Bedeutung des Entzündungsfaktors IFNγ für die Expression von

Bedeutung des Entzündungsfaktors IFNγ für die
Expression von CEACAM1
CEACAM1 – was ist das?
CEACAM steht für carcinoembryonales Antigen-ähnliches Zelladhäsions-Molekül (Bild 1). Dabei handelt es sich um
ein kleines Molekül, das auf weißen Blutkörperchen sowie den Oberflächenzellen von Haut, inneren Organen und
Blutgefäßen vorkommt. Über seine genaue Funktion ist noch nicht sehr viel bekannt, aber man weiß, dass es eine
wichtige Rolle bei der Gefäßneubildung spielt, Kontakte zwischen Zellen vermittelt und Reaktionen des
Immunsystems beeinflusst. Außerdem wurden Auffälligkeiten der CEACAM1-Expression bei verschiedenen
bösartigen Tumoren z.B. des Darm oder der Brust nachgewiesen, so dass man auch hier eine Bedeutung des
Moleküls vermutet.
Bindungsstellen von
CEACAM1 außerhalb der
Zelle zur Vermittlung von ZellZell-Kontakten
Und was ist IFNγ?
Zellwand mit MolekülVerankerung
Interferon gamma ist ein so genanntes Zytokin, ein Botenstoff, der von aktivierten weißen Blutkörperchen bei
Entzündungen ausgeschüttet wird. Dadurch verstärkt es die Reaktion des Immunsystems.
Molekül-Schwanz innerhalb
der Zelle zur Weiterleitung
von Signalen
Bild 1: schematische Darstellung von CEACAM1 (Quelle:
Nature Reviews)
Was wollen wir herausfinden?
Da CEACAM1 bei Entzündungsreaktionen eine Rolle zu spielen scheint, und IFNγ diese vermittelt und verstärkt,
wollen wir herausfinden, ob IFNγ einen Einfluss auf die CEACAM1-Bildung von Gefäßwandzellen hat.
Warum?
Bild 2: Gefäßzellen, bei denen der Zellkern
blau, das Zellskelett rot und CEACAM1 grün
angefärbt wurde
In der inneren Wandschicht von Blutgefäßen führen Entzündungen zur Entstehung von Plaques. Diese verengen
die Gefäße und haben so Herzinfarkte und Schlaganfälle zur Folge. Könnte man diese Entzündungsreaktionen
verhindern, gelänge es vielleicht, die Entstehung von Gefäßverkalkung und ihren Folgen zu stoppen.
Kontrolle
IFNγ
Was haben wir gemacht?
Zuerst haben wir haben wir Gefäßzellen für 1-3 Tage mit IFNγ behandelt. Dann wurde mit einem
`Western Blot´ genannten Verfahren zur Bestimmung von Eiweißmolekülen die Menge des gebildeten
CEACAM1 untersucht. Unbehandelte Zellen dienten als Kontrolle. Mit der sog. `PolymeraseKettenreaktion (PCR)´ haben wir daraufhin kontrolliert, ob neben dem Molekül selbst auch die
dazugehörige RNA vermehrt vorkommt (Bild 3).
Außerdem wurden verschiedene Versuche durchgeführt, um zu bestimmen, ob bei einer IFNγBehandlung auch die Teilungsrate und die Beweglichkeit der Zellen beeinflusst werden (Bild 4 und 5).
Um evtl. Veränderungen im Aussehen der behandelten Zellen zu erkennen, haben wir sie mit einem
fluoreszierenden Farbstoff angefärbt (Bild 2).
Zelle
Pore
Kontrolle
Bild 3: PCR-Gel von Zellen, die 48 Std. mit IFNγ
stimuliert und dann auf CEACAM1-RNA
untersucht wurden; dazu die Kontroll-Gruppe
IFNγ
Und was haben wir herausgefunden?
Behandelt man Gefäßwandzellen für 48 Std. mit IFNγ, so führt dies zu einem
deutlichen Anstieg der CEACAM1-Menge auf der Zelle und auch der Menge
der zugehörigen RNA.
Außerdem beschleunigt sich die Zellteilung und die WanderungsGeschwindigkeit nimmt zu.
Eine Veränderung der Zellform oder des Aussehens lässt sich jedoch nicht
erkennen.
Bild 4: Membranen mit gefärbten Zellen aus einem Boyden Chamber-Versuch. Dabei wandern
die Zellen durch die Poren einer Membran in einem Zwei-Kammer-System. Nach dem Anfärben
wird die Zahl der Zellen bestimmt und ihre Beweglichkeit zu ermitteln.
Start
nach 3 Std.
Was bedeutet das?
Die Ergebnisse zeigen, dass CEACAM1 von Entzündungsvorgängen deutlich
beeinflusst wird und IFNγ dabei eine vermittelnde Rolle spielt. Dies könnte ein neuer
Therapieansatz zur Behandlung von Erkrankungen der Gefäße und den damit
verbundenen Folgen sein.
Bild 5: Mikroskopische Aufnahmen von IFNγ -behandelten Gefäßzellen, anhand derer ihre
Bewegungsgeschwindigkeit gemessen werden sollte. Bei nicht- behandelten Zellen ist
keine Bewegung erkennbar.
Dissertation von Annika Hormann, Betreuung: PD Dr. J. Weil, Medizinische Klinik II, Uniklinikum Lübeck