Die intrazelluläre Weiterleitung von Interferonsignalen von der Zytoplasmamembran zum Zellkern wird vermittelt über den Signaltransduktor und Aktivator der Transkription 1 (STAT1), welcher in seiner tetrameren Form als Transkriptionsfaktor an Immunantworten beteiligt ist. In diesem Projekt wurde der Protomerenaustausch zwischen STAT1-Dimeren unter kinetischen Gesichtspunkten untersucht und dabei dieser Prozess als ein potentiell geschwindigkeitsbestimmender Schritt des Aktivierungs-/Inaktivierungs-Zyklus von STAT1 identifiziert. Die Daten unterstützen einen alternativen Mechanismus für den Wechsel zwischen der parallelen und antiparallelen Konformation von STAT1-Dimeren basierend auf der Dissoziation und nachfolgenden Reassoziation von Protomeren, bei dem reziproke Interaktionen innerhalb des N-terminalen Domänendimers zur Stabilisierung eines intermediären Konformationsübergangs nicht benötigt werden. Durch Bindung an spezifische DNA-Zielbereiche, als Gamma-aktivierte Sequenzen (GAS) bezeichnet, wird die Dynamik des Protomerenaustauschs wesentlich beeinträchtigt. In der Sequenz des für das zytoskelettale Strukturprotein Ezrin kodierenden humanen EZR-Gens wurde mittels in silico Analyse ein doppeltes GAS-Motiv als mögliche STAT1-Zielsequenz identifiziert und die Bindung von STAT1-Dimeren an jedes der beiden Elemente sowie eine moderate Geninduktion bestätigt. Allerdings zeigen Mäuse mit einer N-terminalen Substitutionsmutation von STAT1, welche die kooperative DNA-Bindung beeinträchtigt, sowie auch ein kompletter funktioneller Knockout des Stat1-Gens keine veränderte Expression von Ezrin und Moesin in Knochenmarkszellen verglichen mit Mäusen, die das Wildtyp-Molekül exprimieren. In einem Myokardinfarktmodell durch Ligatur des Ramus interventricularis anterior zeigen männliche Mäuse mit Expression der Interferon-γ-irresponsiven STAT1-Mutante höhere Überlebensraten, während weibliche Tiere vor den nachteiligen Effekten des kardialen Remodellings in der frühen Phase geschützt sind. In entzündlichen myokardialen Infiltraten dieser Tiere wurde ein geringfügig höheres Expressionsniveau an tyrosinphosphoryliertem STAT1 nachgewiesen, während die Gesamtproteinmenge an STAT1 gegenüber dem Wildtyp reduziert war. Zellen aus lymphatischen Organen STAT1-defizienter Tiere mit experimenteller autoimmuner Enzephalomyelitis, die als Modell einer T-Helfer-Zell-vermittelten Autoimmunerkrankung verwendet wurde, zeigten einen hyperproliferativen Phänotyp und sezernierten größere Mengen an IFNγ und IL-17A. Injektion dieser Mäuse mit Lipopolysaccharid während der Induktionsphase der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis hob den hyperproliferativen Phänotyp vollständig auf. Zusammenfassend demonstrieren die Ergebnisse aus dieser Arbeit die Bedeutung einer kooperativen DNA-Bindung und Tetramerstabilisierung von STAT1 im Zusammenspiel komplexer immunologischer Prozesse auch in Abwesenheit infektiöser Pathogene und unterstreichen zudem die Schlüsselrolle von tyrosinphosphoryliertem STAT1 bei der Verknüpfung zwischen angeborenem und erworbenem Immunsystem.

