2.4.1 Cilomilast
Cilomilast (cis-4-cyano-4-[3-cyclopentoxyl-4-methoxphenyl]-Cyclohexa-Carbon-säure) ist ein Phosphodiesterase-4 (PDE4)-Inhibitor der 2. Generation; zur Zeit befindet sich der Stoff in der klinischen Phase III der Arzneimittelzulassung als Humanpräparat für die Asthma-Therapie (GRISWOLD et. al. 1998) bzw. in Phase II zur Therapie der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung, COPD (GIEMBYCZ 2000).
Die Phosphodiesterase (PDE) ist ein intrazellulär lokalisiertes, ubiquitär vorkommendes Enzym, welches second-messenger-Nukleotide der Zelle (cAMP und cGMP) hydrolytisch spaltet (SUTHERLAND und RALL 1958). Heute sind mehr als 11 PDE-Enzyme bekannt, wobei die unterschiedlichen Gewebe und Zellen ein differierendes Muster der Enzymausstattung aufweisen; so sind z.B. die PDE3 und besonders PDE4 charakteristisch für Immun- bzw. Entzündungszellen (DCs, T-Zellen, neutrophile Granulozyten) (GIEMBYCZ et al. 1997). Sie nehmen dort im cAMP-Abbau die zentrale Rolle ein.
Genetisch codiert wird die PDE4 von vier unterschiedlichen Gen-Loci, so daß die PDE4 vier Subtypen (PDE4A, PDE4B, PDE4C und PDE4D) aufweist (GIEMBYCZ 2000). Die jeweilige Expression des PDE4-Isoenzyms entspricht unterschiedlichen mRNA splicing-Varianten, die der Feinregulierung des intrazellulären cAMP-Haushalts dienen (HOUSLAY et al. 1997). Die Verteilung dieser Isoenzyme differiert dabei in Abhängigkeit von Körpergewebe und Zelltypus; PDE4A ist ubiquitär verteilt und der dominierende Subtyp in DCs (HEYSTEK et al. 2003), wohingegen PDE4C vornehmlich in Nervengewebe vorkommt und in Entzündungszellen fehlt; PDEB wird in der Lunge, Herz und Skelettmuskulatur exprimiert.
Die Wirkung von Cilomilast auf die Funktion von Immun- und Entzündungszellen basiert auf der spezifischen Hemmung der PDE4 (Abb. 2-2): Hieraus resultiert ein intrazellulärer Anstieg von cAMP. Dieses bindet und aktiviert die Proteinkinase A (PKA). Die PKA phosphoryliert Transkriptionsfaktoren, die für die Inflammations-kaskade eine Schlüsselrolle spielen. Durch den pleiotropen Effekt der intrazellulären
cAMP-Akkumulation wechselt der Funktionszustand der Zellen vom pro-inflammatorischen zum anti-pro-inflammatorischen Zustand.
Beim Menschen erfolgt die Absorption von Cilomilast nach oraler Verabreichung zügig, mit einer maximalen Plasmakonzentration (Cmax) eine Stunde nach Verabreichung. Die Bioverfügbarkeit nach oraler Gabe beträgt 96%. Als Halbwertzeit (t 0,5) werden sieben Stunden angegeben (ZUSSMAN et al. 2000).
Die Nebenwirkungen der PDE4-Inhibitoren sind im Zusammenhang mit der Molekularstruktur des PDE4-Enzyms zu betrachten. Die PDE4 existiert sterisch gesehen in zwei unterschiedlichen Konformationen, PDE4-H und PDE4-L. Für diese besitzt der PDE4-Inhibitor der 1. Generation, Rolipram, eine hohe (High) bzw.
