Hintergrund: Gallensäuren und Aktivierung des Gallensäurerezeptors FXR hemmen Autophagie, einen zellulären Selbstverdauungsprozess, der wesentlich für die Zellhomeostase und -regeneration ist. Der Effekt chronischer Gallensäurenerhöhung bei humanen cholestatischen Lebererkrankungen auf Autophagie wurde nur unzureichend im Detail untersucht, jedoch deuten indirekte Ergebnisse (z.B. Akkumulation vom Mallory-Denk Bodies bei Primär biliärer Zirrhose) auf eine gestörte Autophagie auch bei humanen Cholestasen hin.
Hypothese: Wir testen die Hypothese, dass Ursodeoxycholsäure (UDCA) und Rifampicin (RIFA), zwei Pharmaka, die bei der Behandlung von humanen cholestatischen Lebererkrankungen eingesetzt werden, als einen potentiellen Wirkmechansimus, Autophagie induzieren.
Material und Methoden: Marker für Autophagie (LC3, p62, ATG5,7,12) sowie den übergeordneten regulativen mTOR-Signalweg (Raptor, ULK-1, pS6K) wurden aus Leberbiopsieproben von Patienten, die mit UDCA und RIFA behandelt wurden, mittels Western-Blot, Immunfluoreszenz und RT-PCR untersucht. Der Mechanismus von UDCA und RIFA auf Autophagie wurde in humanen HepG2 bzw. primären Hepatozyten weiter untersucht. ***Resultate: Beide Substanzen, UDCA und RIFA induzieren den Hauptautophagiemarker LC3 in humanen Leberbiopsien. Während UDCA den mTOR abhängigen ULK-1 Signalweg aktiviert, zeigt RIFA jedoch keine Effekte auf den mTOR Signaltransduktionsweg sondern induziert Autophagiemarker (LC3C, ATG10, LAMP1) auf transkriptioneller Ebene. Knockdown des durch RIFA selektiv aktivierten Transkriptionsfaktors PXR, hemmt signifikant Autophagie bereits unter basalen Bedingungen anhand reduziertem LC3-Protein und mRNA Spiegel für mehrere Autophagiegene (TFEB, LC3B, BECLIN1, RAB7, Cad D). PXR Knockdown hebt außerdem die autophagie-induzierende Wirkung von RIFA auf.
Zusammenfassung und Konklusion: UDCA und RIFA induzieren Autophagie in der Leber über unterschiedliche Mechanismen. UDCA induziert Autophagie über Hemmung des mTOR Signalweges, während RIFA mTOR unabhängig Autophagie über den Transkriptionsfaktor PXR induziert. Ein Teil der günstigen pharmakologischen Effekte von UDCA und RIFA in der Behandlung cholestatischer Lebererkrankung könnte durch die induzierende Wirkung auf Autophagie erklärt werden. Beide Substanzen, UDCA und RIFA, könnten durch ihre stimulierenden Effekte auf Autophagie noch in weiteren, hepatologischen wie nicht-hepatologischen Erkrankungen, günstige Effekte zeigen.
