Die Bedeutung antiinflammatorischer Zytokine in insulinproduzierenden Zellen

Fragestellung: Inflammatorische Zytokine und insbesondere IL-1beta spielen eine äußerst wichtige Rolle bei der Betazell-Zerstörung und T1DM Entwicklung. Pankreatische Beta-Zellen sind nicht nur inflammatorischen, sondern auch sogenannten antiinflammatorischen Zytokinen, IL-4 und IL-10, ausgesetzt. Die Wirkung dieser Zytokine auf die Vitalität und Funktion der Betazellen ist bisher nicht untersucht worden. Um die Bedeutung von antiinflammatorischen Zytokinen für die Funktion von insulinproduzierenden Zellen zu klären, wurde der Einfluss der Koinkubation von pro- und antiinflammatorischen Zytokinen auf die Vitalität und Signaltransduktionswege in insuliproduzierenden RINm5F Zellen untersucht.

Methodik: Nach Inkubationsversuchen mit verschiedenen einzelnen Zytokinen oder Zytokinkombinationen wurde die Vitalität mittels MTT-Zytotoxizitätstest gemessen. Die NF-kB Aktivierung wurde durch einen SEAP-Reporter-Genassay untersucht. Die Expression von IL-4Ralpha, IL-13R, IL-10R wurde mittels quantitativer Realtime PCR analysiert. Die Expression von iNOS und MnSOD wurde mittels Real-Time PCR und Western-Blott quantifiziert.

Ergebnisse: Die Genexpression von antiinflammatorischen Zytokinen-Rezeptoren in insulinproduzierenden Zellen ist 200x niedriger als in der Leber. Proinflammatorische Zytokine und insbesondere IL-1beta erhöhen dieses Niveau (nach 6h – Inkubation um 250% IL-4Ralpha, 200% IL-13R, 220% IL-10R). Durch die Koinkubation mit antiinflammatorischen Zytokinen konnte in einer 24h Inkubation der Schutz gegen proinflammatorische Zytokinen erreicht werden (Restvitalität: Zytokinmix 72%, Zytokinmix+IL-4: 82%, Zytokinmix+IL-13: 86%, Zytokinmix+IL-10: 77%). Alle antiinflammatorischen Zytokine reduzierten die durch proinflammatorische Zytokine erhöhte NFkB Aktivierung und iNOS Expression. Außerdem wurde keine Auswirkung von IL-4 und IL-13 auf eine IL-1beta-erhöhte MnSOD Genexpression und ein geringer Anstieg in MnSOD Genexpression nach einer Koinkubation mit IL-10 gemessen. MnSOD Proteinexpression stieg nach Koinkubationen von IL-1beta bei allen antiinflammatorischen Zytokinen an.

Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigen, dass 1. es ein funktionelles Netzwerk von pro- und antiinflammatorischen Zytokinen in Beta-Zellen gibt, 2. antiinflammatorische Zytokine Beta-Zellen gegen proinflammatorische Zytokine schützen 3. antiinflammtorische Zytokine Einfluss auf Signaltransduktionswege in insulinproduzierenden Zellen haben. Diese Ergebnisse belegen die Wichtigkeit der Ausgewogenheit von pro- und anti-inflammatorischen Zytokinen in insulinproduzierenden Zellen.