niedrige (Low) Bindungsaffinität (SCHNEIDER et al. 1986). PDE4-H wird bereits durch geringe Konzentrationen von Rolipram inhibiert, PDE4-L erst durch hohe Konzentrationen von Rolipram. Anti-inflammatorische Effekte werden der PDE4-L Bindung zugeschrieben (BARNETTE et al. 1996), wohingegen Nebenwirkungen wie Vomitus, Nausea und Dyspepsie (gastrische H+-Hypersekretion) durch eine Bindung an PDE4-H verursacht werden (GIEMBYCZ 2000). Die PDE4-H/PDE4-L-Ratio von Rolipram liegt bei 0,1; durch die damit verbundene höhere Affinität zu PDE4L überwiegen die Nebenwirkungen, bzw. werden therapeutische Effekte erst in höheren Dosierungen erreicht. Im Vergleich hierzu beträgt die PDE4-H/PDE4-L-Ratio von Cilomilast 1,1 (BARNETTE et al. 1998): Trotz des im Vergleich zu Rolipram höheren therapeutischen Index kommt es auch bei Cilomilast zu Nebenwirkungen.
So berichten CHOMPTON und NIEMAN (1999) von Emesis als häufigster Nebenwirkung nach Behandlung mit Cilomilast (15 mg/kg), gefolgt von Nausea und Dyspepsie.
PDE4-Inhibitor
ATP cAMP 5`-AMP
PKA inaktiv PKA aktiv
Protein-PO4 Protein
Inflammatorische Zellaktivität ↓
Abb. 2-2: Wirkmechanismus von PDE4-Inhibitoren (nach TORPHY 1998)
Abb. 3-2: Strukturformel von Cilomilast N
OH O
O O
2.4.1.1 Wirkung von Cilomilast auf Immunzellen in vivo
Über die In-vivo-Effekte von Cilomilast geben die Ergebnisse aus klinischen Untersuchungen sowie aus verschiedenen tierexperimentellen Allergiestudien Aufschluß (s. Tab. 1-2).
In Phase-II-Studien zu asthmatischen Atemwegserkrankungen des Menschen wird Cilomilast (15 mg/kg) erfolgreich eingesetzt. COMPTON et al. (2000) beschreiben eine Reduktion der typischen Asthma-Symptome wie Husten, Atemnot und Brustschmerzen. In einem Bericht zur Phase-III-Studie der klinischen Wirksamkeit von Cilomilast bei COPD des Menschen beschreiben EDELSON et al.
(2001) positive Effekte hinsichtlich einer Lungenfunktionsbesserung und des allgemeinen Gesundheitszustands.
Im Dinitrochlorobenzen (DNCB)- und Toluendiisocyanat (TDI)-induzierten Kontaktallergiemodell zeigen EHINGER et al. (2000) an BALB/c-Mäusen die Wirksamkeit eines weiteren PDE4-Inhibitors, Piclamilast (RPR 73401). Nach intraperitonealer und topischer Applikation von Piclamilast kann die mit Ohrschwellung einhergehende Entzündungsreaktion signifikant gehemmt werden.
BÄUMER et al. (2002) zeigen weiterhin im gleichen Tier- und Allergiemodell (TDI) eine entsprechende Wirksamkeit von Cilomilast; zudem berichten sie von einer signifikanten Reduktion der TDI- induzierten Produktion von Interleukin-1β (IL-1β), welches in den behandelten Ohren gemessen wird. In den beiden zitierten Versuchen wurden die Tiere aktiv sensibilisiert. Von einer passiven Sensibilisierung der BALB/c-Mäuse mittels Injektion TDI-„gepulster“ - also mit TDI beladenen – DCs berichten BÄUMER et al. (2003b); hier wird der Effekt von Cilomilast auf die DCs untersucht, indem die DCs vor der Injektion mit Cilomilast prä-inkubiert wurden. Es zeigt sich kein Effekt hinsichtlich einer Inhibition der durch TDI-beladene DCs hervorgerufenen Ohrschwellung. Die systemische Gabe von Cilomilast vermag jedoch die Ohrschwellung zu inhibieren.
BELLGUIC et al. (2000) berichten, daß die MMP-9-Expression - im Ovalbumin-induzierten Entzündungsmodell der Lunge an BALB/-Mäusen – in der Broncho-alveolären Lavage durch Gabe von Rolipram reduziert wird. Hier werden als Quelle der MMP-9 neutrophile Granulozyten und Alveolarmakrophagen angesehen.
