Wohlmann, Andreas (2014)
Signaltransduktion, spezifische Hemmung und biotechnologische Anwendung des humanen TSLP-Rezeptors.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Zytokine als sezernierte Botenstoffe sind ein wichtiger Teil der Kommunikation zwischen Zellen im Organismus. Durch Bindung von membranständigen Rezeptoren auf ihren Zielzellen induzieren sie Proliferation, Differenzierung und verschiedene zellphysiologische Vorgänge. Die Fehlregulierung dieser Prozesse durch verminderte oder erhöhte Expression der Zytokine und ihrer spezifischen Rezeptoren ist Ursache für viele Krankheitsbilder und bildet damit einen Hauptangriffspunkt bei der Behandlung und Therapie dieser Erkrankungen. Besonders die Beeinflussung der Wechselwirkung zwischen Zytokinen und ihren Rezeptoren durch Antikörper sowie Antagonisten und Agonisten bietet hierfür einen spezifischen Ansatz. Zur funktionellen Charakterisierung solcher biologisch aktiven Proteine, genannt ‚biologicals‘, ist es nötig ein spezifisches Readout-System zur Verfügung zu haben, welches die durch die Liganden-Rezeptor-Interaktion ausgelöste Aktivität in vitro nachbildet. Die Anforderungen an dieses System sind eine einfache und flexible Adaptierbarkeit an neue Zielmoleküle sowie die reproduzierbare Aktivitätsbestimmung der untersuchten Proteine mit geringem Kosten- und Zeitaufwand. Ein solches System wurde unter Verwendung von chimären Hybridrezeptoren auf der Basis der intrazellulären Bereiche des humanen Rezeptors für TSLP (Thymic Stromal Lymphopoeitin) aufgebaut. Durch deren Fusion mit extrazellulären Domänen von Rezeptoren aus der Familie der Zytokinrezeptoren, der Rezeptortyrosinkinasen und der Serin/Threonin-Kinase-Rezeptoren ließen sich beispielhaft funktionelle Hybridrezeptoren aufbauen, welche zur Bestimmung der Aktivität von Liganden und potentiell inhibitorischer Agenzien verwendet werden konnten. Die Bandbreite der bisher generierten Hybridrezeptoren weist auf das Potential dieses Systems hin, weitere Bioaktivitätsassays generieren zu können, um bei der Identifizierung von therapeutisch relevanten Proteinen zur Behandlung von dys-regulierten Liganden-Rezeptor-Interaktionen einen Beitrag zu leisten. Dem vorausgehend sind im Rahmen dieser Arbeit hinsichtlich der Signaltransduktion des Rezeptors für das Zytokin TSLP und der Aktivierung seiner Zielgene neue Erkenntnisse gewonnen worden. Diese untermauern die Komplexität der induzierten intrazellulären Prozesse und beteiligten Signalwege und bestärken damit die Annahmen, die TSLP als einen der Schlüsselfaktoren der asthmatisch-entzündlichen Erkrankungen definieren. Für die Interaktion zwischen TSLP und seinem Rezeptor wurden in dieser Arbeit zwei Herangehensweisen verfolgt. Durch Etablierung eines Reportergen-basierten Readouts konnte das inhibitorische Potential des Antikörpers 1E10, gerichtet gegen die TSLPRα-Rezeptorkette des TSLP-Rezeptors erstmals an einem TSLP-Zielgen (Ox40-Ligand) bestätigt werden. Durch eine gerichtete Mutation in der Aminosäuresequenz des Zytokins TSLP und dessen rekombinante Herstellung konnte eine mutierte Variante des TSLP generiert werden, welche eine deutlich verringerte biologische Aktivität aufwies. Ausgehend von diesen Erkenntnissen im Zusammenhang mit neuesten publizierten Daten zur Struktur des TSLP wird in dieser Arbeit ein Konzept vorgestellt, wie durch die Generierung von antagonistischen TSLP-Varianten ein therapeutischer Ansatz zur Beeinflussung TSLP-induzierter allergischer und asthmatischer Entzündungen gefunden werden kann.

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