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MedUni Wien: Interleukin 24 als Mediator beim programmierten Zelltod identifiziert

(Wien, 04-04-2013)  Zytokine sind Botenstoffe des Körpers, die das Wachstum und die Differenzierung von Zellen, aber auch den programmierten Zelltod (Apoptose) regulieren. Interleukin-24 zählt zu dieser Gruppe von Proteinen. Die physiologische Funktion dieses Zytokins war bisher unklar. Wenn IL-24 allerdings von einem (chimären) genetisch manipulierten Adenovirus exprimiert wird, verursacht es den programmierten Zelltod, die alleinige Applikation des Proteins verursacht dies jedoch nicht.

In einer aktuellen Studie der MedUni Wien konnte René Weiss im Rahmen seines PhD-Immunologie-Studiums unter der Leitung von Michael Bergmann von der Universitätsklinik für Chirurgie nun zeigen, dass IL-24 primär dann zu Apoptose führt, wenn die Zelle gleichzeitig über den Toll-like-Rezeptor 3 stimuliert wird. 

Toll-like-Rezeptoren sind Moleküle, die Gefahren für die Zelle erkennen und üblicherweise eine Entzündungsreaktion als Abwehrmechanismus auslösen. In seltenen Fällen können diese Rezeptoren aber auch Apoptose vermitteln. „Interleukin-24 erhält nun eine Funktion als Mediator in dieser „Gefahr“ vermittelnden Toll-like-Rezeptor Signalkaskade und ist damit möglicherweise das erste beschriebene Zytokin, welches einen atypischen „death signalling complex“ ativiert und damit die Funktion von Toll-like Rezeptoren in Richtung Zelltod lenkt“, erklärt Bergmann.

Die Aufklärung dieses Mechanismus könnte in der Tumortherapie von Bedeutung werden, weil Bergmann und seine Arbeitsgruppe in der Arbeit gleichzeitig zeigen konnten, dass auch Tumor-Spheroids (dreidimensionale Tumor-Modelle) durch Behandlung mit Toll-Like Rezeptor-3-Agonisten (letztere werden bereits in der Tumortherapie klinisch ausgetestet) und IL-24 in Apoptose gelenkt werden. Bergmann: „Der Erfolg dieser Co-Stimulation konnte auch am Beispiel eines genetisch manipulierten IL-24 expimierenden onkolytischen Grippevirus gezeigt werden. Ein solches Virus könnte damit  basierend auf dem neu aufgeklärten, apoptotischen Signalweges eine neue Tumortherapie darstellen.“

Derzeit untersucht die Arbeitsgruppe, ob dieser Zusammenhang auch ein neuer Therapieansatz  bei Viruserkrankungen darstellen sein könnte. Toll-like Rezeptor 3 werden bei Viruserkrankungen häufig durch virale RNA stimuliert. „Die Behandlung von Virus-infizierten Zellen sollte demnach auch zu einer frühzeitigen Apoptose der Virus-infizierten Zelle und dadurch zu einer Verringerung des Virustiter führen“, sagt Bergmann, der an der MedUni Wien das Chirurgie-Forschungslabor im Anna-Spiegel-Forschungsgebäude leitet. Damit ist diese Entdeckung sowohl in der Onkologie als auch in der Virologie als Ansatz für die Entwicklung neuer Therapie-Optionen einsetzbar.

Das Paper, das nun im Top-Magazin „Cell Death and Differentiation“ (Impact-Faktor 8,8) veröffentlicht wurde, entstand im Rahmen des PhD-Programms Immunologie in Kooperation mit dem Comprehensive Cancer Center (CCC) und in internationaler Zusammenarbeit mit dem Centre for Cell Death am University College London (Henning Walczak).

Die Studie wurde im Rahmen des Forschungslcusters Onkologie, einer von fünf Schwerpunkt-Clustern der MedUni Wien neben Imaging (Bildgebung), Allergologie/Immunologie/Infektiologie, Neurowissenschaften sowie vaskuläre und kardiale Medizin, abgehalten. Innerhalb des Forschungsclusters Onkologie gehört das Thema inhaltlich zur Tumorimmunologie.

Service: Cell Death and Differentiation
IL-24 sensitizes tumor cells to TLR3-mediated apoptosis”.  R Weiss, M Sachet, J Zinngrebe, T Aschacher, M Krainer, B Hegedus, H Walczak and M Bergmann. Cell Death and Differentiation advance online publication, 1 March 2013; doi:10.1038/cdd.2013.15.