The role of miR-27b and PPARgamma expression during sepsis
Final Report Abstract
Sepsis ist durch eine unkontrollierte, überschießende Entzündungsreaktion gekennzeichnet, die zur Organschädigung und daraus folgendem Multiorganversagen führen kann. Wir stellten deshalb die Hypothese auf, dass die Beibehaltung der Expression von PPARγ als anti-inflammatorischer nukleärer Rezeptor besonders in Makrophagen während der beginnenden Sepsis das Krankheitsbild verbessern sollte. Aufbauend auf unseren Vorbefunden, die eine mir-27b-vermittelte PPARγ Destabilisierung nach LPS-Stimulation der Makrophagen identifizieren konnten, verwendeten wir entsprechend des geplanten Arbeitsprogramms Antagomir-27b zur Hemmung der LPS-abhängigen PPARγ- Destabilisierung. Entsprechend unserer Annahme zeigte sich bei diesem Ansatz keine durch LPS-bewirkte Verminderung der PPARγ Expression. Entgegen unserer Erwartung waren die Antagomir-27b behandelten Makrophagen äußerst sensitiv gegenüber jeglicher Art von Stress, die direkt zur Apoptose der Zellen führte. Die von uns diesbezüglich durchgeführten Experimente deuten darauf hin, dass die LPS-vermittelte Expressionsverminderung von PPARγ wichtig für das Überleben der Makrophagen im Entzündungsgeschehen ist und somit essentiell für die Beibehaltung eines funktionierenden Immunsystems ist. In der Literatur ist bereits etabliert, dass die Aktivierung von PPARγ durch die systemische Gabe eines Agonisten zu einer Verbesserung des Krankheitsbilds im polymikrobiellen Sepsistiermodell führen. Das Problem bei diesem Ansatz ist der Zeitpunkt der Gabe des PPARγ-Agonisten. Zur effektiven Verbesserung der Sepsis muss der Agonist bereits zu einem Zeitpunkt gegeben werden, zu dem noch keine Sepsis-spezifischen Krankheitsanzeichen nachweisbar sind. Eine Translation in ein Therapieprotokoll bei Sepsispatienten ist deshalb kaum möglich. Dies gilt auch für den von uns geplanten Ansatz, bei dem nicht eine bereits vorhandene Sepsis verbessert werden sollte, sondern durch die Beibehaltung der PPARγ-Expression die Entstehung der Sepsis verhindert werden sollte. Leider haben unsere experimentellen Ansätze den umgekehrten Effekt gezeigt. D.h. im Tiermodell bewirkte die Behandlung mit Antagomir-27b eine Verschlechterung des Krankheitsbildes der Sepsis. Dieser experimentelle Ansatz wurde von uns deshalb nicht weiter verfolgt. Aufgrund dieser Ergebnisse, die unsere Hypothese widerlegten, fokussierte sich unser Interesse auf die zufällig bei der Etablierung der Antagomir 27b-Inkubation der Makrophagen gemachten Beobachtung, dass Makrophagen nach LPS-Stimulation Parameter der Autophagieinduktion zeigen. Wir konnten dabei nachweisen, dass dafür die E3-Ligase Pellino3 verantwortlich ist. Pellino3-Knockdown Experimente in Makrophagen zeigten, dass in diesen Zellen die pro-inflammatorische Antwort im Vergleich zu Wildtypzellen deutlich reduziert ist. Mechanistisch konnten wir diesbezüglich zeigen, dass Pellino3 nach LPS-Stimulation der Zellen gebunden an das Autophagie-assoziierte Protein p62 vorliegt und auf diese Weise autophagosomal abgebaut wird. Die Hemmung dieses 3 Abbaus bewirkt die Zunahme der Expression pro-inflammatorischer Marker wie IL-1ß. Für den autophagosomalen Abbau ist der Lysinrest K316 essentiell. Die Mutation dieses Restes stabilisiert Pellino3 und bewirkt damit die Zunahme der Expression pro-inflammatorischer Zytokine.
Publications
- (2014) Autophagy-dependent PELI3 degradation inhibits proinflammatory IL-1ß expression. Autophagy 10:11, 1937-1952
Giegerich AK, Kuchler L, Sha LK, Knape T, Heide H, Wittig I, Behrends C, Brüne B, von Knethen A
(See online at https://doi.org/10.4161/auto.32178)