In der vorliegenden Arbeit wurden die grundlegenden Mechanismen der Glukokortikoidtherapie bei der MS anhand des Tiermodells der MS, der EAE, untersucht. Hierzu wurde die EAE aktiv mithil-fe von MOG35-55 in C57Bl/6-Mäusen sowie GRdim- und lckGRdim-Mäusen induziert.  Zum einen sollte die Wirkung von Dexamethason auf Bystander- und Effektor-T-Zellen gesondert voneinander betrachtet werden. Hierzu sollte zunächst ein Modell etabliert werden, bei dem die GCs nur auf die Bystander- beziehungsweise nur auf die Effektor-T-Zellen wirkten. Trotz zahlrei-cher Experimente konnte kein Modell etabliert werden, dass den Ansprüchen für die Beantwor-tung der Frage genügte.  Zum anderen wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass lckGRdim-Mäuse trotz fehlender Dimerisierungs-fähigkeit des GRs und somit fehlender Apoptose-Induktion in T-Zellen auf die GC-Therapie ebenso gut ansprachen wie Kontrolltiere. Ebenso konnte dies bei reinen GRdim-Tieren beobachtet werden. Zunächst wurde mithilfe von Zellzählungen, FACS-Analysen nach Anfärben der Splenozyten mit AxV und einem Apoptose-Assay ausgeschlossen, dass es in den Tieren mit dem veränderten GR doch zu einer Induktion von Apoptose kam. So konnte bestätigt werden, dass Apoptose nicht es-sentiell für die Therapie der EAE ist. Anhand eines Proliferations-Assays konnte ebenso ausgeschlossen werden, dass GCs unspezifisch die gesamte Funktionalität der Zellen beeinflussen. Im Folgenden wurden weitere mögliche Me-chanismen der Wirkung von GCs in der EAE untersucht.  Anhand von FACS-Analysen und qPCR sowie histologischen Untersuchungen konnte gezeigt wer-den, dass die eingeschränkte Migration der Zellen in das RM nach Dex-Gabe eine wichtige Rolle zu spielen scheint. So sahen wir eine Herunterregulierung von Adhäsionsmolekülen sowie die ver-minderte Expression von einigen Zytokinen. Im Falle der Chemokine, die jedoch nur als Neben-schauplatz in dieser Arbeit betrachtet werden, konnte keine Herunterregulierung von RANTES in GRdim-Tieren beobachtet werden. Andere Publikationen geben jedoch Hinweise darauf, dass auch die Beeinflussung der Chemokine entscheidend am Mechanismus der GC-Therapie beteiligt ist.   Zusammenfassend konnte mit dieser Arbeit gezeigt werden, dass Transaktivierungsprozesse, im Speziellen die Induktion von Apoptose, keinen entscheidenden therapeutischen Effekt von Dex darstellen. Der tatsächliche Mechanismus konnte auch im Rahmen dieser Arbeit nicht geklärt wer-den. Durch die Versuche an GRdim-Tieren gibt es jedoch entscheidende Hinweise darauf, dass vor allem repressive Effekte als Wirkungsmechanismus der Kortisontherapie entscheidend sind. Hierzu zählen zum Beispiel die verminderte Expression von Adhäsionsmoleküle sowie die verminderte Ausschüttung von Zytokinen bzw. Sekretion von Chemokinen. Zusammengenommen also Prozes-se, die die Migration von T-Zellen ins ZNS beeinflussen und steuern.  Dieser Aspekt hat eine große Bedeutung für die Therapie der MS, da gerade die Gene, die durch Transaktivierung induziert werden, zu den unerwünschten Nebenwirkungen der Therapie führen. Da diese keine Bedeutung in der Wirksamkeit der GC-Therapie zu haben scheinen, könnten Medi-kamente entwickelt werden, die selektiv die Gene, die durch Transrepression aktiviert werden, ansteuern. Dies würde ein großes Benefit für MS-Patienten nach sich ziehen, die im Rahmen der notwendigen Therapie ihrer Erkrankung mit teilweise gravierenden Nebenwirkungen zu kämpfen haben.

