Published October 18, 2019 | Version v1
Publication Open

Short-Term Fever-Range Hyperthermia Accelerates NETosis and Reduces Pro-inflammatory Cytokine Secretion by Human Neutrophils

  • 1. Academia Nacional de Medicina
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. Centro Científico Tecnológico - San Juan
  • 4. Universidad Maimónides
  • 5. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida
  • 6. University of Buenos Aires

Description

Fever is a hallmark of infections and inflammatory diseases, represented by an increase of 1-4°C in core body temperature. Fever-range hyperthermia (FRH) has been shown to increase neutrophil recruitment to local sites of infection. Here, we evaluated the impact of a short period (1 h) of FRH (STFRH) on pro-inflammatory and bactericidal human neutrophil functions. STFRH did not affect neutrophil spontaneous apoptosis but reverted the lipopolysaccharide (LPS)-induced anti-apoptotic effect compared with that under normothermic conditions. Furthermore, STFRH accelerated phorbol myristate acetate (PMA)-induced NETosis evaluated either by the nuclear DNA decondensation at 2 h post-stimulation or by the increase in extracellular DNA that colocalized with myeloperoxidase (MPO) at 4 h post-stimulation. Increased NETosis upon STFRH was associated with an increase in reactive oxygen species (ROS) production but not in autophagy levels. STFRH also increased NETosis in response to Pseudomonas aeruginosa challenge but moderately reduced its phagocytosis. However, these STFRH-induced effects did not influence the ability of neutrophils to kill bacteria after 4 h of co-culture. STFRH also significantly reduced neutrophil capacity to release the pro-inflammatory cytokines chemokine (C-X-C motif) ligand 8/interleukin 8 (CXCL8/IL-8) and IL-1β in response to LPS and P. aeruginosa challenge. Altogether, these results indicate that a short and mild hyperthermal period is enough to modulate neutrophil responses to bacterial encounter. They also suggest that fever spikes during bacterial infections might lead neutrophils to trigger an emergency response promoting neutrophil extracellular trap (NET) formation to ensnare bacteria in order to wall off the infection and to reduce their release of pro-inflammatory cytokines in order to limit the inflammatory response.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الحمى هي سمة مميزة للعدوى والأمراض الالتهابية، ممثلة في زيادة 1-4 درجة مئوية في درجة حرارة الجسم الأساسية. ثبت أن فرط الحرارة الحمى (FRH) يزيد من تجنيد العدلات في المواقع المحلية للعدوى. هنا، قمنا بتقييم تأثير فترة قصيرة (1 ساعة) من هرمون FRH (STFRH) على وظائف العدلات البشرية المسببة للالتهابات والجراثيم. لم يؤثر STFRH على موت الخلايا المبرمج التلقائي للعدلات ولكنه أعاد التأثير المضاد لموت الخلايا المبرمج الناجم عن عديد السكاريد الشحمي (LPS) مقارنة بالتأثير في ظل الظروف الحرارية العادية. علاوة على ذلك، تم تقييم NETosis المعجل من خلات الفوربول الميريستات (PMA) إما عن طريق إزالة تكاثف الحمض النووي عند التحفيز اللاحق لمدة ساعتين أو عن طريق الزيادة في الحمض النووي خارج الخلية الذي تم تحديد موقعه مع myeloperoxidase (MPO) عند التحفيز اللاحق لمدة 4 ساعات. ارتبطت زيادة NETosis على STFRH بزيادة في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) ولكن ليس في مستويات الالتهام الذاتي. كما زاد STFRH من NETosis استجابة لتحدي Pseudomonas aeruginosa ولكنه قلل بشكل معتدل من البلعمة. ومع ذلك، فإن هذه الآثار الناجمة عن STFRH لم تؤثر على قدرة العدلات على قتل البكتيريا بعد 4 ساعات من الثقافة المشتركة. كما قلل STFRH بشكل كبير من قدرة العدلات على إطلاق السيتوكينات الكيميائية المؤيدة للالتهابات (C - X - C motif) ligand 8/interleukin 8 (CXCL8/IL -8) و IL -1 β استجابة لتحدي LPS و P. aeruginosa. إجمالاً، تشير هذه النتائج إلى أن فترة الحرارة المرتفعة القصيرة والمعتدلة كافية لتعديل استجابات العدلات للقاء البكتيري. كما يشيرون إلى أن ارتفاع درجة الحرارة أثناء العدوى البكتيرية قد يؤدي إلى ظهور العدلات لتحفيز استجابة طارئة تعزز تكوين مصيدة خارج الخلية (NET) للعدلات لإيقاع البكتيريا من أجل منع العدوى والحد من إطلاق السيتوكينات المؤيدة للالتهابات من أجل الحد من الاستجابة الالتهابية.

Translated Description (French)

