TRAIL (TNF Related Apoptosis Inducing Ligand), ein Mitglied der TNF-Ligandenfamilie, wurde bislang hauptsächlich hinsichtlich seiner dominanten Funktion als Auslöser des apoptotischen Programms untersucht. In neueren Untersuchungen konnte allerdings gezeigt werden, dass TRAIL unter bestimmten Bedingungen auch eine starke Aktivierung nicht-apoptotischer Signalwege induzieren kann. Um die Mechanismen der TRAIL-induzierten nicht-apoptotischen Signaltransduktion genauer zu untersuchen, wurde in der hier vorliegenden Arbeit besonderes Augenmerk auf die TRAIL-vermittelte Aktivierung des Transkriptionsfaktors NFkB und deren Modulation durch Interferon gamma und FLIP gelegt. Hierbei konnte gezeigt werden, dass Interferon gamma, neben einer synergistischen Wirkung hinsichtlich der TRAIL-induzierten Apoptose, unter nicht-apoptotischen Bedingungen, die durch Caspase-Inhibition oder Bcl2-Überexpression geschaffen wurden, auch eine verstärkende Wirkung auf die TRAIL-induzierten NFkB-Aktivierung in KB-Zellen entfaltet. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass FLIP, ein Inhibitor der Caspase-8-Aktivierung, dessen Expression unter anderem durch Interferon gamma reguliert wird, neben einer Apoptose-inhibierenden Wirkung auch die TRAIL-induzierte NFkB-Aktivierung in KB-Zellen inhibiert, was auf eine gemeinsame Regulation beider Mechanismen auf der Ebene des DISC (Death Inducin Signaling Complex) hindeutet. / TRAIL (TNF Related Apoptosis Inducing Ligand) is a member of the TNF superfamily and is primarily known for its strong apoptosis inducing capability. However, it could be shown that besides its strong apoptotic potential, TRAIL can also induce non-apoptotic signaling pathways under certain conditions. In this dissertation it is shown that interferon gamma synergistically enhances the TRAIL induced activation of NFkB under non-apoptotic conditions, which were achieved by inhibition of caspases or stable expression of Bcl2 in KB-cells. Furthermore, FLIP, an inhibitor of caspase-8-activation, which is amongst others regulated by interferon gamma, is shown not only to block TRAIL-induced apoptosis but also to inhibit TRAIL-induced NFkB-activation in KB-cells, indicating that both mechanisms are coregulated at the level of the DISC (Death Inducing Signaling Complex).

Die proinflammatorischen Cytokine TNF-alpha und IL-1 beta werden im Myokard bei akuter und chronischer Herzinsuffizienz sezerniert. Ihr negativer Einfluß auf Inotropie und Kontraktionsökonomie des Myokards wurde in zahlreichen In-Vitro und Tiermodellen nachgewiesen. Bisherige Versuche einer therapeutischen Intervention in klinischen Studien waren trotz guter Erfolge in Tiermodellen bislang erfolglos. Um diese Diskrepanz zu untersuchen wurden erstmals Messungen der Kontraktilität und Kontraktionsökonomie an humanem Myokard durchgeführt. Weiterhin wurden Untersuchungen bezüglich der postulierten Signaltransduktion mittels der Sphingomyelinaseaktivität Ergebnisse Sowohl TNF-alpha; als auch IL-1 zeigen übereinstimmend mit In-Vitro Versuchen an nicht-humanem Myokard eine deutlich Minderung der Kontraktilität und Steigerung des kontraktionsabhängigen Sauerstoffverbrauchs. IL-beta führt darüber hinaus zu einer erhöhten diastolischen Kraft. Die Relaxationsgeschwindigkeit wird nicht beeinträchtigt. Glutathion vermindert diese Effekte in 10 molarer Konzentration fast vollständig. Eine Steigerung der Aktivität der neutralen oder sauren Sphingomyelinase kann nicht als Bestandteil der Signaltransduktion bestätigt werden. Schlussfolgerung Alleinig auf TNF-alpha zielende Therapieansätze inhibieren die negativen Einflüsse von Cytokinen im ischämischen und postischämischen Myokard nicht ausreichend. Glutathionapplikation kann TNF-alpha und IL-beta Effekte auf das Myokard inhibieren. / The proinflammatory cytokines TNF-a and IL-1b impair economy of contraction in human myocardium TNF-alpha and IL-1beta impair myocardial function in different animal species and in human myocardium. Prospective clinical trials studying TNF-a antagonists in patients with chronic heart failure failed to show a benefit. Therefore reasons for this possibly species-related discrepancy are to be examined. In the present study TNF-alpha and IL-1beta not only reveal an immediate negative inotropic effect but increase specific oxygen demand in human right atrial myocardium. Enhanced oxygen consumption was not caused by an elevated basal metabolism but an impaired economy of contraction. Furthermore, glutathione is able to inhibit the effect of both cytokines. The results suggest that proinflammatory cytokines have a considerable effect on myocardial mechano-energetic parameters in human myocardium as well. The sole inhibition of TNF-a as it was done in recent clinical trials does not seem prospectful.

