Rolle von Interleukin 32 in der Immunantwort gegen Viren am Beispiel des HI-Virus
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Interleukin (IL)-32 ist ein pro-inflammatorisches Zytokin, das andere Zytokine, z. B. IL-1β, IL-6 und TNFα, über die p38MAPK und NF-κB Signalwege stimuliert. Wir erforschten, ob IL-32 in der HIV-1 Infektion eine Rolle spielt. Dazu reduzierten wir das IL-32 Protein um bis zu 90% mittels spezifischer small interfering (si)RNA (siIL-32) in frisch infizierten primären mononukleären Blutzellen (PBMC) und in der latent infizierten promonozytären U1 Zellinie. Erwartungsgemäß fanden wir weniger IL-6, IFNγ und TNFα in PBMC, die weniger IL-32 enthielten als Kontrollzellen. Eine Protein-Array Analyse zeigte, daß sich die siIL-32-vermittelte Hemmung besonders auf pro-inflammatorische und Th1 Zytokine auswirkte, während anti-inflammatorische und Th2 Zytokine weniger betroffen waren. Desweiteren stellten wir fest, daß neben NF-κB auch der Transkriptionsfaktor AP-1 an der Signaltransduktion des IL-32 beteiligt war. Trotz alledem war die HI-Virusproduktion in PBMC und U1 Zellen mit reduzierten IL-32- Spiegeln bis zu 4-fach erhöht. Dies erschien zunächst paradox, da die meisten der oben beschriebenen Zytokine und Signalwege eine Steigerung der Virusproduktion bewirken. Folgeversuche zeigten dann, daß die anti-viralen Effekte des IL-32 zum Teil durch Interferone vermittelt wurden. Desweiteren reduzierte siIL-32 die Expression der Liganden der HIV-Corezeptoren CCR5 und CXCR4, was zu einem Verlust der kompetitiven Hemmung der Bindung des Virus and die Zelloberfläche und somit zu einer höheren Reinfektionsrate in den Zellkulturen beigetragen haben könnte. Die Reduktion von endogenem IL-32 führte also zu einer Verminderung der Produktion pro-inflammatorischer und Th1 Zytokine; trotzdem synthetisieren die selben Zellen mehr HIV-1. Somit identifizierten wir IL-32 als einen natürlichen Antagonist dieses Virus. Obwohl der Vorschlag einer klinischen Anwendung deutlich verfrüht wäre, könnte unsere Studie einen Grundstein für einen neuartigen Therapieansatz gelegt haben. Im Laufe dieses Projekts entdeckten wir außerdem einen weiteren Aspekt der Funktionen des IL-32, das nämlich auch in Endothelzellen vorhanden ist. Dort ist es an der Regulation verschiedener inflammatorischer Zellantworten beteiligt - eine Rolle in systemischen Entzündungsreaktionen sowie in der Atherosklerose ist also naheliegend. Bilanzierend läßt sich feststellen, daß wir das Wirkungsportfolio des neuen Zytokins IL-32 um anti-virale Effekte sowie um endotheliale Funktionen erweitert haben. Beide Aspekte eröffnen neue Forschungsfelder und geben Anlaß zur Hoffnung, daß IL-32 in der Zukunft Ziel therapeutischer Anwendungen werden könnte.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2008). Differential requirement for the activation of the inflammasome for processing and release of IL- 1{beta} in monocytes and macrophages. Blood
Netea, M.G., Nold-Petry, C.A., Nold, M.F., Joosten, L.A., Opitz, B., van der Meer, J.H., van de Veerdonk, F.L., Ferwerda, G., Heinhuis, B., Devesa, I., et al.
- (2008). Endogenous IL-32 controls cytokine and HIV-1 production. J Immunol 181, 557-56
Nold, M.F., Nold-Petry, C.A., Pott, G.B., Zepp, J.A., Saavedra, M.T., Kim, S.H., and Dinarello, C.A.
- (2008). The IL-1 Family Member 7b Translocates to the Nucleus and Down- Regulates Proinflammatory Cytokines. J Immunol 180, 5477-5482
Sharma, S., Kulk, N., Nold, M.F., Graf, R., Kim, S.H., Reinhardt, D., Dinarello, C.A., and Bufler, P.
- (2009). IL-32-dependent effects of IL-1{beta} on endothelial cell functions. Proc Natl Acad Sci USA
Nold-Petry, C.A., Nold, M.F., Zepp, J.A., Kim, S.H., Voelkel, N.F., and Dinarello, C.A.
