Typ I Interferon-vermittelte Immunmodulationen in der Leber

Typ I Interferone sind bekannt für die durch sie vermittelten immunaktivierenden bzw. antiviralen Effekte. Nach ihrer Induktion, im Rahmen der angeborenen Immunantwort, vermitteln Interferone nicht nur einen systemischen anti-viralen Status, sondern können auch wichtige Effektormechanismen der adaptiven Immunität dahingehend beeinflussen, dass sie diese verstärken bzw. ermöglichen. Im Allgemeinen kann diese Eigenschaft als pro-inflammatorische Aktivität der Interferone bezeichnet werden. Allerdings gehört es ebenfalls zu den Eigenschaften der Interferone eine Verminderung der adaptiven Immunität bewirken zu können, was als anti-inflammatorische Aktivität verstanden werden kann. Insgesamt kann man die durch Interferone induzierten Effekte also als ambivalent bezeichnen. Die Leber als Immunorgan besitzt, ähnlich wie die Interferone, eine zentrale Rolle in der Immunität und sollte in ihrer Funktion als Vermittler zwischen Immunaktivierung und Immuntoleranz nicht unterschätzt werden. Die Aufgaben der Leber können ebenfalls als ambivalent bezeichnet werden, da sie zum einen eine unnötige Aktivierung des Immunsystems verhindern muss um eine Schädigung der Leberzellen zu vermeiden (Immuntoleranz). Zum anderen muss auch in der Leber eine Immunaktivierung stattfinden können, um den Schutz vor Pathogenen zu gewährleisten. In einem Leberschadenmodell, das künstliche Doppelstrang-RNA (poly(I:C)) zur Induktion von Typ I Interferonen verwendet, sollen im Rahmen der vorliegenden Arbeit Immunmodulationen, insbesondere in der Leber, untersucht werden. Hierbei liegt das Hauptaugenmerk auf den Interferon-vermittelten Effekten, die eine Schädigung der Leber verhindern. Werden Interferonrezeptor-defiziente Tiere (IFNAR-/-) intraperitoneal mit poly(I:C) behandelt kann eine ausgeprägte Schädigung der Leber sowie Hepatitis in diesen Tieren beobachtet werden. Wildtyp (WT) Mäuse zeigen hingegen keinerlei Schädigungen der Leber, was für einen protektiven bzw. anti-inflammatorischen Effekt spricht, der über den IFNAR und damit über Typ I Interferone vermittelt wird. Unter Verwendung von Mäusen, die eine selektive Deletion des IFNAR auf bestimmten Immunzellen tragen (alle anderen Zellen der Maus exprimieren jedoch weiterhin den IFNAR), konnte der Immunzelltyp ermittelt werden, der beim IFNAR-vermittelten Schutz der Leber eine Schlüsselrolle übernimmt. Aus diesen Experimenten wird deutlich, dass es myeloide Zellen sind, die über den IFNAR durch Typ I Interferone stimuliert werden müssen, um im poly(I:C)-induzierten Leberschadenmodell einen Schutz der Leber zu bewirken. Ergänzend dazu konnte gezeigt werden, dass CD11b- und F4/80-doppelt positive Makrophagen nach poly(I:C)-Behandlung in die Leber von WT Mäusen infiltrieren. Zudem wurde in Experimenten mit Interferon-Reporter Mäusen deutlich, dass diese infiltrierenden Makrophagen über den IFNAR durch Typ I Interferone stimuliert sind. Nach poly(I:C)-Behandlung konnte gezeigt werden, dass Leber-infiltrierende Zellen in WT Mäusen anti-inflammatorischen Interleukin-1 Rezeptor Antagonisten (IL-1RA) sekretieren. In Abwesenheit eines funktionalen Interferonsystems hingegen (in IFNAR-/- Mäusen) konnte eine gestörte IL-1beta- und IL-1RA-Balance festgestellt werden. Für diese Zytokine, die sich gegenseitig regulieren, indem der anti-inflammatorische IL-1RA mit dem pro-inflammatorischen IL-1beta um die Bindung an den IL-1 Rezeptor konkurriert, konnte gezeigt werden, dass ihre Expression in der Leber Interferon-abhängig reguliert wird. In IFNAR-/- Mäusen und in Mäusen, deren IFNAR selektiv auf myeloiden Zellen deletiert war, konnte keine IL-1RA-Expression durch infiltrierende Zellen detektiert werden. Da in diesen Tieren nach poly(I:C)-Behandlung massive Leberschäden beobachtet wurden, kann vermutet werden, dass das Vorhandensein des anti-inflammatorischen IL-1RA unerlässlich für den Schutz der Leber ist. Abschließend kann zusammengefasst werden, dass die Interferon-vermittelten Effekte, die eine Schädigung der Leber verhindern, zum einen auf der Stimulation und Rekrutierung von Makrophagen beruhen. Zum anderen beruhen diese Effekte auf der Induktion des anti-inflammatorischen Zytokins IL-1RA, und der dadurch blockierten Wirkung des pro-inflammatorischen IL-1beta. Durch diese Ergebnisse werden neue Einblicke in die Interferon-vermittelte Hemmung von Virus- und Autoimmun-induzierten Erkrankungen der Leber ermöglicht. Genutzt werden könnten diese für die Optimierung IFN-basierter Therapien. Beispielsweise kann durch die gezielte Induktion anti-inflammatorischer Zytokine über IFNAR-induzierte Signalwege oder die direkte Gabe anti-inflammatorischer Zytokine (z.B. IL-1RA) eine Therapie entwickelt werden, die neben den vorteilhaften Eigenschaften der Zytokine eine verbesserte Aktivierung von Immunzellen ermöglicht