Untersuchung zur Funktion von Cathepsin B in der durch zytotoxische T-Zellen vermittelten Lyse von Tumorzellen

Abstract

Es gibt Hinweise darauf, dass zytotoxische T-Lymphozyten (CTL) sich selbst vor der Lyse durch ihr eigenes Perforin mittels Expression von Cathepsin B auf der Zelloberfläche schützen. Interessanterweise wird Cathepsin B auch in vielen Tumorzellen vermehrt exprimiert und ist möglicherweise in die Tumorprogression involviert. Dies veranlasste uns zu untersuchen, ob Tumorzellen möglicherweise Cathepsin B nutzen, um sich vor der Perforin-abhängigen Lyse durch CTL zu schützen. Antigenspezifische CTL wurden von OT-I-Mäusen gewonnen. Diese Zellen nutzen den calciumabhängigen Granula-Exozytose-Weg für die Lyse von Zielzellen. Die RMA-Zellen, Zellen einer T-Zell-Lymphom-Linie, dienten als Zielzellen im 51Chrom-Freisetzungs-Test. Der hoch spezifische zellmembranimpermeable Cathepsin-B-Inhibitor CA-074 und sein zellmembranpermeables Derivat CA-074 Me wurden in verschiedenen Konzentrationen eingesetzt, um Cathepsin B zu inhibieren. Zusätzlich wurden embryonale Mäusefibroblasten (MEF) von Cathepsin-B-Wildtyp-Mäusen und Cathepsin-B-knock-out Mäusen als Zielzellen eingesetzt. Die Anwesenheit des Cathepsin-B-Inhibitors CA-074 in der Konzentration von 5 µM erhöhte die Lyse der RMA-Tumorzellen durch CTL verglichen mit der Kontrolle. Interessanterweise scheint der zellmembranpermeable Cathepsin-B-Inhibitor CA-074 Me, welcher intrazellulär zu seiner aktiven Form prozessiert wird, nicht die Lysibilität der Zielzellen gegenüber den CTL zu erhöhen. Dies deutet darauf hin, dass vor allem die Inhibition des extrazellulären Cathepsin B für den beobachteten Effekt verantwortlich ist. Um die Hypothese, dass Cathepsin B am Schutz der Zielzellen vor CTL mitwirkt, zu bestätigen, wurden zusätzlich Cathepsin-B-defiziente MEFs analysiert und es zeigte sich, dass auch diese effizienter lysiert wurden als die Wildtyp-Fibroblasten. Zusammenfassend kann man sagen, dass Cathepsin B teilweise imstande ist, Zellen vor der Perforin-abhängigen Lyse durch CTL zu schützen, die den Granula-Exozytose-Weg nutzen. Dieser Effekt scheint durch extrazelluläres oder Oberflächen-assoziiertes Cathepsin B vermittelt zu sein, über das auch berichtet wurde, dass es Perforin spaltet. Daher ist es möglich, dass Tumorzellen, welche dem Angriff durch CTL ausgesetzt sind, Cathepsin B als einen Immune escape -Mechanismus nutzen.