Das Ziel des Projektes besteht darin, die pharmakologischen Eigenschaften der Histaminrezeptoren H₁R, H₂R und H₄R in humanen eosinophilen Granulozyten zu charakterisieren und die funktionelle Bedeutung der einzelnen H_xR-Subtypen aufzuklären.

Wissenschaftlicher Hintergrund:

Eosinophile Granulozyten (Eos) spielen in der Pathogenese verschiedener allergischer Erkrankungen wie Rhinitis, Konjunktivitis, Asthma bronchiale und Ekzemen eine wichtige Rolle (Thurmond et al. 2008, Nat Rev Drug Discov 7:41-53). Eos wandern entlang eines Konzentrationsgradienten von chemotaktischen Faktoren zum Zentrum der Entzündung und setzen dort eine Reihe pro-inflammatorischer Zytokine, zytotoxischer lysosomaler Enzyme und Sauerstoffradikale frei (Moqbel & Lacy 2000, Chem Immunol 78:189-198). Dementsprechend stellen Eos eine wichtige Zielzelle zur Behandlung atopischer Erkrankungen dar. H₁R-Antagonisten werden mit großem Erfolg zur Behandlung von Rhinitis und Konjunktivitis eingesetzt, nicht jedoch zur Behandlung von Asthma bronchiale oder Ekzemen, obwohl die lokalen Histaminkonzentrationen bei diesen Erkrankungen auch erhöht sind. Dies spricht dafür, dass auch andere Rezeptoren, insbesondere der H₄R, bei diesen Erkrankungen eine wichtige Rolle spielen. Von allen H_xRs ist der H₄R in Eos am besten charakterisiert; in diesen aktiviert er über Pertussistoxin-sensitive G_i-Proteine die Phospholipase C (Raible et al. 1994, Am J Respir Crit Care Med 149:1506-1511). Nachfolgend kommt es zu einem Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentration ([Ca²⁺]_i) und Chemotaxis. Schließlich gibt es Hinweise dafür, dass in Eos auch der H₂R exprimiert wird (Mindel et al.1986, Invest Ophthalmol Vis Sci 27:1504-1511). Über eine Aktivierung der Adenylylzyklase (AC) sollte der H₂R die Eos-Aktivierung hemmen. Somit könnten auch H₂R-Agonisten als entzündungshemmende Pharmaka relevant werden.

Eigene projektrelevante Vorarbeiten:

Im Modell des akuten Ovalbumin-induzierten Asthma bronchiale zeigten wir, dass es über den H₄R vermittelt zu einer Migration von Eos aus dem Blut in die Bronchoalveolarflüssigkeit kommt (Deml et al. 2009, Mol Pharmacol 76:1019-1030). In einer nachfolgenden Übersichtsarbeit diskutierten wir dann kritisch die Rolle des H₄R in der Pathogenese des Asthma bronchiale (Neumann et al. 2010, Pharmacology 85:217-223). Basierend auf diesen Ergebnissen etablierten wir erfolgreich über Magnet-Assisted Cell Sorting die Isolation humaner Eos aus dem Blut gesunder Spender. Als Problem stellte sich jedoch heraus, hochreine Eos in ausreichender Zahl für extensive pharmakologische Untersuchungen zu gewinnen. Da es nicht im Sinne des Projektes ist, zweifelhafte Ergebnisse mit nur partiell gereinigten Eos zu erzielen, ergab sich die Notwendigkeit, auch auf die Suche nach einem geeigneten Zellkultursystem zu gehen. Wir etablierten deshalb die Kultur von zwei Zelllinien, die eine Reihe von phänotypischen Merkmalen von Eos aufweisen und verschiedene H_xRs funktionell exprimieren.

Themen laufender oder geplanter Dissertationen:

Naturwissenschaftliche Dissertation:

Analyse von Histamin H₁-, H₂- und H₄-Rezeptoren in humanen eosinophilen Granulozyten

Humanmedizinische Dissertation:

Regulation der intrazellulären Kalziumkonzentration durch Histaminrezeptoren in den Eosinophilen-Zelllinien HL-60 Klon-15 sowie Eol-1

GRK-1441-assoziierte naturwissenschaftliche Dissertation:

Interaktionen von Histamin H₁- und H₄-Rezeptoren in einem murinen Asthmamodell

Aktuelle Doktoranden in diesem Teilprojekt:

Naturwissenschaft: Till Reher

Assoziiert: Silke Beermann

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