Hemmung des nukleären Transkriptionsfaktors aktivierter T-Lymphozyten (NFAT) durch Barbiturate : Mechanismus und Wirkung

Barbiturate werden bei der Therapie eines erhöhten intrakraniellen Druckes auf der Intensivstation bei Patienten mit schwerem Schädelhirntrauma eingesetzt. Eine kontinuierliche, langandauernde und hochdosierte Barbiturattherapie mit Thiopental erhöht in klinischen Studien jedoch die Inzidenz nosokomialer Infektionen. Thiopental hemmt darüberhinaus die Phagozytose, Chemotaxis und Freisetzung von Mediatoren durch immunkompetente Zellen in vitro. Der molekulare Mechanismus dieser Effekte ist indes bisher weitgehend unbekannt. <br>In einer vorhergehenden Untersuchung konnte gezeigt werden, dass Thiopental die Aktivierung des nukleären Transkriptionsfaktors-kappaB (NF-kB) hemmt. In dieser Arbeit soll der Einfluss verschiedener Barbiturate auf die Aktivierung und Funktion des nukleären Faktors aktivierter T-Lymphozyten (NFAT) untersucht werden, ein weiterer zentraler Regulator der Immunantwort, der die Transkription zahlreicher Zielgene aktiviert. <br>Alle Experimente wurden mit primären humanen CD3-positiven (CD3+) T-Lymphozyten durchgeführt, deren unbeeinträchtigte Funktion essentielle Voraussetzung eines funktionierenden Immunsystems ist. Die Thiobarbiturate Thiopental und Thiamylal, sowie das Oxybarbiturat Methohexital hemmten dosis- und zeitabhängig die durch Phorbol 12-Myristat 13-Acetat (PMA) und Ionomycin induzierte Aktivierung von NFAT, während die Strukturanaloga der Thiobarbiturate, die Oxybarbiturate Pento- und Secobarbital, die DNA-Bindungsaktivität von NFAT nicht deutlich beeinflussten. Eine direkte Interaktion zwischen bereits aktiviertem NFAT und Barbituraten konnte im zellfreien System nicht nachgewiesen werden. Vielmehr konnte sowohl in vitro, wie auch in der Zellkultur eine Hemmung der Phosphataseaktivität von Calcineurin, dem zentralen Regulator der NFAT Aktivität, durch Barbiturate aufgezeigt werden. <br>Die mögliche funktionelle Relevanz wurde durch Expression eines stabil in Jurkatzellen transfizierten NFAT-abhängigen Konstruktes und der Produktion NFAT-abhängig regulierter Zytokine in humanen T-Lymphozyten nach Barbituratinkubation in einer &#8222;Flow Cytometry&#8220; Analyse, sowie im &#8222;Enzyme Linked Immunosorbent Assay&#8220; (ELISA) überprüft. Barbiturate hemmten dosisabhängig die Expression NFAT-abhängig regulierter Proteine. Methohexital, nicht jedoch die anderen getesteten Barbiturate, zeigte konzentrationsabhängig eine Induktion apoptotischer Vorgänge, erkennbar an einer gesteigerten Aktivität der Caspase 3 und Expression von Annexin V, sowie eine erhöhte Laktatdehydrogenase (LDH) -Freisetzung als Ausdruck einer gestörten Membranintegrität. <br>Die untersuchten Barbiturate zeigten einen hemmenden Einfluss auf die Effektorfunktionen humaner T-Lymphozyten, der durch die Hemmung der Aktivierung von NFAT erklärt werden und für die erhöhte Inzidenz nosokomialer Infektionen im Rahmen einer Barbiturattherapie verantwortlich sein könnte.

Author dc:creator

• Pischke, Sören Erik

Contributors dc:contributor

• Pannen, Benedikt

• NFAT
• t-lymphocytes
• calcineurin
• immunmodulation

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