Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Freisetzung des pro-inflammatorischen Zytokins Interleukin- 1beta (IL-1 beta) aus Monozyten. Die Freisetzung von IL-1beta kann zur Entstehung einer systemischen Entzündungsreaktion beitragen und bedarf daher einer strengen Kontrolle. Das Akute-Phase- Protein alpha1-Antitrypsin (AAT) hat neben seiner Funktion als Anti-Protease vielfache, anti- inflammatorische Eigenschaften, die während einer schweren Operation eingeschränkt sein könnten. AAT ist z.B. in der Lage, die IL-beta-Freisetzung aus Monozyten zu inhibieren, wenn diese durch die Aktivität des P2X Purinozeptor 7 (P2X7) induziert wurde. Der P2X7-Rezeptor wird durch die Wahrnehmung des extrazellulären Gefahrensignals ATP aktiviert und führt zur Assemblierung eines intrazellulären Inflammasomkomplexes, dem NACHT, LRR and PYD domains-containing protein 3 (NALP3)-Inflammasoms, welches wiederum die Reifung und Freisetzung von IL-1beta veranlasst. AAT kann die Aktivierung des P2X7-Rezeptors und durch ATP verhindern, was zur Inhibition der ATP-induzierten IL-1beta-Freisetzung führt. AAT benötigt für diese Inhibition die Aktivität des scavenger-Rezeptors CD36 und der Ca2+-unabhängigen Phospolipase-A2beta (iPLA2beta). Nach heutiger Auffassung führt die Aktivität der iPLA2beta zur Freisetzung von Phosphatidylcholinmetaboliten, die durch die monozytären Zelllinie U937 freigesetzt werden und eine metabotrope Aktivität von niktoniergen Acetylcholinrezeptoren (nAChR) induzieren. Die nAChR-Aktivierung inhibiert wiederum den P2X7-Rezeptor. Die Identität dieses cholinergen Faktors (Faktor-x) ist bis heute unklar.Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob AAT während einer kardiopulmonalen Bypass(CPB)-Operation die Fähigkeit verliert, die ATP-induzierte IL-1beta-Freisetzung aus U937- Zellen zu inhibieren. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen deuten darauf hin, dass die inhibitorische Kapazität von AAT auf die ATP-induzierte IL-1beta-Freisetzung leicht abnimmt, diese Abnahme vermutlich jedoch keine physiologische Konsequenz hat. Die Anti-Proteasefunktion von AAT scheint durch eine CPB-Operation ebenfalls keine gravierenden Veränderungen zu erfahren. Jedoch konnte festgestellt werden, dass der Oxidationszustand des Proteins entscheidend für die Inhibition der ATP-induzierten IL-1beta-Freisetzung ist.Weiterhin wurde sich der Identität des cholinergen Faktors gewidmet, der durch AAT aus U937- Zellen freigesetzt wird. Potenzielle Kandidaten des Faktor-x wurden mit Hilfe von siRNA- Technologie und spezifischen Antagonisten gegen nAChR-Untereinheiten untersucht. Die Spaltprodukte der iPLA2beta 1-Palmitoyl-sn-Glycero-3-Phosphocholin und Glycerophosphocholin wurden aufgrund von abweichenden Rezeptorbedürfnissen disqualifiziert. Docosahexaensäure, eine freie Fettsäure, die bei der Spaltung von Phosphatidylcholinen durch iPLA2beta freigesetzt werden kann, inhibiert zwar die ATP-induzierte IL-1beta-Freisetzung, ist jedoch nicht der gesuchte Faktor-x. Die Aufklärung des Faktor-x ist für die entwicklung neuer Therapeutika sehr erstrebenswert, da er die Eigenschaft besitzt, selektiv metabotrope nAChR-Funktionen zu induzieren, jedoch keine ionotropen nAChR-Funktionen. Kommerzielle AAT-Präparate zur Prävention systemischer Entzündungen einzusetzen, ist aufgrund der hohen Verfügbarkeit und geringen Nebenwirkungen von besonderem Interesse, bedarf jedoch weiterer Untersuchungen.
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
