Caspase-1 abhängige-/unabhängige Freisetzung von Interleukin-1beta (IL-1beta) durch Einsatz der experimentellen Photopherese

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2013

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-13815

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Ziel der vorliegenden Arbeit war es die zellulären Wirkmechanismen der extrakorporalen Photopherese aufzuklären. Primär ging es darum, die zellulären Aktivierungswege aufzuklären, welche durch Einsatz der experimentellen Photopherese, zu einer Zytokinfreisetzung in Leukozyten führten. Dafür erfolgten in-vitro Versuche mit humanen- als auch murinen-Zelltypen, sowie klinischen Proben. Im Verlauf der Versuche stellte sich heraus, dass durch Einsatz der experimentellen Photopherese die eingesetzten Zellen soweit moduliert werden konnten, dass sie Interleukin-1ß freisetzen konnten. Es erfolgten Versuchsreihen in An- bzw. Abwesenheit der Priming-Substanz LPS. Dabei konnte beobachtet werden, dass der Einsatz der experimentellen Photopherese in beiden Versuchsanordnungen in der Lage war eine IL-1ß Freisetzung zu verstärken. Die Freisetzungsrate war in Anwesenheit von LPS höher als in Abwesenheit. Jedoch konnte durch Versuche ohne LPS gezeigt werden, dass die experimentelle Photopherese die Freisetzung von IL-1ß verstärken kann, und somit als eine weitere Substanz identifiziert wurde die neben den aus der Literatur bekannten Substanzen auch in der Lage ist eine Entzündung hervorzurufen. Um bestimmen zu können, über welche zellulären Mechanismen bzw. über welchen Signalweg die Freisetzung erfolgte, wurden ausgewählte Knockout-Mäuse eingesetzt. Es stellte sich heraus, dass der Einsatz der experimentellen Photopherese die zur Prozessierung der pro-IL-1ß Form nötige Caspase-1 aktivieren kann, über die anschließend die Prozessierung anhand durchgeführter Western-Blots auch gezeigt werden konnte. Damit stellte sich die Frage, ob es sich bei diesem Prozess um eine Inflammasom-abhängige Freisetzung von IL-1ß handelt. Um die Frage beantworten zu können, wurden ASC- sowie AIM2-KO Mäuse in Anwesenheit von LPS mit experimenteller Photopherese behandelt. So konnte anhand von Western-Blot Analysen sowohl eine Caspase-1-Aktivierung als auch eine pro-IL-1ß-Prozessierung aufgezeigt werden. Die in Western-Blot erzielten Daten deckten sich somit mit aus dem Überstand mittels ELISA erzielten Zytokinmessungen, bei denen in allen eingesetzten Knockout-Mäusen eine IL-1ß Freisetzung nachweisbar war. Da eine Freisetzung maturen-IL-1ß auch in der Caspase-1-KO Maus nachgewiesen werden konnte, kann spekuliert werden, dass es sich bei der Prozessierung nicht nur um eine Caspase-1-abhängige, sondern auch um eine Caspase-1-unabhängige Prozessierung handeln könnte. Die Ergebnisse belegen, dass die experimentelle Photopherese, sowohl über Caspase-1-abhängige als auch Caspase-1-unabhängige Signalwege die IL-1ß Freisetzung verstärkt.Die Wirkung der experimentellen Photopherese auf die IL-1ß Freisetzung konnte auch anhand klinischer Proben bestätigt werden. So war es möglich im Vergleich zu unbehandelten Proben, eine erhöhte IL-1ß Freisetzung in ECP-behandelten Leukapheresat- und Vollblut-Proben von Patienten nachzuweisen.

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