Mechanisms of hepatocellular damage and liver fibrosis in the virus-induced CYP2D6 mouse model for autoimmune hepatitis
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Autoimmunhepatitis ist eine schwerwiegende und oft lebensgefährliche Lebererkrankung. Obwohl die Zielstrukturen der autoimmunen Zerstörung bekannt sind, ist über Entstehung und Pathogenese dieser Krankheit, sowie über die Ausbreitung der autoimmunen-indizierten Leberfibrose nur wenig bekannt. Dies liegt auch daran, dass bisher kein verlässliches Tiermodell vorhanden war, welches den chronischen Zerstörungsprozess in der Leber ausreichend widerspiegelt. Wir haben ein neues Tiermodell entwickelt in dem Wildtyp Mäuse mit einem Adenovirus infiziert werden, welches das Hauptantigen der Autoimmunhepatitis, Zytochrom P450 2D6 (CYP2D6), exprimiert (Ad-2D6). Dieses CYP2D6 Mausmodell ist der menschlichen Krankheit bezüglich Krankheitsverlauf und Leberzerstörung sehr ähnlich. Es war das Ziel unseres Projektes mit Hilfe des CYP2D6 Modells mehr über die Mechanismen der Autoimmunhepatitis herauszufinden und mögliche Therapieansätze zu testen. Ein besonderer Schwerpunkt lag dabei auf der Erforschung von Mechanismen, welche zur Leberfibrose führen. Innerhalb des Förderungszeitraums konnten wir zeigen, dass im CYP2D6 Modell sowohl CYP2D6-spezifische Antikörper als auch T Zellen gebildet werden. CYP2D6-reaktive CD4 als auch CD8 T Zellen sind vorwiegend in der Leber lokalisiert. Eine detaillierte Kartierung der T Zell Epitope hat ergeben, dass ein Durchbrechen der immunologischen Toleranz in den Bereichen des CYP2D6 Moleküls stattfindet, wo eine intermediäre Proteinsequenzhomologie zwischen dem menschlichen CYP2D6 und den Maus Cyp Homologen existiert. Des Weiteren konnten wir zeigen, dass das B Zell Epitop, welches sowohl im Menschen als auch im CYP2D6 Modell immundominant ist, tatsächlich auch als erste Region eine Antikörperreaktion hervorruft. Danach findet eine Verbreitung der Antikörperreaktion auf zusätzliche Oberflächenregionen des CYP2D6 Moleküls statt (epitope spreading). Dies bedeutet, dass die immundominante CYP2D6 Region tatsächlich auch in der Entstehung von Autoimmunhepatitis beteiligt sein könnte. Bezüglich der Entstehung der autoimmun-induzierten Leberfibrose konnten wir zeigen, dass durch direkte Ad-2D6-Infektion die Stellatzellen der Leber aktiviert werden und dadurch zur extensiven Produktion von Extrazellulärmatrixproteinen angeregt werden. Interessanterweise haben wir auch gefunden, dass der Weg der Ad-2D6-Administration für die Fibroseentstehung entscheidend ist. Eine intravenöse Injektion induziert einen grösseren akuten Lebeschaden und eine stärkere zelluläre Leberinfiltrierung, wogegen eine intraperitoneale Injektion vor allen eine starke subkapsuläre Fibrose auslöst. Ursprünglich hatten wir geplant das etablierte Tetrachlorkohlenstoff (CCl4) Fibrosemodell nur als Vergleich zum CYP2D6 Modell zu verwenden. Wir haben dann allerdings im CCl4 Modell sehr interessante Beobachtungen gemacht, welche uns dazu veranlasst haben diesen Projektarm weiter auszubauen. Dadurch konnten wir zeigen, dass das Chemokin CXCL10 eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Leberfibrose spielt. Eine Blockade von CXCL10 hat eine Umverteilung der zellulären Leberinfiltrationen zur Folge. Es werden in der Leber verstärkt NK Zellen gefunden, welche wiederum die Aktivierung der Stellatzellen vermindern und dadurch die Leberfibrose abschwächen. Wir sind zurzeit dabei weitere kritische Entzündungsfaktoren, welche bei der Pathogenese der Autoimmunhepatitis und der damit assoziierten Fibrose zu identifizieren und damit eine Grundlage für eine Neutralisierungstherapie zu schaffen, welche in CYP2D6 getestet werden soll. Des Weiteren sind wir dabei eine Antigen-spezifische Suppressionstherapie durch Induktion regulatorischer T Zellen zu etablieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2009) New animal models for autoimmune hepatitis. Semin. Liver. Dis. 29: 262-272
Christen, U., Hintermann, E. and Jaeckel, E.
- (2010) CXCL10 promotes liver fibrosis by prevention of NK cell mediated hepatic stellate cell inactivation. J. Autoimmun. 35(4):424-435
Hintermann E, Bayer M, Pfeilschifter JM, Luster AD, Christen U
- (2010) Cytochrome P450 2D6 as a model antigen. In: Immunology and Liver Disease – Proceedings of the Falk Symposium. Dig. Dis. 28: 80-85
Christen, U., Holdener, M., and Hintermann, E.
- (2010) Viral triggers for autoimmuity: Is the glass of molecular mimicry half full or half empty? J. Autoimmun. 34: 38-44
Christen, U., Hintermann, E., Holdener, M., and von Herrath, M.G.
- (2011) Epitope spreading of the anti-CYP2D6 antibody response in patiemts with autoimmune hepatitis and in the CYP2D6 mouse model. J. Autoimmun. 37:242-253
Hintermann, E., Holdener, M., Bayer, M., Loges, S., Pfeilschifter, J.M., Granier, C., Mann, M.P., and Christen, U.
- (2012) The CYP2D6 animal model: how to induce autoimmune hepatitis in mice. J. Vis. Exp. 60: e3644 1-7
Hintermann E, Ehser J, and Christen U.
(Siehe online unter https://doi.org/10.3791/3644)
