Regulierung der Funktion Dendritischer Zellen durch Histon-Deacetylase-Inhibitoren

Abstract

Histon-Deacetylasen (HDACs) modulieren die Transkription und die Chromatinstruktur, indem sie die Histone auf der posttranskriptionalen Ebene verändern. HDAC-Hemmer besitzen eine viel versprechende Aktivität gegen Tumoren und werden derzeit in klinischen Studien untersucht. Die zunehmende Evidenz in Tiermodellen immunologischer Störungen deutet zudem auf immunsuppressive Eigenschaften dieser kleinen Moleküle hin. Dennoch sind die zugrunde liegenden Mechanismen derzeit noch nicht verstanden. In dieser Arbeit habe ich einen HDAC-Inhibitor aus dem klinischen Alltag – Valproat – in seiner Wirkung auf dendritische Zellen untersucht. Die DCs wurden aus Monozyten durch Inkubation mit GM-CSF und IL-4 generiert. Die Reifung der DCs wurde anschließend durch Zugabe von Poly I:C induziert. Es wurden der Phänotyp, die Apoptoserate, die Migrationsfähigkeit, die Kapazität zur Stimulierung allogener Zellen und die Zytokinproduktion der DCs unter Zuhilfenahme der Durchflusszytometrie, mixed leukocyte reaction, ELISAs und Transwell-Versuchen analysiert. Die Translokation von RelB, IRF-3 und IRF-8 in den Kern, sowie die Expression von Bcl-6 und PU.1 wurden mittels Immunoblotting untersucht. Die Hemmung der HDAS beeinträchtigt die Differenzierung der DCs, indem die Expression des DC-Markers CD1a reduziert und die Expression kostimulatorischer und Adhärenzmoleküle vermindert wird. Des Weiteren sind die MIP-3beta-induzierte Migration, die immunostimulatorische Kapazität, sowie die Zytokinsekretion deutlich beeinträchtigt. Die beobachteten Defekte der DC-Funktionen nach Behandlung mit einem HDAC-Inhibitor spiegeln scheinbar die Störung der Signalkaskade über NF-kappaB, IRF-3 und IRF-8 wider. HDAC-Hemmer entwickeln also starke immunmodulierende Eigenschaften gegenüber menschlichen DCs. Meine Ergebnisse unterstützen somit die weitere Evaluation von HDAC-Inhibitoren in der Behandlung von entzündlichen und Autoimmunerkrankungen.

Histone deacetylases (HDAC) modulate gene transcription and chromatin assembly by modifying histones at the posttranscriptional level. HDAC inhibitors have promising antitumor activity and are presently explored in clinical studies. Cumulating evidence in animal models of immune disorders also suggests immunosuppressive properties for these small molecules, although the underlying mechanisms remain at present poorly understood. Here, the effects of an HDAC inhibitor currently in clinical use, sodium valproate, on humanmonocyte-derived DCs are evaluated. DCs were generated from monocytes through incubation with granulocyte macrophage colony-stimulating factor and interleukin-4. DC maturation was induced by addition of polyinosinic-polycytidylic acid. DC phenotype, immunostimulatory capacity, cytokine secretion, and migratory capacity were determined by flow cytometry, mixed leukocyte reaction, ELISA, and Transwell migration assay, respectively. Nuclear translocation of RelB, IFN regulatory factor (IRF)-3, and IRF-8 were determined by immunoblotting. HDAC inhibition skews DC differentiation by preventing the acquisition of the DC hallmark CD1a and by affecting the expression of costimulation and adhesion molecules. In addition, macrophage inflammatory protein-3beta/chemokine, motif CC, ligand 19- induced migration, immunostimulatory capacity, and cytokine secretion by DCs are also profoundly impaired. The observed defects in DC function on exposure to HDAC inhibitors seem to reflect the obstruction of signaling through nuclear factor-nB, IRF-3, and IRF-8. HDAC inhibitors exhibit strong immunomodulatory properties in human DCs. These results support the evaluation of HDAC inhibitors in inflammatory and autoimmune disorders.