Aktivierung und Inhibierung von intrazellulären Signalkaskaden in Makrophagen durch Lipopolysaccharid und N-Acetylcystein

Eine Überreaktion des Immunsystems kann den Körper, sowohl akut durch Störung der Kreislaufregulation und Verlust von Organfunktionen als auch durch chronische entzündliche Prozesse an Gelenken und verschiedenen Organen, schädigen. Makrophagen als Bestandteil der angeborenen Immunantwort erkennen eingedrungene Erreger durch spezifische Oberflächenmoleküle wie zum Beispiel Lipopolysaccharid, ein Zuckermolekül der Bakterienzellwand und leiten die Beseitigung des Pathogens unter anderem durch Ausschüttung entzündungsfördernder Zytokine sowie die Produktion von Sauer- und Stickstoffradikalen ein. N-Acetylcystein, Vorstufe des stärksten Antioxidanz des Körpers Glutathion, ist in der Lage durch Neutralisierung freier Radikale und Senkung der Zytokinausschüttung hemmend in den Entzündungsprozess einzugreifen. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Wirkung von N-Acetylcystein auf entzündungsassoziierte Signalwege und den Transkriptionsfakor NFκB in Lipopolysaccharid-aktivierten Makrophagen. Material und Methoden: Dazu wurden mittels Westen Blot Signalmoleküle dieser Signalwege in Makrophagen, der Zellline THP-1 untersucht, die mit jeweils Lipopolysaccharid, N-Acetylcystein und beiden Detergenzien stimuliert wurden. Bei dieser Untersuchung wurden die Signalmoleküle IRAK-1 als Bestandteil des Aktivierungsweges des Toll-like-Rezeptors 4, ERK1/2 im RAS/MEK/ERK-Weg, STAT3 im JAK/STAT-Weg und der Transkriptionsfakor NFκB genauer betrachtet. Die Auswertung des Western Blots erfolgte über Chemilumineszenz-Methode und Detektion mit den Gel-Dokumentationssystem MF-ChemiBIS. Lipopolysaccharid aktiviert alle untersuchten entzündungsfördernden Signalkaskaden. N-Acetylcyctein führt ebenfalls zur einer schwächeren Aktivierung einige der untersuchten Signalwege. Eine Aktivierung von ERK1/2 unter N-Acetylcystein war nicht sichtbar. Die Behandlung der Lipopolysaccharid-aktivierten Makrophagen mit N-Acetylcystein zeigt neben einem hemmenden Effekt in Form einer Verzögerung der Aktivierungszeit einiger Signalwege wie den RAS/MEK/ERK-Weg sowie einer Hemmung der Aktivierung des Transkriptionsfaktors NFκB auch eine gesteigerte Phosphorylierung von Signalmolekülen, in diesem Fall von IRAK-1 des Rezeptor TLR-4 und STAT-3 des JAK-STAT-Weges der entzündungsfördernden Signalkaskaden. Die Ergebnisse weisen daraufhin, dass N-Acetylcystein durch Regulation verschiedener entzündungsassoziierter Signalwege Potenzial besitzen könnte, als entzündungshemmendes Medikament bei Erkrankungen wie septischem Schock oder chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen eingesetzt zu werden.