Einfluss des Proteinkinase-C-Inhibitors Sotrastaurin auf humane T-Zellen

Abstract

Die Suche nach neuen immunsuppressiven Substanzen ist trotz aller Erfolge der Transplantationsmedizin eine drängende Notwendigkeit. Diese Medikamente sollen Rejektionen wirkungsvoll verhindern und zugleich über ein günstiges Nebenwirkungsprofil verfügen. Der neuartige Proteinkinase-C-Inhibitor Sotrastaurin erwies sich in den Voruntersuchungen in vitro und im Transplantationsmodell als vielversprechendes Immunsuppressivum. In Studien wurde die Effektivität des Wirkstoffes an de novo nierentransplantierten Patienten überprüft. Zum besseren Verständnis des Wirkmechanismus führten wir detaillierte in vitro Studien durch. Ziel war es, den Einfluss von Sotrastaurin auf den entscheidenden Schritt des Rejektionsgeschehens, die Aktivierung von T-Zellen, zu untersuchen. Die untersuchten Oberflächenmarker von T-Zellen übernehmen in der Signaltransduktionskette des Rejektionsprozesses wichtige Funktionen. Sie binden Zytokine, ermöglichen die Interaktion zwischen T-Zellen und Antigen-präsentierenden-Zellen bzw. wirken kostimulierend. Zudem wurden die Auswirkungen von Sotrastaurin auf weitere bedeutsame Teilschritte der klonalen T-Zell-Expansion, wie die Produktion proinflammatorischer Zytokine und die Proliferation, exploriert. In Anlehnung an die therapeutischen Konzentrationen im Blut von Nierentransplantierten erfolgte die Behandlung der mononukleären Zellen mit verschiedenen Dosierungen Sotrastaurin. Dies führte in der durchflusszytometrischen Analyse auf den aktivierten T-Zellen zu einer signifikanten Reduktion der Expression der kostimulatorischen und aktivierenden Oberflächenmoleküle ICOS, CTLA-4, CD71, CD25, Ox40, CXCR3 und PD-1. Die Expression des frühen Oberflächenmarkers CD69 wurde nicht beeinflusst. Weiterhin wurde nach Aktivierung und Behandlung mit Sotrastaurin die Produktion des für den Rejektionsprozess essentiellen Zytokins IL-2 sowie IFN von T-Zellen signifikant reduziert. Der Einfluss des Proteinkinase-C-Inhibitors auf den Endpunkt der T-Zell-Aktivierungskaskade, die T-Zell-Proliferation, wurde nach Aktivierung und zeitgleicher Behandlung mit Sotrastaurin evaluiert, indem die Proliferationsrate durchflusszytometrisch bestimmt wurde. Die T-Zell-Proliferation wurde signifikant und dosisabhängig inhibiert. Zusammenfassend inhibiert der neuartige Wirkstoff Sotrastaurin die T-Zell-Aktivierung, die Zytokinproduktion und die T-Zell-Proliferation in vitro. Eine Hemmung dieser Prozesse greift somit in die entscheidende Anfangsphase des Rejektionsprozesses ein.

In spite of all successes in transplantation medicine the search for new immunosuppressive substances is a urgent need. These drugs have to prevent rejections effectively with minimum side effects. Sotrastaurin, a new Proteinkinase-C-Inhibitor showed to be a very effective immunosuppressive drug in vitro and in transplantation models. The effectivity of this drug was tested in de novo transplanted patients. To expand the understanding of the mechanism of action we evaluated Sotrastaurin in detailed in vitro studies with human T-cells. We especially analyzed the impact on T-cell-activation processes. According to therapeutic concentrations in kidneytransplanted patients mononuclear cells were treated with different dosages of Sotrastaurin. This resulted in a significant reduction of the surface marker expression of ICOS, CTLA-4, CD71, CD25, CXCR3, Ox40, CXCR3 und PD-1 on activated t-cells. The expression of the early t-cell-activation marker CD69 was not affected. Furthermore the treatment resulted in a significant reduction of the crucial cytokines IL-2 as well as IFN. The influence on proliferation, the endpoint of the t-cell-activation, showed to be significant and dose-dependent. The analyzed surface markers represent important signals within the rejection process. They bind cytokines, enable intercellular communication or act as costimuli. By impeding these activating processes the early phase of rejection is blocked. By inhibiting other important steps of the clonal t-cell-expansion, like the production of IL-2 or the expression of the subunit of the IL- 2-receptor CD25, a reduction of t-cell-proliferation was observed in our studies. In summary, Sotrastaurin inhibitis essential processes of transplant rejection like t-cell-activation, the production of cytokines and t-cell-proliferation.