Das Zeckenspeichelprotein Sialostatin L supprimiert spezifisch die IL-9 Produktion in Mastzellen

Mastzellen nehmen auf Grund ihrer Fähigkeit ein breites Spektrum an biologisch hochaktiven Substanzen zu sezernieren und ihrer strategischen Lage im Körper im Bereich von Epi und Endothelien eine wichtige Schlüsselfunktion in der Vermittlung von angeborenen und adaptiven Immunantworten ein. Deshalb wird Mastzellen eine entscheidende Rolle bei der Erkennung von Zeckenbissen zugesprochen. Ziel dieser Arbeit war es folglich, die immunmodulatorischen und immunsuppressiven Eigenschaften des im Zeckenspeichel vorhandenen Proteins Sialostatin L auf die Effektorfunktionen und Cytokinproduktion von Mastzellen zu untersuchen. In dieser Dissertation konnte gezeigt werden, dass Sialostatin L die Produktion von IL 9 in Mastzellen hemmt, während die IL 6 Produktion, Degranulation und Zellvitalität nicht beeinflusst wird. Außerdem konnte unter Zuhilfenahme von „Next Generation Sequencing“ eine verringerte Irf4 und Il1b Expression in Anwesenheit von Sialostatin L in Mastzellen nach Aktivierung festgestellt werden. In Übereinstimmung hierzu wiesen Irf4 / und Il1r1 / Mastzellen eine verringerte IL 9 und IL-1β Produktion auf. Dies deutete auf einen entscheidenden Einfluss von IL 1β und IRF4 auf die Il9 Regulation in Mastzellen hin. Ferner deckten ChIP („chromatin immune precipitation“) Analysen eine direkte Bindung von IRF4 an die Il9 und Il1b Loci auf. Zusätzlich konnten Reportergenstudien unter Verwendung von Il9 und Il1b Promoter Luciferase Reportern und Promoter Luciferase Reportern mit mutierten IRF4 Bindestellen die essentielle transaktivierende Funktion von IRF4 an den Il9 und Il1b Promotern bestätigen. Diese Beobachtungen wiesen darauf hin, dass die Sialostatin L vermittelte Hemmung von mastzellproduziertem IL 9 hauptsächlich auf einer Suppression der IRF4 Expression beruht, welche zu einer verringerten IL 1β Produktion führt. Daher könnte vermutlich eine IL 1β induzierte positive Rückkopplung in einer gesteigerten IL 9, IRF4 und IL 1β Expression in Mastzellen resultieren. Dementsprechend ergab eine mastzellspezifische Irf4 oder Il1r1 Defizienz sowie eine Behandlung mit Sialostatin L eine signifikante Reduktion der Atemwegsüberempfindlichkeitsreaktion (AHR) und Eosinophilie in einem murinen präklinischem experimentellen Asthma Modell. Somit könnte die Aufklärung des Mechanismus der Sialostatin L vermittelten Immunsuppression die Basis für die Entwicklung neuer Strategien zur Behandlung von Asthma oder anderer IL 9 und mastzellabhängigen Erkrankungen darstellen. Dessen ungeachtet kann das Verständnis der zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen der Il9 Regulation in Mastzellen nicht als vollständig angesehen werden.Mast cells are thought by virtue of their ability to produce a broad variety of biologically highly active mediators and their strategic distribution within the body to play key roles in adaptive and innate immune responses. Accordingly, mast cells might play a prominent role in sensing tick bites. Therefore, the aim of this thesis was to investigate the immunomodulatory or immunosuppressive capacities of the tick salivary protein Sialostatin L on mast cell effector functions and cytokine production. In this work, it was demonstrated that Sialostatin L restrains IL 9 production by mast cells, whereas cell viability, degranulation and Il6 expression remain unaffected. In addition, “next generation sequencing” revealed a strongly reduced expression of Il1b and Irf4 in the presence of Sialostatin L. Consistently, irf4 and Il1r1 deficient mast cells showed diminished IL 9 production, indicating the importance of IRF4 and IL 1β in the regulation of the Il9 gene in mast cells. Further, ChIP (chromatin immune precipitation) analysis uncovered direct binding of IRF4 to the Il1b and Il9 loci. In addition, reporter gene studies by the use of Il9 and Il1b promoter luciferase reporter or promoter luciferase reporter with mutated potential IRF4 binding sites displayed the transactivating capacities of IRF4 at the Il9 and Il1b promoter. These observations proposed the Sialostatin L mediated suppression of mast cell derived IL 9 mainly by preventing the Expression of IRF4 leading to a diminished IL 1β production. Thus, it can be assumed that an IL 1β mediated positive feedback loop might result in an enhanced IL 9, IRF4 and IL 1β expression in mast cells. Correspondingly, mast cell specific deficiency in IRF4 or IL-1R1 as well as treatment with Sialostatin L caused a significant improvement of airway hyperresponsiveness (AHR) or Eosinophilia in a murine ovalbumin induced experimental asthma model. Hence, the elucidation of the mechanisms underlying the immunosuppressive potency of sialostatin L could be the basis for the development of new treatment strategies for allergic asthma or other IL 9 and mast cell mediated diseases. However, the complete understanding of the detailed molecular mechanisms underlying Il9 gene regulation in mast cells remains to be fully explored