Der Ligand TRAIL wurde 1997 aufgrund seiner hohen Sequenzhomolgie ge-genüber dem TNFL CD95L entdeckt (28 %). Allerdings besitzt TRAIL, anders als die Liganden CD95L und TNF, die bemerkenswerte Eigenschaft vor allem in veränderten Zellen Apoptose zu induzieren, während gesunde Zellen davor bewahrt werden. Die TRAIL-induzierte Apoptose wird durch die apoptoseinduzierenden Todesrezeptoren TRAILR1 und TRAILR2 vermittelt. Allerdings bindet und aktiviert lösliches TRAIL hauptsächlich den Todesrezeptor TRAILR1, während membrangebundes TRAIL sowohl TRAILR1 als auch TRAILR2 gut aktiviert. In den letzten Jahren wurden verschiedene Methoden entwickelt, um die Bioaktivität löslicher TNFL zu steigern. Hierzu zählen z.B.: Stabilisierung der trimeren Molekülanordnung über die TNC-Domäne, Oligomerisierung des Flag-getaggten Liganden mithilfe des monoklonalen Antikörpers M2, sowie Generierung einer artifiziellen, antigenabhängigen Membranständigkeit. In dieser Arbeit wurde der Oberflächenrezeptor CD40 zur Immobilisierung des generierten Fusionsproteins scFv:CD40-Flag-TNC-TRAIL genutzt. In verschieden Experimenten konnten mit scFv:CD40-Flag-TNC-TRAIL in CD40-exprimierenden Zellen starke Apoptoseinduktion ermittelt werden. Charakteris-tische Kennzeichen und Spaltprodukte der Apoptose konnten ausschließlich in CD40-positiven Tumorzellen detektiert werden. Dabei wurde in allen Versuchen die für die Apoptoseinduktion benötigte Konzentration des Konstrukts mithilfe des Proteinsyntheseinhibitors CHX um das 10- bis 100-fache verringert. Es konnte auch gezeigt werden, dass in CD40-positiven Zellen, nach Stimulation mit scFv:CD40-Flag-TNC-TRAIL, nicht-apoptotische Signalwege verstärkt aktiviert werden. Dies war auf die agonistische Aktivität des monoklonalen Antikörperfragments scFv:CD40 zurückzuführen. Die Antikörperdomäne war folglich nicht nur zur effizienten Aktivierung der TRAIL-Todesrezeptoren mittels Immobilisierung fähig, sondern konnte zusätzlich zur Stimulation des Immunsystems genutzt werden. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass der lösliche, schwach aktive Ligand TRAIL mittels Oberflächenimmobilisierung über Antigen-Antikörper-Wechselwirkungen in einen hochaktiven Liganden mit lokal begrenzter Toxizität überführt werden kann. Mithilfe dieses Fusionsproteins ist es somit möglich die selektive Toxizität von TRAIL durch Steigerung seiner Aktivität effizient zu nutzen. Zusätzlich kann durch die Antigenbindung der Wirkungsbereich weiter eingegrenzt werden (CD40-positive Tumoren), wodurch unerwünschte Nebenwirkungen reduziert oder sogar ausgeschaltet werden können. Das in Tumoren oft heruntergefahrene Immunsystem kann CD40-abhängig stimuliert werden, um somit auch Tumorzellen in apoptoseresistenten Stadien zu eliminieren. Basierend auf diesen Ergebnissen können in der Zukunft weitere Studien zur Therapie von TRAIL-resistenten, CD40-exprimierenden Tumoren fortgeführt werden. / TRAIL has been characterized in 1997 based on its high sequence homology towards the TNFL CD95L (28 %). Differing from the ligands CD95L and TNF, TRAIL has the remarkable quality to induce apoptosis in tumor cells, while healthy cells are protected from apoptosis. In this case apoptosis is accomplished by the death receptors TRAILR1 and TRAILR2. However soluble TRAIL binds and activates primarily the death receptor TRAILR1, while membrane-bound TRAIL activates well both TRAILR1 and TRAILR2. In recent years different methods have been generated to raise the bioactivity of soluble TRAIL. To these belong for example: stabilization of the trimeric molecule structure with the TNC-domain, oligomerization of the ligand with the monoclonal antibody M2, generation of an artificial antigen-restricted membrane-bound form. In this work we made use of the surface receptor CD40 for immobilization of the generated fusion protein scFv:CD40-Flag-TNC-TRAIL. With the aid of this fusion protein it is thus possible to use the selective toxicity of TRAIL efficiently by an increase of its activity. Additionally the field of action could be localized further by antigen binding (CD40-positive tumors). As a consequence undesirable side effects can be reduced or even deactivated. The shut down immune system in tumors can be stimulated CD40-dependant, so that tumor cells resistant to apoptosis are also wiped out. Based on these results future studies may be conducted to treat TRAIL-resistant, CD40-expriming tumors.

