Zielsetzung

Die Zellen des Immunsystems besitzen unterschiedliche Strategien zur Reaktion auf extrazelluläre Stimuli (z.B. Pathogene). Beginnend bei der Bindung des Antigens durch einen spezifischen Rezeptor wird eine intrazelluläre Signalkaskade in Gang gesetzt, die zumeist in einer Aktivierung von Trankskriptionsfaktoren (TF) resultiert. Diese TF vermitteln schließlich im Nukleus die transkriptionelle Aktivierung von Zielgenen. Eine Rezeptorfamilie mit wichtiger Funktion bei der Immunantwort auf verschiedene Pathogene sind die sog. „tolllike“ Rezeptoren (TLR), deren Stimulation über die Aktivierung von Signaltransduktoren, z.B. des nukleären TF κB (NF-κB) im Falle des TLR9, die Bildung von proinflammatorischen Zytokinen befördert.

Das Ziel dieses Versuchs war die Untersuchung der Stärke der Aktivierung von NF-κB als Reaktion des TLR9 auf unterschiedliche Antigene, um dadurch Aussagen über die natürlichen, spezifischen Liganden des Rezeptors treffen zu können.

In dem durchgeführten Versuch wurden TLR9-exprimierende HEK293-Zellen („human embryonic kidney cells“) verwendet und mit Plasmiden transfiziert, die für das Enzym Luziferase kodierende Gene enthielten, deren Promotoren eine NF-κB-spezifische Erkennungssequenz aufwiesen. Die Auslösung der TLR9-Signalkaskade durch ein passendes Antigen sollte sich daher in der Bildung von aktivem NF-κB niederschlagen und in der Folge die Transkriptionsaktivität des Reporterenzyms Luziferase erhöhen. Durch die Zugabe von Luziferin, das bei der Umsetzung durch die Luziferase bioluminesziert, war es aufgrund der Korrelation der Stärke eines TLR9-Stimulus mit dem bei der Reaktion emittierten Licht möglich, die immunologische Reaktion von TLR9-exprimierenden Zellen auf diverse Antigene zu untersuchen.

Mit dieser Technik wurden die bakteriellen Antigene Lipopolysaccharid (LPS) und Pam3Cys, PolyIC, ein Analogon viraler dsRNA, sowie die Oligodesoxynukleotide (ODN) 1668 (mit normalem CpG-Motiv) und 1720 (mit invertiertem CpG-Motiv) auf ihre Interaktion mit dem TLR9 getestet.

Erwartet wurde eine starke Reaktion auf das ODN 1668 aufgrund des enthaltenden, für den TLR9 hochaffinen CpG-Motivs als optimale Erkennungssequenz, wohingegen im Falle der Substanzen LPS, Pam3Cys und PolyIC durch das Fehlen dieser Sequenz von keiner NF-κB-Aktivierung ausgegangen wurde. Eine eventuelle schwache Antwort auf das ODN 1720, das sich vom ODN 1668 einzig durch die Inversion des CpG-Motivs unterscheidet, wurde diskutiert.