La fièvre est une caractéristique des infections et des maladies inflammatoires, représentée par une augmentation de 1 à 4 °C de la température corporelle centrale. Il a été démontré que l'hyperthermie fébrile (HFR) augmente le recrutement des neutrophiles dans les sites d'infection locaux. Nous avons évalué ici l'impact d'une courte période (1 h) de FRH (STFRH) sur les fonctions neutrophiles humaines pro-inflammatoires et bactéricides. La STFRH n'a pas affecté l'apoptose spontanée des neutrophiles mais a inversé l'effet anti-apoptotique induit par les lipopolysaccharides (LPS) par rapport à celui des conditions normothermiques. De plus, la STFRH a accéléré la NETose induite par l'acétate de myristate de phorbol (PMA) évaluée soit par la décondensation de l'ADN nucléaire à 2 h après la stimulation, soit par l'augmentation de l'ADN extracellulaire colocalisé avec la myéloperoxydase (MPO) à 4 h après la stimulation. L'augmentation de la NETose sur la STFRH était associée à une augmentation de la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS), mais pas des niveaux d'autophagie. La STFRH a également augmenté la NETose en réponse au défi Pseudomonas aeruginosa, mais a modérément réduit sa phagocytose. Cependant, ces effets induits par la STFRH n'ont pas influencé la capacité des neutrophiles à tuer les bactéries après 4 h de co-culture. La STFRH a également réduit de manière significative la capacité des neutrophiles à libérer le ligand 8/interleukine 8 (CXCL8/IL-8) et l'IL-1β des cytokines pro-inflammatoires chimiokine (motif C-X-C) en réponse au défi LPS et P. aeruginosa. Au total, ces résultats indiquent qu'une période hyperthermique courte et légère est suffisante pour moduler les réponses des neutrophiles à la rencontre bactérienne. Ils suggèrent également que les pics de fièvre pendant les infections bactériennes pourraient amener les neutrophiles à déclencher une réponse d'urgence favorisant la formation de pièges extracellulaires (NET) neutrophiles pour piéger les bactéries afin de bloquer l'infection et de réduire leur libération de cytokines pro-inflammatoires afin de limiter la réponse inflammatoire.

Translated Description (Spanish)

La fiebre es un sello distintivo de infecciones y enfermedades inflamatorias, representado por un aumento de 1-4 ° C en la temperatura corporal central. Se ha demostrado que la hipertermia de rango febril (FRH) aumenta el reclutamiento de neutrófilos a los sitios locales de infección. Aquí, evaluamos el impacto de un período corto (1 h) de FRH (STFRH) en las funciones proinflamatorias y bactericidas de los neutrófilos humanos. La STFRH no afectó la apoptosis espontánea de neutrófilos, pero revirtió el efecto antiapoptótico inducido por lipopolisacáridos (LPS) en comparación con el de las condiciones normotérmicas. Además, la NETosis inducida por miristato acetato de forbol (PMA) acelerada por STFRH se evaluó mediante la descondensación del ADN nuclear a las 2 h posteriores a la estimulación o mediante el aumento del ADN extracelular que se colocalizó con mieloperoxidasa (MPO) a las 4 h posteriores a la estimulación. El aumento de la NETosis sobre la STFRH se asoció con un aumento en la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), pero no en los niveles de autofagia. La STFRH también aumentó la NETosis en respuesta a la exposición a Pseudomonas aeruginosa, pero redujo moderadamente su fagocitosis. Sin embargo, estos efectos inducidos por STFRH no influyeron en la capacidad de los neutrófilos para matar bacterias después de 4 h de cocultivo. La STFRH también redujo significativamente la capacidad de los neutrófilos para liberar las citocinas proinflamatorias quimiocina (motivo C-X-C) ligando 8/interleucina 8 (CXCL8/IL-8) e IL-1β en respuesta a la exposición a LPS y P. aeruginosa. En conjunto, estos resultados indican que un período hipertérmico corto y leve es suficiente para modular las respuestas de los neutrófilos al encuentro bacteriano. También sugieren que los picos de fiebre durante las infecciones bacterianas podrían llevar a los neutrófilos a desencadenar una respuesta de emergencia que promueva la formación de trampas extracelulares de neutrófilos (NET) para atrapar las bacterias con el fin de evitar la infección y reducir su liberación de citocinas proinflamatorias con el fin de limitar la respuesta inflamatoria.

Files

pdf.pdf

Files (3.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9940014cfbef52f43b7d0181a1e6391e
3.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
ارتفاع الحرارة قصير المدى للحمى يسرع الانقسام الشمسي ويقلل من إفراز السيتوكين المؤيد للالتهابات بواسطة العدلات البشرية
Translated title (French)
L'hyperthermie à courte distance de la fièvre accélère la NETose et réduit la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires par les neutrophiles humains
Translated title (Spanish)
La hipertermia de rango febril a corto plazo acelera la NETosis y reduce la secreción de citoquinas proinflamatorias por los neutrófilos humanos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2980814029
DOI
10.3389/fimmu.2019.02374

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1572554526
  • https://openalex.org/W1831218682
  • https://openalex.org/W1863624731
  • https://openalex.org/W1920612549
  • https://openalex.org/W2016583616
  • https://openalex.org/W2023280240
  • https://openalex.org/W2032227357
  • https://openalex.org/W2036411191
  • https://openalex.org/W2046981685
  • https://openalex.org/W2068992138
  • https://openalex.org/W2081278295
  • https://openalex.org/W2082757358
  • https://openalex.org/W2091512988
  • https://openalex.org/W2097323348
  • https://openalex.org/W2104934425
  • https://openalex.org/W2116733047
  • https://openalex.org/W2118217258
  • https://openalex.org/W2129339954
  • https://openalex.org/W2133417893
  • https://openalex.org/W2145019007
  • https://openalex.org/W2146132876
  • https://openalex.org/W2157613247
  • https://openalex.org/W2157712155
  • https://openalex.org/W2166830385
  • https://openalex.org/W229371863
  • https://openalex.org/W2545649410
  • https://openalex.org/W2610321671
  • https://openalex.org/W2790058489
  • https://openalex.org/W2804394186
  • https://openalex.org/W2806145240
  • https://openalex.org/W2888168693
  • https://openalex.org/W2888725678
  • https://openalex.org/W2911027500
  • https://openalex.org/W2915717782
  • https://openalex.org/W2952825260