Signaltransduktion, spezifische Hemmung und biotechnologische Anwendung des humanen TSLP-Rezeptors

Zytokine als sezernierte Botenstoffe sind ein wichtiger Teil der Kommunikation zwischen Zellen im Organismus. Durch Bindung von membranstandigen Rezeptoren auf ihren Zielzellen induzieren sie Proliferation, Differenzierung und verschiedene zellphysiologische Vorgange. Die Fehlregulierung dieser Prozesse durch verminderte oder erhohte Expression der Zytokine und ihrer spezifischen Rezeptoren ist Ursache fur viele Krankheitsbilder und bildet damit einen Hauptangriffspunkt bei der Behandlung und Therapie dieser Erkrankungen. Besonders die Beeinflussung der Wechselwirkung zwischen Zytokinen und ihren Rezeptoren durch Antikorper sowie Antagonisten und Agonisten bietet hierfur einen spezifischen Ansatz. Zur funktionellen Charakterisierung solcher biologisch aktiven Proteine, genannt ‚biologicals‘, ist es notig ein spezifisches Readout-System zur Verfugung zu haben, welches die durch die Liganden-Rezeptor-Interaktion ausgeloste Aktivitat in vitro nachbildet. Die Anforderungen an dieses System sind eine einfache und flexible Adaptierbarkeit an neue Zielmolekule sowie die reproduzierbare Aktivitatsbestimmung der untersuchten Proteine mit geringem Kosten- und Zeitaufwand. Ein solches System wurde unter Verwendung von chimaren Hybridrezeptoren auf der Basis der intrazellularen Bereiche des humanen Rezeptors fur TSLP (Thymic Stromal Lymphopoeitin) aufgebaut. Durch deren Fusion mit extrazellularen Domanen von Rezeptoren aus der Familie der Zytokinrezeptoren, der Rezeptortyrosinkinasen und der Serin/Threonin-Kinase-Rezeptoren liesen sich beispielhaft funktionelle Hybridrezeptoren aufbauen, welche zur Bestimmung der Aktivitat von Liganden und potentiell inhibitorischer Agenzien verwendet werden konnten. Die Bandbreite der bisher generierten Hybridrezeptoren weist auf das Potential dieses Systems hin, weitere Bioaktivitatsassays generieren zu konnen, um bei der Identifizierung von therapeutisch relevanten Proteinen zur Behandlung von dys-regulierten Liganden-Rezeptor-Interaktionen einen Beitrag zu leisten. Dem vorausgehend sind im Rahmen dieser Arbeit hinsichtlich der Signaltransduktion des Rezeptors fur das Zytokin TSLP und der Aktivierung seiner Zielgene neue Erkenntnisse gewonnen worden. Diese untermauern die Komplexitat der induzierten intrazellularen Prozesse und beteiligten Signalwege und bestarken damit die Annahmen, die TSLP als einen der Schlusselfaktoren der asthmatisch-entzundlichen Erkrankungen definieren. Fur die Interaktion zwischen TSLP und seinem Rezeptor wurden in dieser Arbeit zwei Herangehensweisen verfolgt. Durch Etablierung eines Reportergen-basierten Readouts konnte das inhibitorische Potential des Antikorpers 1E10, gerichtet gegen die TSLPRα-Rezeptorkette des TSLP-Rezeptors erstmals an einem TSLP-Zielgen (Ox40-Ligand) bestatigt werden. Durch eine gerichtete Mutation in der Aminosauresequenz des Zytokins TSLP und dessen rekombinante Herstellung konnte eine mutierte Variante des TSLP generiert werden, welche eine deutlich verringerte biologische Aktivitat aufwies. Ausgehend von diesen Erkenntnissen im Zusammenhang mit neuesten publizierten Daten zur Struktur des TSLP wird in dieser Arbeit ein Konzept vorgestellt, wie durch die Generierung von antagonistischen TSLP-Varianten ein therapeutischer Ansatz zur Beeinflussung TSLP-induzierter allergischer und asthmatischer Entzundungen gefunden werden kann.