Univ., Diss., 2006--Giessen

Ulm, Univ., Diss., 2008.

Heidelberg, Univ., Diss., 2008.

Stuttgart, Univ., Diss., 2005.

Ulm, Univ. Diss., 2006.

Würzburg, Univ., Diss., 2009. / Zsfassung in engl. Sprache.

Die Rheumatoide Arthritis ist eine häufig auftretende, chronisch entzündliche Systemerkrankung und wird bei bis zu einem Drittel der Patienten mit einer T-LGL-Leukämie diagnostiziert. Wie häufig klonale T-LGL-Zellen bei Patienten mit Rheumatoider Arthritis auftreten, ist ungeklärt. Ziel dieser Studie war es, die Oberflächenantigene der T-Lymphozyten in einem Patientenkollektiv mit Rheumatoider Arthritis zu bestimmen. Der Fokus lag dabei auf der Prävalenz von klonalen T-LGL-Zellexpansionen und möglichen Risikofaktoren. Hierfür wurden zwischen November 2013 und August 2015 527 Patienten mit Rheumatoider Arthritis mittels Durchflusszytometrie untersucht. Zur Bestätigung der Klonalität erfolgte bei Patienten mit auffälligem Immunphänotyp eine PCR (Polymerase-Kettenreaktion)-Analyse. Bei 19 Patienten konnte eine klonale T-LGL-Zellexpansion festgestellt werden, was einer Prävalenz von 3,6% entspricht. Das Auftreten von klonalen T-LGL-Zellen war mit einer TNFα-Inhibitoren-Therapie (p=0,01) und deren Dauer assoziiert (p=0,01). Ob die klonalen T-LGL-Zellen Ausdruck der Autoimmunerkrankung oder Vorläuferzellen einer T-LGL-Leukämie sind, bleibt offen. Die Patienten werden mit einer klonalen T-LGL-Zellexpansion unklarer Signifikanz beschrieben. / Rheumatoid arthritis is a common, chronic inflammatory systemic disease and is diagnosed in up to a third of patients with T-LGL leukemia. The frequency of clonal T-LGL-cells in patients with rheumatoid arthritis is unknown. The aim of this study was to determine surface antigens of T-lymphocytes in a collective of patients with rheumatoid arthritis. The focus was on the prevalence of clonal T-LGL cell expansion and possible risk factors. Therefore, 527 patients with rheumatoid arthritis were examined using flow cytometry between November 2013 and August 2015. To confirm clonality, a PCR (polymerase chain reaction) analysis was carried out in patients with an aberrant immune phenotype. A clonal T-LGL-cell expansion was found in 19 of those patients, which corresponds to a prevalence of 3,6%. The occurrence of clonal T-LGL-cells was associated with TNFα inhibitor therapy (p=0,01) and its duration (p=0,01). Whether the clonal T-LGL-cells are an expression of the autoimmune disease or precursor cells of T-LGL leukemia remains unclear. Therefore, those patients are described with a clonal T-LGL-cell expansion of uncertain significance.