Contribution of hematopoietic stem and progenitor cells to trained immunity

Abstract

This thesis explores the novel concept of trained immunity, a recently recognized form of innate immune memory, with a particular focus on the role of hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs). Traditionally, immunological memory has been attributed exclusively to the adaptive immune system. However, recent studies have demonstrated that innate immune cells, such as monocytes, macrophages, and natural killer cells, can also exhibit enhanced responses upon re-exposure to pathogens. These mature cells have a short lifespan; thus, upstream hematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) must retain memory. Upon exposure to pathogens, HSPCs undergo epigenetic and metabolic changes, enabling them to mount a faster and more efficient response to secondary infections. Furthermore, trained HSPCs give rise to mature cells that also retain certain advantages in responding to subsequent infections. The present study reviews the existing literature to elucidate the cellular and molecular mechanisms by which factors such as β-glucan, lipopolysaccharide (LPS), and Bacillus Calmette- Guérin (BCG) vaccine induce trained immunity in HSPCs. These stimuli lead to epigenetic modifications, including histone methylation and acetylation, as well as changes in metabolic pathways such as glycolysis and fatty acid...

Tato bakalářská práce zkoumá nový koncept trénované imunity, nedávno rozpoznanou formu vrozené imunologické paměti, se zvláštním zaměřením na roli hematopoetických kmenových a progenitorových buněk (HSPCs). Tradičně byla imunologická paměť přisuzována výhradně adaptivnímu imunitnímu systému. Nicméně, nedávné studie prokázaly, že i buňky vrozeného imunitního systému, jako jsou monocyty, makrofágy a přirozené zabíječské buňky, mohou vykazovat zvýšené reakce při opakovaném vystavení patogenům. Tyto zralé buňky mají krátkou životnost, a proto musí paměť uchovávat nadřazené hematopoetické kmenové a progenitorové buňky (HSPCs). Při vystavení patogenům procházejí HSPCs epigenetickými a metabolickými změnami, které jim umožňují rychleji a účinněji reagovat na sekundární infekce. Trénované HSPCs také dávají vzniknout zralým buňkám, které si uchovávají určité výhody při reakci na následné infekce. Současná studie přehodnocuje existující literaturu, aby objasnila buněčné a molekulární mechanismy, kterými faktory jako β-glukan, lipopolysacharid (LPS) a vakcína Bacillus Calmette- Guérin (BCG) indukují trénovanou imunitu v HSPCs. Tyto podněty vedou k epigenetickým modifikacím, včetně metylace a acetylace histonů, stejně jako ke změnám v metabolických cestách, jako jsou glykolýza a syntéza mastných kyselin, což...