Die Verhinderung der chronischen Nierentransplantatabstoßung ist eine große Herausforderung der Transplantationsmedizin unserer Zeit. Trotz intensivster Bemühungen ist weder im Verständnis der Pathophysiologie noch in der Behandlung der entscheidende Durchbruch gelungen. Pathognomonisch für die chronische Abstoßung ist die obliterative Vaskulopathie, welche außerdem bei Autoimmunkrankheiten wie der Präeklampsie, der systemischen Sklerose oder dem Antiphospholipidantikörpersyndrom vorkommt. Aktivierende Autoantikörper gegen Angiotensin II Rezeptor 1 (AT1R) und Endothelin-1 Rezeptor A (ETAR) könnten hier ursächlich an der Pathogenese beteiligt sein. Ein wesentliches Signalprotein, durch welches die Antikörper zu einer Vaskulopathie beitragen, ist das mechanistische Ziel von Rapamycin mTOR. mTOR ist ein essentieller Integrator von Energiereserven und Wachstumssignalen der Zelle und vermittelt durch seine Komplexe 1 und 2 Zellproliferation und- überleben, sowie Organisation des Aktin-Apparats für die Polarisation der Zelle und damit für Migration und Chemotaxis. Dies sind unabdingbare Prozesse für die Wundheilung und endotheliale Funktion. Eine Verbindung zwischen den Autoantikörpern und mTOR könnte der MEK/ERK Signalweg darstellen. Das Ziel der Arbeit sollte es sein zu untersuchen, ob Autoantikörper gegen AT1R und ETAR den mTOR Signalweg dysregulieren und damit zu einer Störung der Wundheilung beitragen. Mikrovaskuläre Endothelzellen wurden mit IgG aus Patienten mit hohen Titern an Autoantikörpern gegen AT1R und ETAR (AT1R+/ ETAR+-IgG) behandelt. Zur Beurteilung der Stimulation der entsprechenden AT1R und ETAR wurden spezifische Blocker eingesetzt. Kurzzeit-, sowie Langzeitstimulationen der Zellen mit AT1R+/ ETAR+-IgG führten zu einer im Vergleich zur Stimulierung mit natürlichen Liganden deutlich stärkeren mTOR-Antwort im Sinne einer mTOR-abhängigen Phosphorylierung der p70 S6 Kinase an Threonin 389 und des mTORC2 Ziels AKT an Ser 473. Eine Blockade von ERK führte nicht zur Inhibierung dieser Reaktion, während der Einsatz eines PI3K Blockers die Aktivierung beider mTOR Komplexe reduzierte. In einem Scratch Assay konnte gezeigt werden, dass Zellen, welche mit ETAR+ /AT1R+- IgG inkubiert worden waren, ihre Fähigkeit zur zielgerichteten Migration und Wundheilung verloren. In der Immunfluoreszenz zeigte sich eine deutlich verstärkte Phosphorylierung von Akt an Ser 473 Dies konnte sowohl durch den mTOR-Inhibitor Rapamycin, als auch durch den speziellen mTORC2-Inhibitor MK 2205 unterbunden werden. Die Ergebnisse zeigen klar eine Dysregulierung von mTOR durch die Autoantikörper und demonstrieren in vitro einige der möglichen pathophysiologischen Folgen des Autoantikörpereinflusses. Mit dieser Arbeit ergibt sich eine Rationale für den Einsatz von AT1- und ETA-Rezeptorblockern, sowie für mTOR Inhibitoren bei Patienten nach Nierentransplantation, bei denen Autoantikörper gegen AT1R und ETAR nachgewiesen wurden.
The fight against chronic renal transplant rejection is one of the greatest current challenges in the transplant research community. Despite intensive efforts there is still no breakthrough in understanding the pathophysiology or effective treatment of chronic rejection. The pathological hallmark of chronic rejection is the obliterative vasculopathy, which appears not only in rejection of organ transplants but also in preeclampsia, systemic sclerosis and antiphospholipid syndrome. Autoantibodies against AT1R und ETAR might contribute to the pathogenesis of these diseases. The mechanistic target of Rapamycin (mTOR) is an essential integrator of energy reserve and growth signals within cells and is responsible through its complex mTORC1 for cell proliferation and survival. The mTOR complex 2 is responsible for the organisation of the actin cytoskeleton thereby regulating cell migration, chemotaxis, wound healing and endothelial functions. An important connection between mTOR and the autoantibodies could be the MEK/ERK signal pathway. The hypothesis of this study was that autoantibodies against AT1R und ETAR might cause a dysregulation of the mTOR signaling pathway resulting in impaired wound healing. Microvascular endothelial cells were stimulated with sera from patients with high titers of AT1R und ETAR autoantibodies and the respective receptor blockers. Short- and long-time stimulation of the cells led to high phosphorylation of the mTORC1 target p70 S6 Kinase at threonine 389 and mTORC2 target AKT at serine 473. The blockage of ERK did not abolish these mTORC activations while the use of PI3K blockers lowered the phosphorylation levels of both, mTORC1 and mTORC2. Functionally, microvascular endothelial cells lost their wound healing ability in the presence of autoantibodies in a scratch assay. This was associated with hyperphosphorylation of AKT at Ser 473 as detected in immunofluorescent stainings. Use of the non-specific mTOR inhibitor Rapamycin and the mTORC2-specific inhibitor MK 2205 restored the impaired wound healing. These results clearly demonstrate the in vitro ability of AT1R / ETAR autoantibodies to dysregulate the mTOR pathway and its pathophysiological implications in impaired wound healing. This creates a rationale for the use of mTOR inhibitors in patients after kidney transplantation with high concentrations of AT1R und ETAR autoantibodies.