2.4.3.1.2 Wirkung von Cilomilast auf Immunzellen in vitro
Ein häufig angewendetes In-vitro-Modell, um die pharmakologische Beeinflussung von DCs zu untersuchen, ist die Stimulation von DCs mit Lipopolysacchariden (LPS) und anschließender Messung proinflammatorischer Zytokine. Zusätzlich stellt die Mixed-Leukocyte-Reaction (MLR) stellt ein In-vitro-Modell dar, in dem die DC-Eigenschaft, T-Zellen zu stimulieren und zur Proliferation anzuregen, näher untersucht wird; durch FACS-Analysen von DCs lassen sich Aussagen über die Modulation von Zelloberflächenmolekülen treffen.
HATZELMANN und SCHUDT (2000) zeigen an LPS-stimulierten, humanen, monocyte-derived DCs eine wirkungsvolle Inhibition der TNF-α-Synthese durch Cilomilast. Weiterhin beschreiben sie den Einfluß von Cilomilast auf humane CD4+ T-Lymphozyten. Nach Proliferationsstimulation der T-Zellen mit anti-CD3/anti-CD28 monoklonalen Antikörpern kann die Proliferation der T-Zellen und Synthese von IL-2, IL-4, IL-5 und Interferon-γ durch Inkubation mit Cilomilast inhibiert werden.
BARNETTE et al. (1998) erhalten ähnliche Ergebnisse an humanen Monozyten und T-Zellen.
BILLAH et al. (2002) zeigen an humanen, peripheral blood monocytes (PBMCs) einen hemmenden Effekt des PDE4-Inhibitors SCH 351591 auf die Produktion von IL-12 nach Stimulation der Zellen mit Pansorbin.
HEYSTEK et al. (2003) beschreiben in FACS-Analysen eine Heraufregulation des chemotaktisch bedeutsamen Oberflächenmoleküls CXCR4 auf monocyte-derived DCs durch Cilomilastgabe während der LPS-induzierten DC-Maturation.
Untersuchungen zur Beeinflussung des Immunphänotyps antigenpräsentierender Zellen (APCs; Monozyten, B-Lymphozyten) durch Rolipram – ein PDE4-Inhibitor der 1. Generation – zeigen eine Modulation der Oberflächenmoleküle CD80 und CD86 sowie von MHC-I und MHC-II. So wird CD86 heraufreguliert, CD80, MHC-I und MHC-II jedoch herunterreguliert (BIELEKOVA et al. 2000).
Tab. 1-2: Zusammenfassung der In-vivo/In-vitro-Wirkungen von Cilomilast. Literatur s. Text.
Zelltyp in vivo in vitro DCs Inhibition der Kontakt- IL-1β u. TNF-α↓
allergie im TDI-Modell CXCR4↑
epidermale DCs Migration↓ (eigene Untersuchungen)
Inhibition der Kontakt- Proliferation↓
T-Zellen allergie im TDI-Modell IL-2, IL-4, IL-5, IFN-γ↓
Ohrhomogenat IL-1β↓ im TDI-Modell MMP-9 Aktivität↓
(eigene Untersuchungen)
Asthma-u. COPD-Therapie
2.4.2 Takrolimus (FK 506)
Takrolimus wurde 1984 aus der Kulturbouillon einer in Tsukuba (Japan) entdeckten Streptomyces-Spezies isoliert. Der Name Takrolimus ist ein Kunstwort, zusammengesetzt aus den Bestandteilen Tsukuba, Makrolid und Immunosupressant (KINO et al. 1987). Strukturell zählt FK506 zur Gruppe der Makrolid-Laktone mit einem Molekulargewicht von 822,05 Dalton, pharmakologisch zählt es zur Gruppe der Calcineurin-Inhibitoren. Es gilt neben dem Peptid Cyclosporin A als Leitsubstanz immunsuppressiv wirksamer Arzneimittel.