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Hintergrund:Allergische Rhinitis führt zu nasaler Hyperreagibilität mit den Symptomen Obstruktion, Sekretion und Niesreiz. Diese wiederkehrenden Symptome haben einen störenden Einfluss auf die Lebensqualität der Betroffenden mit negativen Auswirkungen auf ihre Leistungsfähigkeit, Arbeitsproduktivität und ihr Sozialleben. Zudem kommt es dadurch zu hohen Kosten im Gesundheitswesen.Ziel dieser monozentrischen, randomisierten, doppelblinden, Placebo-kontrollierten, dreiarmigen Studie der Phase II, die an 33 Personen mit allergischer oder intrinsischer Rhinitis durchgeführt wurde, war die Bestimmung der therapeutischen Wirksamkeit von nasal mit einem Merocel®-Schwämmchen appliziertem Xeomin® (BoNTA) auf die nasale Hypersekretion der Patienten. Methode:Es wurde nach drei Gruppen unterteilt: Die erste Gruppe erhielt 80 Einheiten BoNTA pro Nasenloch in einen Schwamm in der Nase. Die zweite die Hälfte der Dosis und die dritte nur Placebo (Kochsalzlösung). Während eines sich anschließenden sechsmonatigen Beobachtungszeitraums wurden die Patienten regelmäßig untersucht.Als primäre Zielgröße wurde die Menge des nasalen Sekretflusses nach BoNTA- oder Placebo-Gabe definiert. Diese wurde durch das Zählen des vom Patienten im Nasentagebuch dokumentierten Papiertaschentücherverbrauchs bestimmt. Die Patienten benutzten hierzu jedes Taschentuch nur einmalig. Eine sekundäre Zielgröße war die Gewichtsveränderung der Sekretmenge in den Taschentüchern, die am Tag vor der Kontrollvisite in einer verschließbaren Plastiktüte gesammelt wurden.Als weitere Zielgrößen wurden die Veränderung der Nasenatmungsbehinderung, des nasalen Juckreizes, des Niesreizes, des Geruchssinnes und unerwünschte Nebenwirkungen wie Trockenheit der Nasenschleimhaut oder Epistaxis dokumentiert. Auch wurde eine Rhinomanometrie und Olfaktometrie bei den Kontrollvisiten durchgeführt.Ergebnis:Die Analysen der Daten des Taschentuchzählens (primäre Zielgröße) ergab im Vergleich zwischen der höheren und niedrigeren Xeomin®-Dosisgruppe und der Placebo-Gruppe keinen signifikanten Unterschied (p=0,2203/ p=0,8469). Der Verlauf der Änderung des Sekretflusses unter Xeomin® im Vergleich zum Placebo war über die Zeit nicht unterschiedlich. Es zeigte sich lediglich, dass eine Tendenz der Verminderung des Taschentuchverbrauchs in allen Gruppen bestand. Das bedeutet, dass keine eindeutige Wirkung auf die nasale Schleimhaut durch Xeomin® feststellbar war.Demgegenüber stehen die Ergebnisse aus der Analyse des Auswiegens der Taschentücher (sekundäre Zielgröße). Entgegen dem Kriterium „Veränderung der Anzahl der verbrauchten Taschentücher“ ergab sich über das Auswiegen der nasalen Sekretmenge, dass im Vergleich zwischen der Gruppe mit der höheren Xeomin®-Dosis und der mit Placebo behandelten ein signifikanter Unterschied bezüglich der Sekretmenge (p=0,0064) bestand.Es scheint die objektivere Messung des Gewichtes für zukünftige Untersuchungen geeigneter zu sein.Die Vergleiche zwischen den Gruppen erbrachten keine deutlichen Hinweise auf einen Behandlungseffekt durch BoNTA bezüglich der Nasenatmungsbehinderung, des nasalen Juckreizes, des Niesreizes und des Geruchssinnes.Aufgrund der nur sehr geringen Nebenwirkungen handelt es sich um eine risikoarme Behandlungsmethode. Die Verlaufsdaten zur Rhinomanometrie und Olfaktometrie blieben in allen Gruppen auf einem vergleichbaren Niveau, sodass sich hieraus keine Unterschiede zwischen den Gruppen ergaben.

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