Die Rolle von ATP in der Zytokin-induzierten Leberschädigung in der Maus

Die Todesrezeptoren TNF-R1 und CD95 sind an der Leberschädigung durch Hyperinflammation beteiligt. Diese Arbeit untersucht die Rolle von intrazellulärem ATP in der Leberzellschädigung. Dazu wurde der ATP-Gehalt der Zelle mit Phosphat-konsumierenden Ketohexosen depletiert. Die differentiellen Konsequenzen der ATP-Depletion wurden in vivo für die Todesrezeptor-vermittelte Leberschädigung in der Maus untersucht, sowie in vitro in primären Maushepatozyten hinsichtlich des molekularen Mechanismus der Inhibition der TNF-R1-Signaltransduktion. Dieser experimentelle Ansatz sollte einerseits zu einem besseren Verständnis von pathologischem Zelltod beitragen und andererseits mögliche selektive Therapiestrategien aufzeigen. 1) Fruktose und weitere Ketohexosen depletierten zeit- und dosisabhängig ATP in der Leber. 2) Nach Fruktose-Vorbehandlung war die Aktivierung von Caspasen sowie die DNA-Fragmentierung nach TNF gehemmt. Eine TNF-induzierte lethale Leberschädigung wurde verhindert. Die CD95-vermittelte Leberschädigung wurde nach ATP-Depletion verstärkt. 3) Unter ATP-depletierten Bedingungen, wurde auch die Caspase-unabhängige, aber dennoch TNF-R1-vermittelte Nekrose inhibiert. 4) In den LPS-Modellen war nach ATP-Depletion die systemische Freisetzung von proinflammatorischen Zytokinen unterdrückt, die Freisetzung des anti-inflammatorischen Zytokins IL-10 hingegen verstärkt. Die ATP-Depletion war spezifisch auf Parenchymzellen beschränkt; als Mediator für die suppressive Interaktion zwischen ATP-depletierten Hepatozyten und Zytokin-produzierenden Makrophagen wurde wahrscheinlich Adenosin erzeugt. 5) In primären Hepatozyten verhinderte die ATP-Depletion die TNF-induzierte Apoptose. Mechanistische Untersuchungen ergaben, dass die Inhibition der Signaltransduktion vom TNF-Rezeptor-1 am Signalkomplex des Rezeptors (DISC) erfolgte. 6) Die ATP-Depletion verhinderte zudem die TNF-vermittelte Hepatotoxizität des Topoisomerase-Inhibitors Camptothecin