Takrolimus findet seine klinische Anwendung in der Transplantationsmedizin zur Prophylaxe und Therapie der manifesten Transplantatabstoßung nach Leber- und Nierentransplantationen (PrografR) sowie in der Dermatologie als Therapeutikum (ProtopicR-Salbe) der atopischen Dermatitis des Menschen. Gute Wirksamkeit kann bei topischer Applikation auch beim allergischen Kontaktekzem im Meerschweinchenmodell (ALAITI et al. 1998) sowie beim Menschen gezeigt werden (BOGNIEWIECZ et al. 1998).
Abb. 4-2: Strukturformel von Takrolimus (FK 506)
Takrolimus übt seine biologischen Effekte nach Bindung an zytoplasmatische Makrophiline aus; diese auch als FK506-bindende Proteine (FKBP-12) bezeichnete Substanzen sind den Immunophilinen zuzurechnen. Nach erfolgter Bindung von Takrolimus an FKBP-12 entsteht ein Komplex, der nun die Funktion der Ca2+ -abhängigen Serin-/Threonin-Phosphatase Calcineurin hemmt (LIU et. al. 1991). Dies führt über eine Translokationshemmung des Nuklearfaktors NF-ATp letztlich zu einer Transkriptionshemmung NF-ATp-abhängiger Zytokine, insbesondere IL-2, TNF-α, GM-CSF. Hierdurch lassen sich die beschriebenen Effekte auf verschiedene Zelltypen der Haut und des Immunsystems erklären (siehe 2.2.3, Abb. 6-2 und Tab.
2-2).
Takrolimus kann oral, parenteral und topisch appliziert werden. Aufgrund einer nur mäßigen Absorptionsrate nach oraler Applikation beträgt die durchschnittliche orale Bioverfügbarkeit beim Menschen ca. 27% (PETERS et al. 1993). Topisch aufgetragenes Takrolimus penetriert die Haut in Abhängigkeit von der verwendeten Konzentration, der ausgewählten Grundlage und der Integrität der epidermalen Barriere in unterschiedlichem Maß. Hierin liegt die Basis für die Anwendbarkeit in dermatologischen Externa zur gezielten topischen, immunsuppressiven Behandlung
HO
entzündlicher Dermatitiden. Bei Einarbeitung von Takrolimus in eine sehr lipophile Salbengrundlage können somit auch bei äußerlicher Anwendung therapeutische Konzentrationen in befallenen Hautarealen ohne systemische Akkumulation des Wirkstoffes erreicht werden (WOLLENBERG und BIEBER 1997; RUZICKA et al.
1997; BIEBER 1998).
Als Nebenwirkungen nach systemischer Verabreichung stehen die stark ausgeprägte Nephrotoxozität und allgemeine Immunsuppression im Vordergrund, gefolgt von gastrointestinalen (Vomitus, Nausea) und neurologischen Effekte (Tremor) (BORNHÖVD et al. 2000).
Die wichtigste unerwünschte Nebenwirkung nach topischer Takrolimus-Anwendung ist ein von Patienten als „Brennen“ oder „Hitzegefühl“ beschriebene transientes Mißempfinden am Applikationsort (RUZICKA et al. 1997). Diese Erscheinungen klingen jedoch nach 30-90 Minuten von selbst ab. Dauer und Intensität des Brennens nehmen nach 5-10 tägiger Behandlung ab und verlieren sich schließlich. Topisch angewendetes Takrolimus beeinflußt weder die Kollagensynthese der Haut, noch kommt es zu einer Hautatrophie (REITAMO et al.
1998).
2.4.3.2.1 Wirkung von Takrolimus auf Immunzellen in vivo
In entzündlich veränderten Hautarealen werden Keratinozyten, Langerhans-Zellen, inflammatorische dendritische Zellen und T-Lymphozyten in ihrer biologischen Funktion und im Immunphänotyp verändert; nachfolgend sind die Effekte von Takrolimus auf diese Zellen aufgeführt.
