Regulation der monozytären Interleukin-1β-Freisetzung durch β-NAD – Untersuchungen zur Signaltransduktion

Abstract

Einleitung: Interleukin (IL)-1β ist ein pro-inflammtorische Zytokin des angeborenen Immunsystems. Es spielt eine wichtige Rolle im Rahmen der Immunabwehr, kann jedoch in hohen Konzentrationen zu Fieber, Organschäden und Sepsisentstehung beitragen. Lipopolysaccharid (LPS) kann ein erstes Gefahrensignal darstellen, dass zur Produktion von pro-IL-1β führt. Als zweites Gefahrensignal kann extrazelluäres Adenosintriphosphat (ATP) durch Inflammasomaktivierung die Spaltung der Pro-Form und die Ausschüttung von reifem IL-1β bedingen. β-Nikotinamidadenindinukleotid (NAD) ist ein bekanntes Coenzym von Redox-Reaktionen, weist immunmodulatorische Eigenschaften auf und kann die ATP-abhängige IL-1β-Ausschüttung hemmen. Hier sollen die Hypothesen geprüft werden, dass für die immumodulatorische Funktion des β-NAD die kalziumunabhängige Phospholipase A2β (iPLA2β) notwendig ist und es im Rahmen der Signalkaskade zur Ausschüttung eines löslichen bioaktiven Faktors kommt, der an nikotinischen Acetylcholinrezeptoren (nAChR) wirkt. Methoden: LPS vorstimulierte U937-Zellen sowie humane mononukleäre Zellen des peripheren Blutes (PBMC) wurden mit BzATP in An- und Abwesenheit von β-NAD stimuliert. Die IL-1β-Messung erfolgte mittels enzyme-linked immuno sorbent assay im Zellkulturüberstand. Konditioniertes Medium wurde aus dem Überstand von LPS vorstimulierten U937-Zellen, die mit β-NAD stimuliert wurden, hergestellt. Es wurden spezifische Inhibitoren sowie small interferring ribonucleic acid (siRNA) gegen die iPLA2β verwendet. Die Effizienz der Transfektion wurde mittels Western Blot überprüft. Zusätzlich wurden Antagonisten für die nAChR-Untereinheiten eingesetzt. Ergebnisse: β-NAD führt zu einer Hemmung der ATP-vermittelten IL-1β-Ausschüttung aus U937-Zellen sowie aus PBMC. Die Notwendigkeit der iPLA2β für die Signalkaskade konnte bestätigt werden. Der Einsatz von konditioniertem Medium weist auf die Ausschüttung eines noch unbekannten nikotinischen Agonisten hin, für dessen Wirkung die Untereinheiten α9 und α7 oder α10 des nAcChR unabdingbar sind. Schlussfolgerung: In dieser Arbeit gelang es, wesentliche Aspekte der Signaltransduktion der β-NAD-vermittleten Inhibition der ATP-induzierten IL-1β-Ausschüttung durch Monozyten aufzuklären. Auf Basis dieser Erkenntnisse können neue Therapiestrategien zur Behandlung und Prävention zahlreicher entzündlicher Erkrankungen, einschließlich der postoperativen oder posttraumatischen systemischen Entzündung entwickelt werden.