Daria Martin, Schering Stiftung Projektraum

 

Avrion Mitchison Preis 2009

Dr. Kai Kessenbrock

University of California, San Francisco (UCSF), USA

"Neutrophile Granulozyten in Autoimmunität und Entzündung"

Kai Kessenbrock studierte Biowissenschaften an der Universität Bonn und Heidelberg. Von 2004 bis 2008 verfasste er seine Dissertation am Max-Planck Institut für Neurobiologie in Martinsried und promovierte an der LMU München. Seit 2008 ist er Postdoc an der University of California, San Francisco (UCSF), USA.

Kai Kessenbrock erhält neben Inka Albrecht den Avrion-Mitchison-Preis 2009 des Deutschen Rheumaforschungszentrums in Berlin für seine herausragende Arbeit zum Thema „Neutrophile Granulozyten in Autoimmunität und Entzündung“, die er anlässlich der Preisverleihung am 1. Dezember in Berlin vorstellt.

Kessenbrock über seine Forschungsarbeit:
„Neutrophile Granulozyten sind weisse Blutkörperchen, die eine wichtige Rolle bei der Immunabwehr von krankheitserregenden Bakterien spielen. Allerdings können diese Leukozyten auch zum chronischen Entzündungsprozess bei Patienten mit Autoimmunkrankheiten beitragen. Diese Zellen produzieren eine Reihe von proteolytischen Enzymen, sogenannten Serinproteasen, die innerhalb der Zelle gespeichert und bei Entzündung freigesetzt werden. Proteinase-3 (PR3) und Neutrophilen Elastase (NE) sind zwei dieser Serinproteasen, welche beide eine äusserst ähnliche Substratspezifität aufweisen. Darüberhinaus stellen die Neutrophilen eine hohe Menge von dem antimikrobiellen Enzym Myeloperoxidase (MPO) her. Interessanterweise sind PR3 und MPO die Ziele der Autoimmunantwort in Patienten mit ANCA-assoziierten Vaskulitiden, einer Autoimmunkrankheit die insbesondere die Entzündung von kleinen Blutgefässen verursacht.

In vielen Autoimmunkrankeiten wird der chronische Entzündungsprozess durch die Ablagerung von Immunkomplexen bestehend aus Antikörper und Antigen vorangetrieben. Diese Immunkomplexe werden durch Oberflächenrezpeptoren von Neutrophilen Granulozyten erkannt und aufgenommen, was gleichzeitig eine Aktivierung der Zellen verursacht und ein massives Einströmen von Immunzellen zum Ort der Immunkomplexablagerung initiiert. Wir haben nun in unserer ersten Studie untersucht, welche Rolle die Serinproteasen PR3 und NE in der Immunkomplex-vermittelten Entzündung spielen. Dafür haben wir PR3/NE doppeldefiziente Mäuse hergestellt und in diesen Mäusen ein experimentelles Modellsystem für Immunkomplex-induzierte Entzündung der Haut untersucht. Wir fanden heraus, dass PR3/NE-Defizienz zu einer stark abgeschwächten Infiltration von Neutrophilen zum Ort der Immunkomplexe führt. Interessanterweise war in PR3/NE defizienten Tieren eine weitaus höhere Menge  an Progranulin (PGRN) nachzuweisen, ein entzündungshemmender Faktor, der zuvor insbesondere in Wundheilungsstudien untersucht wurde. In der Tat wird PGRN von PR3 und NE zum Beispiel während der Aktivierung von Neutrophilen durch Immunkomplexe gespalten und inaktiviert. Die Degradation von PGRN durch PR3 und NE führt zu einer erhöhten Aktvierung der Zellen und einer verstärkten Entzündung während Immunkomplexablagerung. Die beiden Serinproteasen PR3 und NE könnten daher entscheidende Rollen bei der Entstehung von chronisch-entzündlichen Prozessen spielen.

In der zweiten Studie haben wir eine neue Form von Neutrophilen-Zelltod im Kontext von Autoimmunvaskulitiden wie der Wegener’schen Granulomatose und der mikroskopischen Polyangiitis untersucht. Diese neue Form von Zelltod führt zur Bildung von sogenannten Neutrophil Extracellular Traps (NETs); das sind netzartige Chromatinfasern bestückt mit antimikrobiellen Wirkstoffen aus Neutrophilen, die sich ausserhalb der sterbenden Zellen bilden um Bakterien zu immobilisieren und abzutöten. Es ist nun schon lange bekannt, dass anti-neutrophil cytoplasm autoantibodies (ANCAs) von Vaskulitispatienten an Neutrophile binden und zum Beispiel die Bildung von reaktiven Sauerstoffverbindungen hervorrufen können. Wir haben nun herausgefunden, dass diese ANCAs auch die Bildung von NETs verstärken können. Ausserdem haben wir nachgewwiesen dass beide Autoantigene, PR3 und MPO, in hohen Konzentrationen auf den DNA-Fasern der NETs präsent sind. In der Tat fanden wir deutliche Hinweise, dass NETs in der Niere von Vaskulitispatienten mit Glomerulonephritis gebildet werden. Diese Befunde suggerieren, dass NETs-Bildung durch ANCAs eine pathogene Quelle an Autoantigen darstellen könnte, welches die persistierende Autoimmunantwort gegen diese Neutrophilenkomponenten anheizen kann.“


Festveranstaltung am 1. Dezember 2009, 17 Uhr
Der Avrion-Mitchison-Preis, der von der Schering Stiftung finanziert wird, findet zusammen mit der Albrecht-Hasinger-Lecture im DRFZ statt.

Foyer des Deutschen Rheuma-Forschungszentrums Berlin
Campus Charité Mitte
Charitéplatz 1
10117 Berlin
www.drfz.de

Kai Kessenbrock

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