL-10-producing regulatory B cells. After the adoptive transfer of these stimulated B cells followed by ACD induction, a significant decrease was observed in the inflammatory response of the acute CHS response and a mild effect on chronic CHS response. Our data showed that CHS responses can be modulated through pentanoate. Our research highlights the role of B cells in ACD and the therapeutic potential of pentanoate.

Arabic Abstract


تعديل التهاب الجلد التماسي التحسسي المزمن من خلال إعادة برمجة الخلايا البائية

التهاب الجلد التماسي التحسسي (ACD) هو مرض التهاب شائع يحدث بسبب التلامس مع مسبب حساسية، وهو النوع الرابع لرد فعل فرط الحساسية التي تتحقق بوساطة الخلايا التائية. اثبتت الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFAS) قدرتها على تعديل الخلايا المناعية في حالة الالتهاب البنتانوات  (pentanoate)هو أحد الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة الوفيرة التي أظهرت قدرة علاجية عن طريق تحفيز إفراز انترلوكين-10 في الخلايا اللمفاوية. أظهرت الخلايا البائية التنظيمية المنتجة للانترلوكين - 10- أنها تقلل الاستجابات الالتهابية المختلفة، ومع ذلك، لم يتم دراسة الدور العام للخلايا البائية في التهاب الجلد التماسي التحسسي بشكل جيد. يهدف هذا المشروع إلى استكشاف دور الخلايا البائية أثناء التهاب الجلد التماسي التحسسي المزمن وتعديلها باستخدام البنتانوات. تم إنشاء نموذج فأر لفرط حساسية الاتصال (CHS) مزمن في الجسم الحي بواسطة TNCB وتمت دراسته للاستجابات الالتهابية التحسسية عن طريق قياس تورم الأذن والتحليل الخلوي وعلم الانسجة. تم تحليل مجموعات فرعية من الخلايا البائية والتائية عن طريق قياس التدفق الخلوي. أظهرت البيانات زيادة كبيرة في المجموعات الفرعية للخلايا التائية الشبيهة بالذاكرة في الأنسجة جنباً إلى جنب مع المجموعة الفرعية لخلايا الذاكرة التائية المركزية وإجمالي خلايا كتلة التمايز (CD4) 4. في الوقت نفسه، لوحظ انخفاض كبير في مجموعات فرعية من الخلايا التائية التنظيمية والخلايا البائية التنظيمية والخلايا التائية الساذجة. أظهر التحفيز المختبري للخلايا البائية باستخدام البنتانوات زيادة كبيرة في التعبير الجيني للانترلوكين-10 و STAT3 مما أكد تعديل الخلايا البائية إلى خلايا بائية تنظيمية منتجة لانترلوكين -10. بعد النقل بالتبني لهذه الخلايا المحفزة متبوعة بتحريض التهاب الجلد التماسي التحسسي أظهر انخفاضاً كبيراً في الاستجابة الالتهابية لاستجابة  CHSالحادة وتأثيراً خفيفاً على استجابة CHS المزمنة. أظهرت بياناتنا أنه يمكن تعديل استجابات CHS من خلال البنتانوات. ويسلط بحثنا الضوء على دور الخلايا البائية في التهاب الجلد التماسي والإمكانات العلاجية للبنتانوات.

Download
COinS