Der Einfluss von Katecholaminen auf die Funktion von Natürlichen Killer Zellen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Silvia Capellino; Professor Dr. Carsten Watzl
• Fachliche Zuordnung: Immunologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442103981

Psychologischer Stress ist oft mit einer höheren Anfälligkeit für Infektionen und mit Krebserkrankungen assoziiert, was eine Beeinflussung des Immunsystems durch Stress nahelegt. Durch die Expression von Neurotransmitter-Rezeptoren auf Immunzellen ergibt sich die Möglichkeit einer direkten Modulation von Immunreaktionen durch das Nervensystem. Die molekularen Details dieser Interaktion zwischen psychologischem Stress und Immunzellen sind jedoch noch weitgehend unverstanden. Psychologischer Stress führt zur Aktivierung des Sympathischen Nervensystems und induziert die Ausschüttung der Katecholamine Norepinephrin und Dopamin. Natürliche Killer (NK) Zellen besitzen Rezeptoren für Katecholamine, und die Funktion dieser Lymphozyten des angeborenen Immunsystems ist wichtig für schnelle Immunreaktionen gegen infizierte oder transformierte Zellen. Daher wollen wir der Hypothese nachgehen, dass psychologischer Stress die Aktivität der NK Zellen über das Sympathische Nervensystem reguliert.In unseren vorläufigen Experimenten konnten wir zeigen, dass eine akute Behandlung mit Epinephrin oder Dopamin die Zytotoxizität und Zytokinproduktion der NK Zellen hemmen kann. Ebenso wurden durch Epinephrin Signale unterdrückt, die für die Erhöhung der Bindungsaffinität des Integrins LFA-1 auf NK Zellen wichtig sind. Eine chronische Behandlung mit Epinephrin konnte diese Reaktionen auf die akute Behandlung unterdrücken. Das deutet auf eine Desensitisierung hin und könnte ein Modell für die unterschiedliche Auswirkung von akutem und chronischem Stress darstellen. Diese Daten belegen, dass die Aktivität von NK Zellen durch Katecholamine beeinflusst werden kann.Ausgehend von diesen Ergebnissen wollen wir nun die Auswirkung von Katecholaminen auf die Funktion der NK Zellen eingehend untersuchen. Wir werden die Signale untersuchen, die durch die Behandlung mit Epinephrin und Dopamin in NK Zellen ausgelöst werden, und wir werden bestimmen, wie diese Signale die Zytotoxizität, die Zytokinproduktion, die Funktion der Integrine und den Metabolismus von NK Zellen beeinflussen. Ferner wollen wir bestimmen, warum eine chronische Behandlung mit Katecholaminen zur Desensitisierung des Systems führt. Neben biochemischen Ansätzen kommen bei diesen Untersuchungen auch RNAseq und Proteom-Analysen zum Einsatz, um die Veränderungen durch die chronische Behandlung mit Katecholaminen zu bestimmen. Durch unsere Ergebnisse erwarten wir einen neuartigen Einblick in die molekularen Ursachen des Einflusses von akutem und chronischem Stress auf das Immunsystem. Dadurch könnten auch neue Biomarker definiert werden, die den Effekt von Stress auf das Immunsystem in vivo anzeigen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen