Heterophil cytokine mRNA profiles from genetically distinct lines of chickens with differential heterophil-mediated innate immune responses

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Abstract
Previously we demonstrated that increased in-vitro heterophil function translates to increased in-vivo resistance to Salmonella enteritidis infections in broilers (line A > B). Heterophils produce cytokines and modulate acute protection against Salmonella in neonatal poultry. We hypothesized that heterophils from S. enteritidis-resistant chickens produce an up-regulated pro-inflammatory cytokine/chemokine response compared with S. enteritidis-susceptible chickens. In this study, heterophils were isolated 1, 14, and 28 days post-hatch, treated with RPMI or phagocytic agonists, and the cytokine/chemokine mRNA expression assessed using quantitative real-time reverse transcriptase-polymerase chain reaction. At all time-points, heterophils from S. enteritidis-resistant chickens (line A) had higher levels of pro-inflammatory cytokine/chemokine mRNA expression upon stimulation compared with heterophils from S. enteritidis-susceptible chickens (line B). Furthermore, heterophils from line A chickens had decreased mRNA expression of transforming growth factor-β4, an anti-inflammatory cytokine, compared with line B. These data indicate a relationship between cytokine/chemokine mRNA expression by heterophils and determining overall immune competence. Therefore, heterophil functional efficiency, accompanied by evaluating cytokine/chemokines produced by heterophils, may be useful biomarkers for breeders to consider when developing new immunocompetent lines. Profils des ARNm des cytokines d'hétérophiles de lignées de poulet génétiquement différentes, présentant des réponses immunitaires à médiation hétérophile différentes dès l’éclosion Lors d'études préalables nous avons montré qu'une fonction hétérophile accrue in vitro entraîne une résistance accrue in vivo aux infections par Salmonella enteritidis (SE) chez les poulets de chair (lignée A > B). Les hétérophiles produisent des cytokines et modulent la protection contre les salmonelles chez le poussin de 1 jour. Nous avons émis l'hypothèse que les hétérophiles des poulets résistants à SE présentent une sur-expression des cytokines/chemokines pro-inflammatoires comparée à celle des poulets sensibles à SE. Dans cette étude, les hétérophiles ont été isolés à 1, 14, et 28 jours après éclosion, traités avec du RPMI ou des agonistes phagocytaires, et l'expression de l'ARNm des cytokines/chemokines a été évaluée en utilisant la RT-PCR quantitative en temps réel. A toutes les dates d'analyse les hétérophiles des poulets résistants à SE (A) avaient des niveaux plus élevés d'expression de l'ARNm des cytokines/chemokines pro-inflammatoires lors de stimulations, comparés à ceux des hétérophiles des poulets sensibles à SE (B). De plus les hétérophiles des poulets de la lignée A présentaient une diminution de l'expression de l'ARNm du TGF-4, une cytokine anti-inflammatoire, comparée à la lignée B. Ces données indiquent une relation entre l'expression des ARNm des cytokines/chemokines par les hétérophiles et la détermination de la compétence immunitaire globale. Par conséquent, l'efficacité de la fonction hétérophile ainsi que l'évaluation des cytokines/chemokines produites par les hétérophiles, peuvent être des biomarqueurs utiles à prendre en considération par les sélectionneurs lors du développement de lignées immunocompétentes. mRNS-Profile von heterophilen Zytokinen aus genetisch unterschiedlichen Hühnerlinien mit verschiedenen angeborenen von Heterophilen vermittelten Immunantworten Vor Kurzem konnten wir nachweisen, dass eine gesteigerte in vitro-Funktion der Heterophilen in eine erhöhte Resistenz gegenüber Salmonella enteritidis (SE)-Infektionen bei Broilern (Linie A > B) übertragen wurde. Heterophile produzieren Zytokine und modulieren akute Schutzmaßnahmen gegen Salmonellen in frisch geschlüpften Geflügelküken. Wir stellten die Hypothese auf, dass Heterophile von SE-resistenten Hühnern im Vergleich zu SE-empfänglichen Hühnern die pro-inflammatorische Zytokin/Chemokin-Antwort hochregulieren. In dieser Studie wurden Heterophile 1, 14 und 28 Tage nach dem Schlupf isoliert, mit RPMI oder phagozystischen Antagonisten behandelt und die Exprimierung der Zytokin/Chemokin-mRNS wurde mittels Real Time RT-PCR gemessen. Zu allen Zeitpunkten zeigten die Heterophilen aus den SE-resistenten Hühnern (A) nach der Stimulation eine höhere Exprimierung der pro-inflammatorischen Zytokin/Chemokin-mRNS als die Heterophilen aus den SE-empfänglichen Hühnerküken (B). Außerdem wiesen die Heterophilen aus der Hühnerlinie A im Vergleich zu denen aus der Linie B eine erniedrigte Exprimierung des transformierenden Wachstumsfaktors-4, eines anti-inflammatorischen Zytokins, auf. Diese Ergebnisse weisen auf eine Beziehung zwischen der Zytokin/Chemokin-mRNS-Exprimierung und der bestimmenden Gesamtimmunkometenz hin. Aus diesem Grund kann die Bestimmung der Effizienz der Heterophilenfunktion zusammen mit der Zytokin/Chemokin-Produktion der Heterophilen ein nützlicher Biomarker für Züchter sein bei der Entwicklung neuer immunkompetenter Linien. Perfiles de mRNA de citoquinas de heterófilos procedentes de distintas líneas genéticas de pollos con respuestas inmunes innatas diferenciadas mediadas por heterófilos Anteriormente demostramos que funciones heterofílicas incrementadas in vitro se traducen en un incremento in vivo de la resistencia a infecciones por Salmonella enteritidis (SE) en pollos de engorde (línea A > B). Los heterófilos producen citoquinas y modulan la protección aguda frente a Salmonella en aves neonatales. Hipotetizamos que los heterófilos procedentes de pollos SE-resistentes producían una respuesta pro-inflamatoria de citoquinas/quimioquinas sobreregulada en comparación con pollos SE-susceptibles. En este estudio, se aislaron heterófilos a 1-, 14-, y 28-días post eclosión, se trataron con RPMI o agonistas fagocíticos, y se evaluó la expresión de mRNA de citoquinas/quimioquinas mediante RT-PCR a tiempo real. En todos los tiempos, los heterófilos procedentes de pollos SE-resistentes (A) tenían niveles más altos de expresión de mRNA de citoquinas/quimioquinas pro-inflamatorias bajo estimulación en comparación con los heterófilos de pollos SE-susceptibles (B). Además, los heterófilos de la línea de pollos A tenían la expresión de mRNA del factor de crecimiento de transformación 4, una citoquina anti-inflamatoria, disminuída en comparación con la línea B. Estos resultados indican una relación entre la expresión de mRNA de citoquina/quimioquina por heterófilos y una competencia inmune media determinante. Por lo tanto, la eficiencia funcional de los heterófilos, podría ser un biomarcador útil en el desarrollo de nuevas líneas inmunocompetentes de aves reproductoras.