Die Rolle der Nekroptose für die ADAM10- und ADAM17-Aktivierung

Rövekamp, Hagen

ADAM10 und ADAM17 sind zwei der wichtigsten Metalloproteasen aus der „A Disintegrin and Metalloproteases“-Familie. Sie sind an einer Vielzahl von physiologischen und pathophysiologischen Prozessen beteiligt, in dem sie unter anderem für die proteolytische Freisetzung von Wachstumsfaktoren, Zytokinen und Oberflächenrezeptoren sorgen. Ihre Rolle in inflammatorischen Vorgängen ist unumstritten. Seit einigen Jahren sind neben der Apoptose weitere programmierte Zelltodwege, wie die der Nekroptose und Ferroptose entdeckt worden. Entscheidend ist, dass diese mit einem inflammatorischen Prozess im Gewebe einhergehen. Bis dahin wurden der programmierte Zelltod und entzündliche Prozesse als unterschiedliche Vorgänge betrachtet. Im Anschluss an die Nekroptose kommt es zu einer unkontrollierten Freisetzung von inflammatorischen Proteinen, wodurch das Immunsystem aktiviert wird. Jedoch ist die Beteiligung von Zelloberflächenproteasen weitestgehend unbekannt. Daher befasste sich der erste Teil dieser Arbeit mit der Frage, ob es während der Nekroptose zu einer Aktivierung von ADAM10 und ADAM17 kommt. In der Tat ließ sich eine erhöhte Freisetzung der beiden ADAM-Substrate Transforming Growth Factor alpha (TGF-α) und Interleukin-6-Rezeptor beobachten. Erstaunlicherweise kann ADAM10 während der Nekroptose die Funktionen von ADAM17 weitestgehend übernehmen. Es kam zu einer Verlagerung von einem ADAM17- zu einem ADAM10-vermittelten Shedding der beiden Substrate in HT29 Zellen. Inzwischen wird vermutet, dass die Nekroptose-vermittelte Aktivierung von ADAM10 zu einer erhöhten inflammatorischen Antwort und zu einer verstärkten Zellmigration führt. Zwangsläufig ergab sich daher die Frage, auf welchem Wege ADAM10 aktiviert wird. Vor Kurzem konnte gezeigt werden, dass Phosphatidylserin in der äußeren Zellmembran eine wichtige Rolle in der Aktivierung von ADAM10 und ADAM17 einnimmt. Um herauszufinden, ob auch während der Nekroptose eine Externalisierung des Phospholipids stattfindet, wurde dies mit Hilfe der Fluoreszenzmikroskopie untersucht. Interessanterweise kommt es auch unter der Nekroptose vor Verlust der Zellmembranintegrität zu einer Externalisierung von Phosphatidylserin. Anoctamin6 ist eine Scramblase, die PtdSer externalisiert. Es konnten Daten generiert werden, die die Bedeutung von Anoctamin6 für die ADAM-Aktivierung stützen. Für die Nekroptose konnte kein Zusammenhang mit Anoctamin6 gezeigt werden, sodass die Möglichkeit besteht, dass hierfür das phosphorylierte mixed lineage kinase domain-like protein (pMLKL) selbst zuständig ist. Zudem ist eine Komplexbildung mit ADAM10 publiziert worden, die vermutlich in den Aktivierungsprozess eingreift. Zuletzt sollte die Frage der Relevanz der ADAM-Aktivierung unter der Nekroptose geklärt werden. Beide Proteasen konnten trotz künstlicher Überexpression den Zelltod durch Freisetzung von Wachstumsfaktoren oder der Todesrezeptoren nicht verhindern. Dabei schien ADAM17 in HT29 Zellen einen größeren Effekt auf den nekroptotischen Zelltod zu haben und konnte diesen Zelltod etwas verlangsamen. Die Nekroptose gilt weiterhin als eine alternative Krebstherapie in Apoptose-resistenten Zellen. Der sich dem Zelltod anschließenden inflammatorischen Antwort wurde dabei nur wenig Beachtung geschenkt. Jedoch ist in dieser Arbeit mit Hilfe von Echtzeit-Zellanalysen festgestellt worden, dass Zellen in nekroptotischem Überstand vermehrt proliferierten. Hierbei spielten aber weder ADAM10, noch ADAM17 oder der Epidermale Wachstumsfaktor-Rezeptor eine übergeordnete Rolle. Für dieses Wachstum werden weitere Proteasen, Zytokine oder lösliche Wachstumsfaktoren verantwortlich sein, die während der Nekroptose aktiviert werden. Daher ist die mögliche zukünftige Therapieform, in Tumorzellen Nekroptose auszulösen, kritisch zu betrachten, da eine verstärkte Proliferation dieser Zellen nicht ausgeschlossen werden kann und die Folgen der inflammatorischen Antwort noch nicht bekannt sind. Zusammenfassend liefert diese Arbeit im Rahmen der Nekroptose Erkenntnisse über den Zusammenhang von Zelloberflächenproteasen wie ADAM10 und ADAM17 und der inflammatorischen Antwort. Ein genaueres Verständnis könnte dazu beitragen, den entzündlichen Prozess in Zukunft besser einzugrenzen und die Nekroptose der Therapie von Krankheiten immer weiter zugänglich zu machen.

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Rövekamp, Hagen: Die Rolle der Nekroptose für die ADAM10- und ADAM17-Aktivierung. 2020.

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