Immunmodulation muriner Makrophagen durch Inhibition von Histondeazetylasen

Abstract

Einleitung Chronisch entzündliche Darmerkrankungen zeichnen sich durch eine chronische Entzündung aus, deren Pathogenese unvollständig verstanden ist. Jedoch führt eine gestörte intestinale Barriere zu einer vermehrten Translokation der intestinalen Mikrobiota in die Lamina propria. Makrophagen gehören zu den ersten Zellen, die mit der Mikrobiota in Kontakt kommen. Infiltrierende Makrophagen sind die Hauptproduzenten von Tumornekrosefaktor , dessen Blockade einen wesentlichen therapeutischen Ansatz darstellt. Auf der Suche nach neuen Therapieansätzen zeigten Inhibitoren von Histondeazetylasen (HDAC) anti-inflammatorische Effekte. Einer dieser HDACInhibitoren ist das oral verfügbare Givinostat, welches in murinen Kolitismodellen eine klinische und histologische Besserung erzielen konnte. Es stellte sich die Frage, ob ein Teil der Beobachtungen in vivo durch einen Effekt von Givinostat auf intestinale Makrophagen zu erklären ist.

Methoden Makrophagen wurden aus dem Knochenmark gesunder C57BL/6-Mäuse gewonnen und anschließend mit unterschiedlichen Konzentrationen von Givinostat inkubiert. Anschließend wurden sie auf Veränderungen ihrer Oberflächenmoleküle, ihrer Zytokinproduktion sowie ihrer Fähigkeit zur Phagozytose nicht-opsonisierter Latexkügelchen hin untersucht. Außerdem wurde ihre Fähigkeit zur spezifischen Antigenpräsentation gegenüber naiven CD4+ T-Lymphozyten hinsichtlich deren Proliferation und Zytokinproduktion untersucht.

Ergebnisse Givinostat änderte den Immunphänotyp der Makrophagen in Richtung eines antiinflammatorischen M2-Zustands. Die Lipopolysaccharid-induzierte Expressionssteigerung der Alphakette des Interleukin-6-Rezeptors (CD126) wurde durch Givinostat deutlich supprimiert, ebenso wie die Sekretion von Interleukin (IL-) 6, IL-12 und IL-10. Givinostat verringerte die Fähigkeit von Makrophagen, CD4+ T3 Lymphozyten antigenspezifisch zu aktivieren. Die Phagozytose von Latexkügelchen wurde ebenfalls inhibiert.

Schlussfolgerungen Makrophagen wiesen eine phänotypische und funktionelle Modulierung durch Givinostat in Richtung eines anti-inflammatorischen Subtyps auf. Die Veränderungen lassen den Schluss zu, dass eine Wirkung von Givinostat auf intestinale Makrophagen für einen Teil der klinischen Besserung in murinen Kolitismodellen verantwortlich ist.

Introduction Inflammatory bowel disease is characterized by chronic inflammation, the pathogenesis of which is not fully understood. However, an impaired intestinal barrier leads to an increased translocation of the microbiota into the lamina propria. Macrophages are among the first cells to come into contact with the microbiota. Infiltrating macrophages are the main producers of tumor necrosis factor, the blocking of which is a key therapeutic approach. In the search for new therapeutic approaches, inhibitors of histone deacetylases (HDAC) showed anti-inflammatory effects. One of these HDAC inhibitors is the orally available givinostat, which has shown clinical and histological improvement in murine colitis models. The question arose whether some of the observations in vivo could be explained by an effect of givinostat on intestinal macrophages.

Methods Macrophages were obtained from the bone marrow of healthy C57BL/6 mice and then incubated with different concentrations of givinostat. They were then examined for changes of their surface molecules, their cytokine production and their ability to phagocytose non-opsonized latex beads. In addition, their ability to specifically present antigens to naive CD4+ T lymphocytes was investigated with respect to their proliferation and cytokine production.

Results Givinostat changed the immunophenotype of macrophages towards an antiinflammatory M2 state. The lipopolysaccharide-induced increase of the expression of the interleukin-6 receptor alpha chain (CD126) was significantly suppressed by givinostat, as was the secretion of interleukin (IL-)6, IL-12 and IL-10. Givinostat reduced the ability of macrophages to antigen-specifically activate CD4+ T lymphocytes. Phagocytosis of latex beads was also inhibited.

Conclusions Macrophages exhibited phenotypic and functional modulation by givinostat towards an anti-inflammatory subtype. The changes suggest that an effect of givinostat on 5 intestinal macrophages is responsible for part of the clinical improvement in murine colitis models.