ADAM10 und -17 als Regulatoren der CD137-Funktion

CD137, ein Mitglied der TNFR-Familie, wird vor allem auf aktivierten T-Zellen exprimiert. Die Rezeptoraktivierung wird durch die Bindung seines Liganden, CD137-Ligand, welcher vorwiegend auf Antigen-präsentierenden Zellen (APCs) vorkommt, initiiert. Sowohl der Rezeptor als auch der Ligand kommen in membranständiger als auch löslicher Form vor. Die Aktivierung des membranständigen Rezeptors führt u.a. zu Proliferation und Aktivierung der T-Zelle. Durch bidirektionale Signalübertragung kommt es auch zu einer Signalweiterleitung durch den membranständigen CD137-Ligand in die APCs. Eine erhöhte Expression von CD137 wurde in Zellen von Patienten mit Autoimmunerkrankungen, wie z.B. Morbus Crohn oder Psoriasis, detektiert. Außerdem wurden erhöhte Level an löslichem CD137 (sCD137) in Seren von Patienten mit rheumatoider Arthritis oder Multipler Sklerose nachgewiesen. Bislang ging man davon aus, dass es sich bei sCD137 um eine Splicing-Variante handelt. ADAM10 und ADAM17, als bekannteste Vertreter der a disintegrin and metalloproteases (ADAMs) Proteasen-Familie, spielen ebenfalls eine wichtige Rolle in vielen Autoimmunerkrankungen. So gibt es oftmals eine Korrelation zwischen einer erhöhten ADAM-Aktivierung und der Schwere der Erkrankung. Da ebenfalls viele Rezeptoren der TNFR-Familie durch Metalloproteasen freigesetzt werden, sollte im Rahmen dieser Arbeit überprüft werden, ob Proteasen auch an der Freisetzung von CD137 beteiligt sind und welche dies sein könnten. Des Weiteren sollte untersucht werden, welche Funktion die Shedding-Variante hat. Der Einfluss der Inhibitoren Marimastat, GI und GW und der Stimulanzien Ionomycin, PMA und Melittin auf die Aktivität von ADAM10 und -17 und die eventuell damit verbundene Freisetzung von CD137 wurde in verschiedenen Zellen analysiert. Die Untersuchungen in CD137-transfizierten Zellen mittels ELISA ergaben, dass CD137 in HT29-Zellen vorrangig durch ADAM10 freigesetzt wird. Experimente in HEK WT-Zellen zeigten dann aber, dass auch ADAM17 CD137 von der Oberfläche der Zellen abspalten kann. Ebenso geht ein großer Teil von sCD137 in Überständen humaner T-Zellen, welche CD137 endogen exprimieren, auf ADAM10/-17 vermittelte Freisetzung zurück. Somit konnte in dieser Arbeit erstmals gezeigt werden, dass ADAM10 und -17 die Hauptsheddasen von CD137 sind und sCD137 nicht nur ein Produkt alternativen Splicings ist. Derzeit ist nicht genau klar, wie sCD137 wirkt. Man geht davon aus, dass der lösliche Rezeptor an seinen Liganden bindet, um die Signalweiterleitung zu blockieren. In humanen Zellen wurde bislang nur veröffentlicht, dass immobilisiertes rekombinantes sCD137 die T-Zell-Aktivität reduziert. In dieser Arbeit konnte jedoch gezeigt werden, dass nicht immobilisiertes sCD137, welches durch Shedding freigesetzt wurde, zu einer erhöhten Proliferation von T-Zellen führt. Wie genau dieser Mechanismus jedoch funktioniert, ist noch ungeklärt. Da bereits erhöhte sCD137-Level in Seren von Patienten mit rheumatoider Arthritis und Multipler Sklerose nachgewiesen werden konnten, lag die Vermutung nahe, dass es auch zu erhöhten Leveln in Patienten mit anderen Autoimmunerkrankungen kommt. In entzündlichen Regionen von Psoriasis-, Colitis ulcerosa- und Morbus Crohn-Patienten konnte mehr sCD137 im Vergleich zu gesunden Regionen und Zellen detektiert werden. Deshalb wurden Seren von diesen Patienten ebenfalls auf ihr sCD137-Level untersucht. Es zeigte sich jedoch kein Unterschied im Vergleich zur Kontrollgruppe, was aber vermutlich auf die andauernde Medikation der Patienten zurückzuführen war. Zusammenfassend konnten die Ergebnisse dieser Arbeit die Hypothese, dass CD137 durch eine Metalloprotease freigesetzt wird, bestätigen und ADAM10 und -17 als Hauptsheddasen von CD137 identifiziert werden. Außerdem zeigte sich, dass CD137, welches durch Shedding freigesetzt wurde, in der Lage ist die T-Zell-Proliferation zu erhöhen. Diese Erkenntnisse können ein besseres Verständnis des Regulationsprozesses von sCD137 liefern und damit einen Blick auf neue therapeutische Strategien für Autoimmunerkrankungen liefern, welche mit erhöhten sCD137-Leveln einhergehen.