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Expression der Enzyme für die Synthese und die Degradierung von Katecholaminen in Immunzellen

Mollérus, Sina

Erstmals wurde in dieser Arbeit die konstitutive Expression der katecholaminsynthetisierenden und degradierenden Enzyme gezeigt und die Expression miteinander verglichen. Die Expressionsvergleiche der Enzyme in den Leukozyten und ihren Subpopulationen lassen aufgrund der höheren Expression der degradierenden Enzyme auf eine Beteiligung der Milzleukozyten an der Degradierung von Katecholaminen vermuten, wobei der Weg des Abbaus vorrangig über COMT zu verlaufen scheint. Eine in vitro T-Zellaktivierung mit dem TCR-Liganden anti-CD3 mAK führte bei Leukozyten zu einem transienten Anstieg der Expression der degradierenden Enzyme, was von einer Reduktion der Noradrenalinkonzentration in den Leukozyten begleitet war. Die Zunahme der Enzymexpression durch die T-Zellaktivierung konnte nicht nur bei murinen T-Lymphozyten und Leukozyten beobachtet werden, sondern darüber hinaus auch bei humanen TLymphozyten. Damit ist sie unabhängig von der untersuchten Spezies. Der Effekt eines Expressionsanstieges, der durch anti-CD3 mAK induziert wurde, konnte durch eine selektive Calcineurininhibition konzentrationsabhängig supprimiert werden. Somit ergibt sich ein möglicher Zusammenhang zwischen dem TCR-Signalweg und der Expression der degradierenden Enzyme. Im zweiten Teil der Arbeit wurden die in-vitro-Daten auf ein Friend Virus-Infektionsmodell in vivo übertragen. Die in-vivo-Infektion von Mäusen mit dem FV führte ebenfalls zu einem Anstieg der Expression der degradierenden Enzyme, welche wiederum mit der Abnahme der Noradrenalinkonzentration im Milzgewebe einherging Die Deinnervation der lymphatischen Organe (Sympathektomie) und die dadurch bedingte Depletion des Noradrenalins in den FV-infizierten Mäusen bewirkte eine Zunahme der Splenomegalie und der Viruslast. Die Noradrenalinkonzentration wurde durch die FV-Infektion in den sympathektomierten Mäusen weiter reduziert, während die Expression der synthetisierenden und degradierenden Enzyme zunahm. Auf immunologische Parameter wie Expansion der Tregs oder die Anzahl an zytokinproduzierenden T-Zellen hatte die FV-Infektion in den sympathektomierten Tieren keinen Einfluss.

Previously people expected that catecholamines were exclusively synthesized by neuronal and neuroendocrine cells. However, recent studies point out that immune cells can also synthesize, release and degrade catecholamines. Up to know just a few pieces of information are known about the role of immune cells with regard to the release of catecholamines. It is unclear however, whether and what extent murine splenic leukocytes and there subpopulations consituvely express the mRNA of the key enzymes involved in catecholamine synthesis and degradation, how an immune cell activation affected the expression of the enzymes and the release of noradrenaline by leukocytes and finally whether how influences and retroviral infection the enzyme expression. In summary, these data provide constitutive expression of the enzymes involved in catecholamine synthesis and degradation in leukocytes and there subpopulations. A comparison of the different enzymes indicated a higher expression of the degrading enzymes (COMT). The data provides an indication of the fact leukocytes and there subpopulation are mainly involved in the degradation of catecholamines. Afterwards an in vitro T cell stimulation induced an increase in the expression of degrading enzymes as well as a decrease of noradrenalin level in leukocytes. The data provides an indication of the fact that T cell stimulation and TCR pathway have a strong effect on RNA expression of degrading enzymes. Furthermore the results from splenic murine T cell were able to be transmitted on human circulating T cells. More importantly however, an increasing effect of T cell stimulation on the enzyme expression was suppressed by selective Calcineurin inhibition. So there might be correlation between the TCR signalling pathway and the expression of the degrading enzymes. The second part of this dissertation dealt with an in vivo infection model. To determine the transferability of the in vitro results on an in vivo infection model the Friend Virus model was used. The results of the experiment were a reduction of noradrenalin level in the spleen and an increase of degraded enzymes in FV-infected mice. Furthermore the course of a Friend Virus infection was influenced by denervation of adrenergic nerve fibers. This was reflected in the amount of infected cells and spleen weight in FV-infected sympathecotomy mice. The noradrenaline concentration was further decreased in this animals, whereas expression of the enzymes increased. On immune parameter in FV-infected mice, like Tregs expansion or numbers of cytokine producing T cells the sympathicotomy has no effect. Together these data demonstrate that leukocytes expression the key enzyme for the syntheses and degradation of catecholamines and the expression can be modulated by t cell stimulation.

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Mollérus, Sina: Expression der Enzyme für die Synthese und die Degradierung von Katecholaminen in Immunzellen. 2013.

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