Interleukin-10 inhibiert die Toll-like-Rezeptor vermittelte Aktivierung von antigenpräsentierenden Zellen

Abstract

Toll-like-Rezeptoren (TLRs) sind ein wichtiges Instrument zur Erkennung von pathogen-assoziierten Strukturen. Die Bindung spezifischer Liganden führt zur Aktivierung von antigenpräsentierenden Zellen (APCs), was eine Veränderung des Phänotyps und ihrer Funktion bedeutet und eine Kaskade komplexer Immunreaktionen auslöst. Interleukin-10 (IL-10) gehört zu den immunsuppressiven Zytokinen. Es greift in Signaltransduktionsprozesse ein, die unmittelbar die Reifung und Aktivierung von dendritischen Zellen (DCs) initiieren, wie die PI3K oder NF-kappaB Signaltransduktionswege und inhibiert auf diesem Wege die Differenzierung und Ausbildung von charakteristischen Fähigkeiten der DCs. Dieser Arbeit lag die Fragestellung zu Grunde, welche Effekte durch Liganden von TLR2 (Pam3Cys), TLR3 (Poly I:C) , TLR4 (LPS) bzw. TLR7 (R848) bei DCs hervorgerufen werden können, wenn diese unter dem inhibitorischen Einfluss von IL-10 generiert werden. Die Exposition dieser APCs gegenüber IL-10 resultierte in einem veränderten Phänotyp als Reaktion auf die durch TLRs übermittelten Signale, sowie in der Reduktion der sezernierten immunstimulatorischen Zytokine, wie IL-12, was zu einer Verminderung der T-Zell-stimulatorischen Kapazität führte. Die Expression des Chemokinrezeptors CCR7 war, und dadurch bedingt die Migration der APCs in Richtung des Chemokins CCL19/MIP-3beta, stark reduziert. Es konnte gezeigt werden, dass die zentralen Adaptermoleküle und Kinasen der TLR-Signaltransduktion MyD88, IRAK1 und TRAF6 durch IL-10 herunterreguliert wurden. Weiterhin reduzierte IL-10 die TLR-induzierte Expression der NF-kappaB Transkriptionsfaktoren Rel-B und c-Rel, sowie die der Interferonregulatoren IRF-3 und IRF-8. Die inhibitorischen Effekte von IL-10 führten zu einer Blockade im Verlauf PI3K Signaltransduktion, sie erstreckten sich aber nicht auf die MAP-Kinasen. Die verminderte Expression der an der TLR-Kaskade beteiligten Proteine, wie MyD88, TRAF6 oder mTor wurde nicht transkriptionell reguliert, sondern ist vermutlich auf eine selektive posttranskriptionelle Regulation von Proteinen der MyD88-abhängigen und MyD88-unabhängigen Signaltransduktion zurückzuführen.

TLRs act to sense the environment for microbial products and submit danger signals to APCs resulting in activation of complex immune responses. In the present study, we analyzed the function of human monocyte derived APCs generated in vitro in the presence of IL-10 upon activation by TLR ligands. Exposure of these APCs to IL-10 resulted in a skewed phenotypic maturation in response to stimuli provided by the TLR ligands, a reduced cytokine production like IL-12, IL-6 or TNF-alpha and impaired capacity to stimulate T cell activation. Furthermore, CCR7 upregulation in APCs exposed to TLR stimulation as well as migration towards CCL19/MIP-3beta were strongly reduced. IL-10 was found to down-regulate MyD88, IRAK1 and TRAF6, essential adapter molecules for TLR signaling, and to decrease TLR-induced nuclear expression of the NF-kappaB transcription factors c-Rel and Rel-B as well as IRF-3 and IRF-8. This was not due to the inhibition of the MAP Kinase pathway, but was rather mediated by the blockage of the PI3K signaling cascade. Interestingly, the inhibition of proteins involved in TLR signaling, like MyD88, IRAK1 and mTor, was due to a selective post-transcriptional regulation.