Untersuchungen zur Takrolimuswirkung in psoriatisch veränderten Hautarealen des Menschen ergeben, daß der Interleukin-8 (IL-8)-Rezeptor von Keratinozyten dosisabhängig herunterreguliert wird (SCHULZ et al. 1993). Untersuchungen von WOLLENBERG et al. (1996) zum atopischen Ekzem ergeben, daß Langerhans-Zellen durch topische Takrolimus-Behandlung beeinflußt werden: So berichten sie von einer Herunterregulation des hochaffinen IgE-Rezeptors (FcεRI) auf dendritischen Zellen der Haut. Der Anteil von dendritischen Zellen fällt unter die
Nachweisgrenze und deren Stimulationskapazität gegenüber autologen T-Lymphozyten wird reduziert (WOLLENBERG et al. 1996).
Häufig verwendete und gut studierte In-vivo-Modelle zur zellmediierten Immunantwort sind Kontaktallergie-Modelle bei der Maus.
In einem Trinitrochlorobenzen (TNCB)- vermittelten Kontaktallergie-Modell untersuchen SALERNO et al. (1998) Effekte von Takrolimus: Nach Injektion von Lymphknotenzellen TNCB-sensibilisierter und Takrolimus behandelter Tiere in naive Empfängertiere entwickeln diese im Vergleich zur Kontrolle keine Kontaktallergie, gemessen an der Ohrschwellung. Ferner arbeiten SALERNO et al. (1998) den Einfluß von Takrolimus auf bestimmte T-Zell-Subpopulationen heraus: αβ+ und γδ+ T-Lymphozyten sind für die Etablierung einer Kontaktsensitivität essentiell; unter dem Einfluß von Takrolimus vermögen diese Zellen jedoch keine Kontaktsensitivität im Vergleich zu Kontrolltieren zu induzieren. Des weiteren werden die Produktion von IL-2 und die T-Zell-Proliferation nach DC-vermittelter Antigenstimulation (TNBC) durch systemische Behandlung der Tiere verhindert.
Im Oxazolon induzierten Kontaktallergiemodell untersuchen HOMEY et al. (1998) die Zytokinexpression epidermaler Zellen und von Lymphknotenzellen sowie deren Immunphänotyp: Durch Behandlung mit Takrolimus wird die Lymphknotenproliferation inhibiert und eine Abnahme der inflammatorischen Zytokine IL-1β, TNF-α und IFN-γ in der Haut erreicht. FACS-Analysen epidermaler Zellen behandelter Tiere ergeben eine Abnahme von CD4+ T-Zellen in der Haut.
2.4.3.2.2 Wirkung von Takrolimus auf Immunzellen in vitro
Die DC-vermittelte Antigenpräsentation gegenüber T-Lymphozyten verläuft unter dem Einfluß zahlreicher Zytokine und exprimierter Zelloberflächenmoleküle. Murine, in vitro generierte DCs und T-Lymphozyten werden bei der bidirektionalen Interaktion während der Antigenpräsentation durch Takrolimus in unterschiedlicher Art und Weise beeinflußt. MATSUE et al. (2002) finden bei DCs eine Herunterregulation der von DCs produzierten Interleukine 6 und 12, sowie der T-Zell-Zytokine IL-2, IL-4 und IFN-γ. TIEFENTHALER et al. (2004) berichten von einer Inhibition der IL-12-Produktion durch Takrolimus bei humanen monocyte-derived DCs. Zudem weisen
mit Takrolimus generierte DCs eine verminderte Allostimulationsfähigkeit gegenüber T-Lymphozyten in der MLR auf (SZABO et al 2001). WOLTMAN et al. (2000) berichten von einer lediglich partiellen TNF-α Inhibition durch Takrolimus bei CD40L stimulierten DCs.
Untersuchungen des DC-Immunphänotyp ergeben eine Herunterregulation von CD69 nach LPS-Stimulation und Takrolimus-Inkubation der Zellen während der DC/T-Zell-Interaktion (MATSUE et al. 2002). In vitro unter Takrolimus-Einfluß generierte DCs zeichnen sich im Immunphänotyp durch eine Abnahme der CD1a+, CD40 und CD86 Oberflächenmoleküle aus. Gegensätzliches zur Beeinflussung des Immunphänotyps von DCs berichten COS et al. (2002) und WOLTMAN et al. (2000).
So finden sie keine Unterschiede nach Takrolimus-Behandlung im Vergleich zu Kontrollzellen nach LPS- bzw. CD40L-Stimulation der DCs. Ebenso finden SZABO et al. keinen Einfluß von Takrolimus auf die Expression von CD80, CD86, MHC-I und MHC-II Oberflächenmolekülen. Untersuchungen zum Immunphänotyp isolierter epidermaler Langerhanszellen wiederum ergeben eine Alteration der Oberflächenmoleküle: Während der Maturation zu DCs inhibiert Takrolimus die Expression von CD25, CD40 und CD80 ebenso wie die von MHC-I und MHC-II.
Tab. 2-2: Zusammenfassung der In-vivo/In-vitro-Wirkungen von Takrolimus. Literatur s. Text Zelltyp in vivo in vitro
(eigene Untersuchungen) Proliferation↓
αβ+/γδ+T-Zellen Inhibition der Kontaktallergie
im TNCB-Modell
CD4+ T -Zellen Reduktion der Zellzahl in
der Haut im TNCB-Modell
2.4.3.3 Rapamycin
Rapamycin ist ein natürliches Fermentationsprodukt der Actinomyces-Art Streptomyces hygroscopicus, das vor 25 Jahren aus einer Bodenprobe der Osterinsel Rapa Nui isoliert wurde und als putatives Fungizid den Namen Rapamycin erhielt. Bei Rapamycin handelt es sich um ein weiteres Immunsuppressivum aus der Gruppe der Makrolide mit einem Molekulargewicht von 914 Dalton; es zählt pharmakologisch zur Gruppe der mTOR (mammalian target of rapamycin)-Kinase-Inhibitoren (ABRAHAM und WIEDERRECHT 1996). Rapamycin (RapamuneR) ist zugelassen zur Prophylaxe der Organabstoßung bei Patienten, die ein Nierentransplantat erhalten.
Nach Aufnahme in die Zelle erfolgt – analog zu Takrolimus – eine Bindung an FKBP-12; der entstandene Komplex hemmt dann allerdings nicht die Phosphatase Calcineurin und damit die Ca2+ -abhängige Transkription der Gene für die Synthese von IL-2. Angriffspunkt dieses Komplexes ist die Kinase mTOR (siehe Abb. 2-2).
Durch die Inhibition dieser Kinase wird der Zellzyklus in einer späten Phase (G1 zu S) blockiert. Im Gegensatz zu Takrolimus, welches den Zellzyklus in einer frühen Phase moduliert und die IL-2 Synthese hemmt (frühe G1-Phase), wird also durch Rapamycin die Zellantwort auf produzierte Zytokine unterdrückt (VASQUEZ 2000).
Maximale Blutspiegel werden beim Menschen nach einer Stunde erreicht, die Bioverfügbarkeit nach oraler Aufnahme beträgt nur 15%. Die mittlere Halbwertzeit wird mit 62 ± 16 Stunden angegeben.
Als klinisch bedeutsame Nebenwirkungen werden für Rapamycin Hyperlipidämien, eine höhere Infektanfälligkeit (verursacht durch die Immunsuppression) und ein erhöhtes Risiko für maligne Syndrome, insbesondere Lymphome und Hautkrebs angegeben.
Abb. 5-2: Strukturformel von Rapamycin
2.4.3.3.1 Wirkung von Rapamycin auf Immunzellen in vivo
Den Einfluß Rapamycin auf die Funktion dendritischer Zellen untersuchen HACKSTEIN et al. (2002): In vitro generierte und in vivo injizierte murine DCs weisen eine herabgesetzte Antigenaufnahme auf; dies äußert sich in einer Reduktion der Makropinozytose und Mannose-Rezeptor-vermittelten Endozytose von Fluorescinisothicyanat (FITC)-Albumin bzw. FITC-Dextran. Die Hemmung der Endozytose wird dabei nicht durch Apoptose verursacht. In weiteren Untersuchungen berichten HACKSTEIN et al. (2003) von einer beeinträchtigten Generierung und Mobilisation von DCs unter dem Einfluß von Rapamycin sowie einer Modulation ko- stimulatorischer Oberflächenmoleküle (CD80 und CD86), pro-inflammatorischer Zytokine (TNF-α) und der T-Zell Allostimulation (s. Tab. 3-2).
Analog zur Takrolimuswirkung im TNCB-Modell berichten SALERNO et al. (1998) über eine wirkungsvolle Hemmung der Kontaktsensitivität durch systemische
CH3
Verabreichung von Rapamycin; auch hierfür wird ein direkter Einfluß auf αβ+ und γδ+ T-Lymphozyten diskutiert. Allerdings wurde die IL-2 Synthese nicht gehemmt.
Abb. 6-2: Wirkmechanismen der Makrolid-Immunsuppressiva Takrolimus und Rapamycin (RAPA) nach BORNHÖVD et al. (2000)
2.4.3.3.2 Wirkung von Rapamycin auf Immunzellen in vitro
In-vitro- Untersuchungen von MONTI et al. (2003) können die In-vivo-Ergebnisse (HACKSTEIN et al. 2002) hinsichtlich einer Beeinflussung der DC-Antigen-Aufnahme bestätigen. Durch Inkubation mit Rapamycin weisen humane monocyte-derived DCs eine verminderte FITC-Dextran Endozytose auf. Weiterhin werden die Oberflächenmoleküle CD1a, MHC-I, MHC-II, CD80, CD86 und CD40
FK 506
FK 506 RAPA
RAPA
Zellkern Transkription:
IL-2, TNF-α Mitogenese GM-CSF
FKBP-12 FKBP-12
mTOR NF-ATp
herunterreguliert. Anders als In-vivo-Untersuchungen gezeigt, induziert Rapamycin jedoch die Apoptose von DCs (WOLTMAN et al. 2001, MONTI et al. 2003). Die apoptotische Wirkung von Rapamycin wirkt sich dabei exklusiv auf DCs aus, was WOLTMAN et al. (2003) in Untersuchungen an monocyte-derived DCs zeigen.
Diskutiert wird eine Interruption der GM-CSF-Signalkaskade mit nachfolgender Überexpression des pro-apoptotischen Zellzyklus-Inhibitors p27, vermittelt durch die mTOR-Inhibition durch Rapamycin.
Den suppressiven Einfluß von Rapamycin auf die DC-Aktivierung untersuchen (HACKSTEIN et al. 2003); Rapamycin hemmt danach die IL-4 abhängige Maturation der DCs und deren Fähigkeit zur T-Zell-Allostimulation sowie die Produktion von TNF-α. Posttranskriptional sind die beobachteten Effekte bei DCs mit einer Down-Regulation der zwei IL-4 Rezeptor-Untereinheiten CD124 und CD132 verbunden.
Den Effekt von Rapamycin auf die DC/T-Zell Interaktion untersuchen MATSUE et al. (2002). Rapamycin inhibiert wirkungsvoll die DC-vermittelte T-Zell Proliferation, hat jedoch keinen Einfluß auf die Zytokinproduktion der DCs (IL-6 und IL-12 p40) und der T-Lymphozyten (IL-2, IL-4, IFN-γ). Das DC-Oberflächenmolekül CD40 wird durch Rapamycin in seiner Expression während der Antigenpräsentation gehemmt.
Tab. 3-2: Zusammenfassung der In-vivo/In-vitro-Wirkungen von Rapamycin. Literatur s. Text Zelltyp in vivo in vitro
T-Zellen Inhibition der Kontaktallergie Proliferation↓
(αβ+ + γδ+T-Zellen)