THE ROLE OF NEUTROPHILS IN REGULATING DISEASE SEVERITY OF VIRAL SEXUALLY TRANSMITTED INFECTIONS

点击翻译按钮获取中文摘要

PROJECT SUMMARY  Herpes  simplex  virus-­2  (HSV-­2)  is  the  major  causative  agent  of  genital  herpes,  an  incurable  sexually  transmitted infection that disproportionately infects women and poses a global health burden. Genital herpes is  associated  with  recurrent  symptoms  that  lead  to  tissue  damage  in  the  genital  tract,  and  this  pathology  has  been  proposed  as  a  mechanism  for  increased  susceptibility  to  other  viral  sexually  transmitted  infections  such  as  human  immunodeficiency  virus  (HIV)2,3.  The  cellular  and  molecular  mechanisms  that  lead  to  inflammation  and  tissue  damage  within  the  female  genital  tract  during  HSV-­2  infection  are  poorly  understood.  Neutrophils  are  highly  destructive  innate  immune  cells  that  patrol  the  vagina  at  the  steady  state4.  The  role  of  neutrophils  during  viral  sexually  transmitted  infections  is  not  well  defined.  Our  data  show  that  neutrophils  drive  a  pathogenic  response  against  HSV-­2.  Depletion  of  neutrophils  prior  to  infection  resulted  in  significantly  attenuated disease severity and tissue damage without affecting viral titers, suggesting that immunopathology  plays  a  key  role  in  genital  herpes.  Neutrophils  are  capable  of  multiple  effector  functions,  including  cytokine  secretion.  After  neutrophil  depletion,  there  was  a  profound  reduction  in  IL-­1b  levels  in  the  vagina,  and  the  majority  of  IL-­1b  expressing  cells  in  the  vagina  after  HSV-­2  infection  were  neutrophils,  suggesting  that  neutrophil-­mediated  disease  during  HSV-­2  infection  may  be  driven  by  this  pleiotropic  pro-­inflammatory  cytokine.  A  multitude  of  factors  can  activate  the  neutrophil  response,  including  virus-­  and  bacteria-­derived  products.  Transient  perturbation  of  the  vaginal  microbiota  led  to  an  increase  in  neutrophil  numbers  in  the  vaginal  tissue,  suggesting  that  vaginal  bacteria  may  play  a  role  in  regulating  neutrophil-­dependent  tissue  damage during genital herpes. Together, this proposal aims to dissect the mechanisms of neutrophil activation  and  identify  the  key  factors  that  drive  neutrophil-­dependent  tissue  damage  and  inflammation  at  the  vaginal  mucosa  during  HSV-­2  infection.  The  requirement  of  IL-­1b  produced  by  neutrophils  in  driving  genital  inflammation  will  be  assessed  in  vivo  using  knockout  models  and  cytokine  neutralization,  and  downstream  effector  mechanisms  that  may  lead  to  mucosal  permeability  will  be  examined.  The  role  of  the  vaginal  microbiota  in  regulating  pathogenic  neutrophil  responses  will  be  tested  by  transient  introduction  of  common  vaginal bacteria into mice. Finally, CRISPR/cas9 will be used to delete candidate pattern recognition receptors  in  neutrophils  derived  from  Hoxb8-­transformed  progenitor  cells  to  identify  pathways  that  can  stimulate  neutrophils  during  genital  HSV-­2  infection.  Greater  understanding  of  the  pathology  caused  by  neutrophil  responses  to  HSV-­2  infection  may  provide  new  targets  for  therapeutics  that  can  reduce  symptoms,  tissue  damage and susceptibility to other viral sexually transmitted infections.