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Bitte verwenden Sie diesen Link, wenn Sie dieses Dokument zitieren oder verlinken wollen: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-002979-2

Untersuchungen zum Wirkmechanismus von Cladribin: Langfristige Modulation des Zytokinspektrums humaner peripherer mononukleärer Zellen nach kurzfristiger Cladribinexposition in vitro

  • Im Rahmen der klinischen Phase III Zulassungsstudie bewirkte Cladribin einen positiven Effekt auf den Krankheitsverlauf der schubförmig remittierenden Multiplen Sklerose (relapsing remitting multiple sclerosis, RRMS). Bis heute bleibt der verantwortliche Wirkmechanismus im Detail ungeklärt. Neben den bekannten zytotoxischen Effekten könnten zusätzliche immunmodulatorische Effekte einen Teil des Wirkmechanismus darstellen. Ziel dieser Arbeit war es mögliche immunmodulatorische Effekte von Cladribin außerhalb des zytotoxischen Wirkungsbereichs des Medikaments zu untersuchen. Dazu wurde zunächst der direkte Effekt einer Behandlung mit klinisch relevanten Cladribinkonzentrationen auf das Apoptoseverhalten von peripheren mononukleären Zellen (peripheral blood mononuclear cells, PBMCs), CD4+ T-Zellen und CD8+ T-Zellen in vitro untersucht. Anschließend wurde ein experimentelles Model entwickelt mit dem die Auswirkungen einer initialen Cladribinbehandlung auf das langfristige Proliferationsverhalten und die Zytokinsekretion überlebender PBMCs in Abwesenheit von Cladribin getestet werden konnten. Die initiale Behandlung mit Cladribin wirkte akut zytotoxisch, übte aber keine langfristigen zytotoxischen Effekte auf das Proliferationsverhalten überlebender PBMCs aus. In diesen Zellen wurde allerdings bei Restimulation mit anti-CD3/anti-CD28-Antikörpern eine Verschiebung des Zytokinprofils zugunsten antiinflammatorischer Zytokine beobachtet. Dies zeigte sich in einer signifikant erhöhten Ausschüttung von IL-4 (Tag 9, 44 und 58, p < 0,01) und IL-5 (Tag 9, p < 0,01), einem erhöhten IL-4/IFN-gamma Quotienten (Tag 9, p < 0,05; Tag 44 und 58, p < 0,01) und einem Trend zur vermehrten IL-10 Sekretion. Es wurden keine signifikanten Veränderungen von IFN-gamma, TNF-alpha, IL-8 und IL-6 beobachtet. Somit führte eine initiale Behandlung von PBMCs mit klinisch relevanten Cladribin-konzentrationen in vitro zu einer langanhaltenden Verschiebung des Zytokinprofils zugunsten antiinflammatorischer Zytokine. Diese immunmodulatorischen Cladribineffekte könnten mitverantwortlich für die positive Beeinflussung des Krankheitsverlaufes in RRMS Patienten sein. Darüber hinaus ermöglicht der im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Versuchsaufbau eine in vitro Untersuchung immunmodulatorischer Effekte primär immunsuppressiv wirkender Medikamente außerhalb der zytotoxischen Wirkungsbereiche. Dieser Versuchsaufbau könnte daher in Zukunft auch zur Untersuchung möglicher immunmodulatorischer Wirkmechanismen anderer MS Therapeutika genutzt werden.
  • Cladribine is a cytotoxic drug which ameliorates the clinical course of relapsing-remitting multiple sclerosis. In addition to cytotoxicity, the mode of action may include immunomodulatory mechanisms. This in vitro study was designed to investigate cladribine’s effects on cell function after the removal of cladribine to distinguish cytotoxic versus immunomodulatory effects. Therefore, cells were incubated in the absence or presence of cladribine (1×10-8M to 1×10-5 M) for 72 h. Cladribine was removed from the cell culture and surviving peripheral blood mononuclear cells were cultured up to 58 days to determine the immunomodulatory effects of cladribine on cell function (e.g., proliferation and cytokine release). In the long-term, brief cladribine exposure did not impair the proliferation of surviving peripheral blood mononuclear cells. However, it induced an anti-inflammatory shift in the cytokine milieu with significantly enhanced release of IL-4 (Days 9 and 44, p<0.01; Day 58, p<0.05) and IL-5 (Day 9, p<0.01), resulting in an increased IL-4/INF-gamma ratio (Days 9 and 44, p<0.01; Day 58, p<0.05). Additionally, a trend towards an increased IL-10 production was observed. No changes were found in the production of IFN-gamma, TNF-alpha, IL-6 and IL-8. Conclusions: In vitro cladribine exposure induces a sustained anti-inflammatory shift in the cytokine profile of surviving peripheral blood mononuclear cells. This immunomodulatory action might contribute to cladribine’s beneficial effects in the treatment of multiple sclerosis.

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Metadaten
Author: Melanie Korsen
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002979-2
Title Additional (English):Experiments regarding the mechanism of action of cladribine: Cladribine exposure results in a sustained modulation of the cytokine response in human peripheral blood mononuclear cells in vitro
Advisor:Prof. Dr. Alexander Dressel
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2018/01/02
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2017/12/15
Release Date:2018/01/02
Tag:Cladribin, Wirkmechanismus, Zytokine
Multiple sclerosis, cladribine, cytokines, immunomodulation
GND Keyword:Immunmodulation, Interleukin 4, Multiple Sklerose
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Neurologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit