Role of CCL5 in a model of chronic liver injury and tumorigenesis

• Die Rolle von CCL5 während der chronischen Leberentzündung und Tumorigenese

Mohs, Antje; Elling, Lothar (Thesis advisor); Trautwein, Christian (Thesis advisor); Pradel, Gabriele (Thesis advisor)

Aachen (2019)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen University, 2019

Kurzfassung

Hintergrund Ziele: Eine chronische Leberschädigung mit einer kontinuierlichen Entzündungsreaktion ist die Basis für das Fortschreiten einer Lebererkrankung. Dies kann zur Ausbildung einer Leberfibrose, bis hin zur malignen Transformation von Hepatozyten und somit zur Entstehung eines Hepatozellulären Karzinoms (HCC) führen. Während dieses multifaktoriellen Prozesses spielen Immunzellen eine entscheidende Rolle. In der vorliegenden Studie sollte daher, die Rolle von CCL5, einem chemotaktischen Zytokin, während der Entstehung eines Hepatozellulären Karzinoms, sowohl im Menschen, als auch mechanistisch in einem murinen Mausmodell, basierend auf einer chronischen Leberentzündung, untersucht werden.Methoden: Die Expression von CCL5 und seiner Rezeptoren CCR1, CCR3 und CCR5 wurde in einer Patientenkohorte, die unter einer chronischen Lebererkrankung litten, mittels qPCR und Färbungen untersucht. Für die Generierung mechanistischer Daten wurde das Hepatozyten spezifischen NEMO Knockout (NEMOΔhepa) Mausmodel verwendet, um die Rolle von CCL5 während der Entstehung eines Hepatozellulären Karzinoms zu charakterisieren. Zu diesem Zweck wurden NEMOΔhepa Mäuse mit Mäusen verpaart, die eine Deletion von CCL5 in allen Zellen auf-weisen. Die Tiere wurden im Alter von 8, 13 und 52 Wochen mittels qPCR, Färbungen, Proteinanalysen (Western Blot, ELISA) und Durchflusszytometrie analysiert. Zusätzlich wurden in vitro Versuche (Zelllinen, primären Hepatozyten, primäre HSCs) durchgeführt, um einzelne spezifische Mechanismen zu untersuchen. Außerdem wurden Knochenmarkstransplantationsexperiemente durchgeführt um die Zellen zu identifizieren, die CCL5 produzieren. Als therapeutischer Ansatz wurden NEMOΔhepa Mäuse mit Evasin-4 - einem Chemokin-Bindungsprotein- behandelt, um die Auswirkung einer pharmakologischen Intervention auf das Fortschreiten der Krankheit zu untersuchen.Ergebnisse: In Patienten, die unter einer chronischen Leberentzündung litten, konnte eine erhöhte Expression von CCL5, sowie seines Rezeptors CCR5 nachgewiesen werden. Diese Überexpression korrelierte, sowohl mit dem Fibrose-, als auch dem Entzündungsgrad. Ein ähnliches Expressionsmuster konnte im murinen Hepatozyten spezifischen NEMO Knockout Modell nach-gewiesen werden. Die Deletion von CCL5 in NEMOΔhepa Mäusen führte zu einer Verringerung der Leberschädigung, die begleitet wurde von einer verminderten Apoptoserate, sowie einer verringerten kompensatorischen Proliferationsrate. Zusätzlich infiltrierten weniger pro-inflammatorische Monozyten, Ly6G+ Granulozyten, sowie CD4+ und CD8+ T Zellen in die geschädigten Lebern. Dies führte zur Ausbildung eines verringerten entzündlichen Milieus. Im Krankheitsverlauf entwickelten die Tiere mit einer zusätzlichen CCL5 Deletion eine verminderte Fibrose, sowie weniger Tumore. Knochenmarkstransplantationsexperimente konnten zeigen, dass hämatopoetische Zellen eine wichtige Quelle von CCL5 sind. Letztendlich konnte die therapeutische Intervention mit Evasin-4 über einen Zeitraum von 8 Wochen das Fortschreiten der chronischen Lebererkrankung verringern.Zusammenfassung: In der vorliegenden Arbeit, konnte die wichtige Rolle von CCL5 während der chronischen Leberentzündung bis hin zur Entstehung eines Hepatozellulären Karzinoms im Mausmodell nachgewiesen werden. Zusätzlich konnte eine neue auf Evasinen basierende Therapieoption aufgezeigt werden.

Einrichtungen

• Fachgruppe Biologie [160000]
• Lehrstuhl für Biotechnologie [162610]