Abstrakt, FWF Project P16188, Immunosuppression by 4-amino tetrahydrobiopterin,
Ernst R. Werner, Division of Biological Chemistry, Biocenter, Medical University of Innsbruck
Tetrahydrobiopterin ist ein niedermolekularer Cofactor von Hydroxylierungsreaktionen, der in Säugetieren aus Guanosin 5'-triphosphat gebildet wird. Tetrahydrobiopterin wird für spezifische Hydroxylasen aromatischer Aminosäuren während der Neurotransmittersynthese, sowie für Stickstoffmonoxid (NO) Synthasen benötigt. Im vorangegangenen Projekt untersuchten wir die Biochemie von uns entwickelter, neuartiger Tetrahydrobiopterinderivate. Wir konnten zeigen, daß diese Derivate nicht nur wertvolle Werkzeuge zur Erforschung der biochemischen Rolle des Tetrahydrobiopterin in der NO Synthase Reaktion darstellen, sondern auch interessante pharmakologische Eigenschaften aufweisen. Wenn Mäuse mit 4-Amino Tetrahydrobiopterin behandelt werden, kann die Abstoßung eines allogenen Herztransplantates ebenso effizient wie durch hoch-dosierte Cyclosporin A Gabe unterdrückt werden. Während Cyclosporin A die Expression von Interferon-gamma und den von diesem Zytokin aktivierten Genen unterdrückt, ist in den mit 4-Amino Tetrahydrobiopterin behandelten Tieren die Expression von Interferon-gamma und den damit funktionell verknüpften Genen genauso stark ausgeprägt wie in Kontrolltieren. Pilotexperimente zeigen auch, daß das Immunosuppressive Potential von 4-Amino Tetrahydrobiopterin das anderer NO Synthase Hemmer übersteigt und eine Wirkkomponente aufweist, die von der NO-Synthase Hemmung unabhängig ist.
Ziel des vorliegende Projektes ist es nun, den offenbar neuartigen Mechanismus der immunosuppressiven Wirkung von 4-Amino Tetrahydrobiopterin zu charakterisieren. Dazu wollen wir den Effekt von 4-Amino Tetrahydrobiopterin auf die Genexpression in kultivierten Zellen und Zelllinien, in der gemischten Lymphocyten-Reaktion, und in Geweben von transplantierten, allogenen Herzen studieren. Die Wirkung des 4-Amino Tetrahydrobiopterin soll mit anderen Hemmstoffen der NO Synthase, mit der Ausgangsverbindung Tetrahydrobiopterin und mit dem in der klinischen Praxis der Immunosuppression gängigen Wirkstoff Cyclosporin A verglichen werden. Wir beabsichtigen, zuerst die leistungsfähigen Methoden der Expressions-Array Analyse einzusetzen. In einem zweiten Schritt sollen diese Ergebnisse dann durch Quantifizierung der entsprechenden Proteinmengen in den Zellen und Gewebsstücken erhärtet werden. Dieser Satz von Versuchen soll durch Versuche mit Zellen und Geweben von Mäusen ergänzt werden, die keine induzierbare NO Synthase exprimieren können, um den Beitrag der Hemmung dieses Enzyms zu den beobachteten Effekten zu charakterisieren. Schließlich wollen wir im Detail aufklären, in welchem Schritt der entsprechenden Signaltransduktionskaskade 4-Amino Tetrahydrobiopterin eingreift, um die beobachteten Veränderungen der Genexpression zu bewirken.
Wir hoffen mit diesem Projekt neue Wege beschreiben zu können, mit denen Pteridine das Immunsystem steuern und damit einen neuen Angriffspunkt für Pharmaka zur Manipulation der Immunreaktion zu entdecken.
>> fwf projects Ernst R. Werner
