Regulation der DNA-Reparatur und Zytostatika-Sensitivität durch Zytokine in immunkompetenten Zellen

• Antragsteller: Professor Dr. Bernd Kaina
• Fachliche Zuordnung: Public Health, Gesundheitsbezogene Versorgungsforschung, Sozial- und Arbeitsmedizin
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 119256976

Zytokine sind als interzelluläre Mediatoren der Zellaktivierung für viele biologische Prozesse, einschließlich der Immunabwehr, von großer Bedeutung. Inwieweit Zytokine die DNA-Reparatur regulieren und damit den Resistenzstatus von Immunzellen beeinflussen, ist kaum untersucht worden. Zur Untersuchung dieser Frage haben wir als Modellsystem die Zytokin (GM-CSF und IL-4)-induzierte Ausreifung von Monozyten (MZ) zu dendritischen Zellen (DCs) verwendet. Wir beobachteten, dass die Differenzierung von Monozyten in DCs begleitet ist von einer Herabregulation des DNA-Reparaturgens MGMT und einer Hochregulation von XRCC1 und Ligase lila, während die Resistenz gegenüber methylierenden Agenzien, einschließlich Temozolomid, in DCs verglichen mit Monozyten zunimmt. Dies ist durch einen Defekt in der Basenexzisionsreparatur (BER) zu erklären, welcher- wie wir erstmalig zeigen konnten - durch das Fehlen der BER Proteine XRCC1 und Ligase lila in Monozyten zu erklären ist. Weiterführend wollen wir untersuchen, a) wie MGMT und XRCCI/Ligase lila bei der Ausreifung von Monozyten zu DCs und auch zu Makrophagen (Mph) reguliert werden, b) ob ein Transfer von XRCC1 und Lig lila Monozyten gegenüber alkylierenden Zytostatika schützen kann, und c) welches der Mechanismus der Apoptoseinduktion in Monozyten, DCs und Mph nach genotoxischem Stress ist. Die Untersuchungen zur DNA-Reparatur wollen wir auf regulatorische T-Zellen (Treg) ausdehnen, um zu klären, ob und weshalb das Alkylanz Cyclophosphamid, wenn es niedrig dosiert wird, selektiv zytotoxisch auf Treg wirkt und mithin einen Immun-stimulatorischen Effekt hat. Weiterhin beabsichtigen wir die Wirkung des Zytokins IL-1, welches auch bei der Ausreifung von DCs eine Rolle spielt, auf die Expression von DNA-Reparatur- und Drug-Resistenzgenen zu untersuchen. In Vorarbeiten hierzu identifizierten wir ein neues DNA-Reparaturgen (APEX2), welches durch IL-1ß induzierbar ist. Dies hat Auswirkungen auf den Resistenzstatus von Zellen gegenüber oxidativen DNA Schäden. Weiterführend wollen wir untersuchen, wie APEX2 durch IL-1 reguliert wird, in welchen immunkompetenten Zellen APEX2 vorkommt und ob eine veränderte (transgene) APEX2 Expression zur Änderung der DNA-Reparaturkapazität und des Resistenzstatus von Zellen gegenüber Chemotherapeutika hat.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen