Die Bedeutung von Cofilin1 und Aktindynamik für die Funktion von T-Zellen

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde die Bedeutung des Aktin depolymerisierenden Faktors Cofilin1 und der Aktindynamik für die Funktion von T-Zellen näher untersucht.<br /> Der vollständige Knock-out des Cofilin1-Proteins führt zu früher embryonaler Letalität, sodass diese Problematik für die Untersuchungen umgangen werden musste. Dies erfolgte über einen molekulargenetischen Ansatz durch den Einsatz verschiedener Mausmodelle. Zunächst wurde über einen Tripletaustausch im Cofilin1-Gen konstitutiv aktives bzw. inaktives Protein hergestellt, um die Auswirkungen des Aktivierungszustands von Cofilin1 auf die Aktinpolymerisation zu untersuchen. In Aktin-Assays konnte bestätigt werden, dass konstitutiv aktives Cofilin1 eine vergleichbare Aktivität gegenüber Aktin zeigt wie das WT-Protein, während die inaktive Form keinen Einfluss nimmt. Anschließend wurden diese Mutationen in vivo im Mausmodell bezüglich ihrer Bedeutung in T-Zellen untersucht. Sowohl T-Helferzellen als auch zytotoxische T-Zellen mit konstitutiv aktivem Cofilin1 reifen im Thymus heran und wandern in die sekundären lymphatischen Organe aus. Das inaktive Cofilin1 führt dagegen, ebenso wie der frühe Knock-out des Proteins, zu einer Blockade in der T-Zellentwicklung.<br /> Des Weiteren wurde mittels Cofilin1-Deletion während einer späten Phase der T-Zellentwicklung die Bedeutung des Proteins in reifen T-Zellen untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass eine Deletion des Cofilin1-Proteins zwar keinen Einfluss auf die T-Zellreifung hat, aber die T-Zellen nur zu einem kleinen Teil aus dem Thymus emigrieren können. Analysen von T-Zellen aus den sekundären lymphatischen Organen, wie Lymphknoten und Milz, machten eine starke Reduktion von T-Helferzellen und zytotoxischen T-Zellen mit Cofilin1-Defizienz in diesen Organen deutlich. Diese Zellen weisen ein erhöhtes Vorkommen von Apoptose auf. Das Fehlen von Cofilin1-defizienten T-Zellen ist vermutlich auf Migrations- und Adhäsionsdefekte zurückzuführen. Detaillierte Untersuchungen bezüglich der Aktivierbarkeit von zytotoxischen T-Zellen mit Cofilin1-Knock-out konnten belegen, dass sie hinsichtlich dieses Aspekts einen Defekt aufweisen.<br /> Weiterhin stellte die Aptamer-Technologie einen zweiten Ansatz zur spezifischen Regulation der Cofilin1-Aktivität dar. Es konnte erfolgreich ein RNA-Aptamer selektiert werden, welches eine Affinität für Cofilin1 besitzt.