title: Untersuchungen zur Regulation der Aktivierung humaner T-Lymphozyten bei Arginindepletion
creator: Feldmeyer, Nadja
subject: ddc-570
subject: 570 Life sciences
description: Die Verstoffwechslung der semiessentiellen Aminosäure Arginin ist entscheidend beteiligt an der Regulation der Immunantwort im Verlauf von Infektionen, entzündlichen Erkrankungen und bei Tumorwachstum. Arginin wird durch die Enzyme Arginase und Stickstoffmonoxid-Synthase abgebaut, wodurch die Verfügbarkeit der Aminosäure reguliert wird. Eine lokale Arginindepletion, welche z.B. durch Freisetzung von Arginase 1 aus myeloischen Zellen verursacht wird, führt zur völligen Hemmung der Proliferation und zahlreicher Effektor-Funktionen aktivierter humaner T-Lymphozyten. Hierbei waren die intrazellulären Mechanismen, welche zur Suppression zahlreicher T-Zell-Funktionen bei Argininmangel führen, bei Beginn dieser Promotionsarbeit, weitgehend unklar. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Argininmangel auf die intrazelluläre Signaltransduktion in aktivierten primären humanen T-Zellen gesunder Blutspender in vitro untersucht. Durch proteomische Analysen konnte gezeigt werden, dass das Fehlen der Aminosäure Arginin bei T-Zell-Aktivierung zu einer signifikant reduzierten Dephoshorylierung des Aktin-bindenden Proteins Cofilin führt. Normalerweise führt die Stimulation über den T-Zell-Rezeptor und kostimulatorische Moleküle via Dephosphorylierung zur Aktivierung von Cofilin, welches eine entscheidende Rolle bei der Reorganisation des Aktin-Zytoskeletts, der T-Zellproliferation und Zytokinsekretion spielt. Im Zusammenhang mit der Persistenz der phosphorylierten Form von Cofilin zeigte sich bei Argininabwesenheit ein veränderter F-Aktingehalt in aktivierten T-Zellen. Außerdem korrelierte die verminderte Ausbildung der Immunologischen Synapse, der Kontaktzone zwischen T-Zelle und antigenpräsentierende Zelle, mit der fehlenden Aktin-Bindefähigkeit von Cofilin. Im Gegensatz dazu ist ein weiterer Cofilin-abhängiger Prozess, die Migration, bei Argininabwesenheit unbeeinträchtigt. Ferner konnte erstmals eine dichotome Regulation der Zytokinsynthese und -sekretion in humanen T-Lymphozyten bei Arginindefizienz gezeigt werden. Während Arginindepletion zu einer signifikanten Inhibition von Produktion und Sekretion der Zytokine IFN-g, TNF-b und IL-10 führt, zeigte sich eine unbeeinträchtigte Synthese der Zytokine IL-2, IL-6 und IL-8.  Weitere Untersuchungen zur frühen (1-30 min) Signaltransduktion bei T-Zell-Aktivierung zeigten, dass der Kalziumflux unabhängig von der extrazellulären Argininkonzentration induziert wird. Auch fanden sich keine argininabhängigen Unterschiede in der frühen Cofilin-Dephosphorylierung sowie bei Aktivierung der für die Cofilin-Dephosphorylierung verantwortlichen Ras-MEK-ERK- und Ras-PI3K-Akt-Signalwege. Im weiteren Verlauf zeigte sich dann bei Argininmangel in Assoziation mit der beeinträchtigten Cofilin- Dephosphorylierung eine reduzierte ERK-Phosphorylierung bei prolongierter Akt-Phosphorylierung. Diese Alterationen der T-Zell-Signaltransduktion fanden sich gleichartig auch bei Stimulation der Zellen in einem durch humane Granulozyten-Arginase (aus humanem Eiter ex vivo gewonnen) von Arginin depletierten Milieu und waren durch Zugabe eines Arginase-Inhibitors vollständig inhibierbar. Dieses Modell unterstreicht die Relevanz der beschriebenen T-Zell-Alterationen für die Situation granulozytär dominierter Inflammation in vivo. Das durch diese Arbeit gewonnene, bessere Verständnis intrazellulärer Regulationsmechanismen humaner T-Lymphozyten bei Arginindefizienz sollte dazu beitragen, in Zukunft in die unerwünschte Immunsuppression bei Tumorerkrankungen oder chronischer Inflammation kausal pharmakologisch eingreifen zu können. 
date: 2010
type: Dissertation
type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
type: NonPeerReviewed
format: application/pdf
identifier: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserverhttps://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/10884/1/N.Feldmeyer_Dissertation_Endversion_11.05.10.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00010884
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-opus-108840
identifier:   Feldmeyer, Nadja  (2010) Untersuchungen zur Regulation der Aktivierung humaner T-Lymphozyten bei Arginindepletion.  [Dissertation]     
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language: ger