Teilprojekt B7

Entzündungsreaktionen sind eine physiologische Antwort eines Organismus auf Infektionen, Gewebsschädigungen oder sonstige Stressfaktoren, da sie essentiell an der Wiederherstellung der Homöostase und an der Gewebereparatur beteiligt sind. Im Gegensatz dazu führt eine unkontrollierte Entzündungsreaktion zu einer Immunpathologie wie z.B. bei den chronisch entzündlichen Darmerkrankungen. NF-κB ist ein Transkriptionsfaktor, der durch stress-induzierbare Signalwege aktiviert wird und essentiell an der Entstehung von Entzündungsreaktionen beteiligt ist. Durch NF-κB werden Gene reguliert, die für proinflammatorische Zytokine, Adhäsionsmoleküle, Chemokine, Wachstumsfaktoren und induzierbare Enzyme kodieren. Um überschießende Entzündungsreaktionen zu vermeiden, unterliegt die Aktivierung von NF-κB einer sehr strikten Kontrolle. Durch Assoziation mit inhibitorischen Proteinen der IκB-Familie liegt NF-κB normalerweise als inaktive Form im Zytoplasma der Zellen vor. Erst nach Stimulation durch Entzündungsreize, wie z.B. TNF-α oder IL-1β kommt es zu einer Aktivierung von NF-κ?B. Proteasomen spielen hierbei eine zentrale Rolle, da sie sowohl für die proteolytische Degradation der inhibitorischen IκB-Proteine als auch für die Prozessierung des NF-κB p50 Vorläuferproteins p105 verantwortlich sind. Erst durch die proteasomale Degradation von IκBα und die Prozessierung von NF-κB p105 zu dem transkriptionell aktiven p50 kommt es zu einer Aktivierung des klassischen NF-κB (p50/p65 Komplexe) Pfades. Während die Interaktion und Regulation der verschiedenen NF-κB-Komponenten recht gut untersucht sind, ist der Einfluss der Proteasomenstruktur und der Funktion auf die Aktivierung von NF-κB bisher noch nicht untersucht worden. Im letzten Bewilligungszeitraum konnten wir erstmalig zeigen, dass sich die Proteasomenstruktur in den entzündeten Darmarealen bei MC und CU sehr stark unterscheiden. Während im entzündeten Colon von MC-Patienten hauptsächlich Immunoproteasomen vorkommen, bewirkt die Entzündung bei CU-Patienten keine Veränderung der im Kolon normalerweise vorkommenden, konstitutiven Proteasomen. Weiterhin konnten wir demonstrieren, dass die Immunoproteasomen der MC-Patienten gegenüber den konstitutiven Proteasomen der CU-Patienten wesentlich schneller NF-κB aktivieren.

Im weiteren Verlauf des Projektes möchten wir untersuchen, welche der drei Immunountereinheiten (iβ1, iβ2 oder iβ5) für die starke Aktivierung von NF-κB bei MC-Patienten verantwortlich sind und von welchem Zelltyp Immunoproteasomen im Darm von MC-Patienten hauptsächlich exprimiert werden. Weiterhin werden wir die Wirkungsweise von natürlichen und synthetischen Proteasomeninhibitoren in vitro und in vivo untersuchen. Ziel dieser Fragestellung ist, ob durch die Blockade definierter Immunountereinheiten selektiv die überschießende NF-κB-Aktivität gehemmt werden kann, ohne dabei die physiologisch wichtige NF-κB-Grundaktivität zu beeinträchtigen. Diese Erkenntnisse sind für die Entwicklung einer spezifischen und selektiven Therapie von CED-Patienten essentiell.