Universität zu Köln

Konsequenzen der Interleukin-6 Signaltransduktion in Zervixkarzinomzellen und dendritischen Zellen

Pahne, Jennifer (2006) Konsequenzen der Interleukin-6 Signaltransduktion in Zervixkarzinomzellen und dendritischen Zellen. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    Persistierende humane Papillomvirus (HPV) Infektionen sind ursächlich an der Entstehung von Zervixkarzinomen beteiligt. Zervixkarzinomzellen produzieren sowohl in vitro als auch in vivo große Mengen des Zytokins Interleukin-6 (IL-6). In vivo korreliert das Vorhandensein von IL-6-positiven Zellen mit einer schlechten Prognose für die Progression der Krankheit. HPV-positive Zervixkarzinomzellen zeigten nur eine schwache autokrine IL-6 Aktivität, wie die Aktivierung des Transkriptionsfaktors STAT3 in vitro. Dies war auf den Verlust der IL-6-bindenden Rezeptorkette gp80 zurückzuführen. In situ Färbungen zeigten korrespondierend eine Abnahme der Phospho-STAT3(Tyr705) Aktivierung im Verlauf der malignen Progression. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass durch die Wiederherstellung des autokrinen IL-6 Signalweges in HPV-positiven Zellen mit Hilfe des löslichen gp80, diese Zellen für die Tumor Nekrose Faktor alpha (TNFalpha)-vermittelte Apoptose sensibilisiert wurden. Zusätzlich kam es zu einer gesteigerten Expression des viralen Onkogens E7 in HPV-positiven Zellen. Dieselben Effekte wurden bei der Stimulation mit dem IL-6-verwandten Zytokin Oncostatin M (OSM) beobachtet. Wie IL-6 aktivierte auch OSM STAT3. Beide Zytokine induzierten den STAT3-regulierten Transkriptionsfaktor c-myc, der Zellen für TNFalpha-vermittelte Apoptose sensibilisieren kann. Beide Zytokine sensibilisierten auch für den Zelltod durch die chemotherapeutischen Medikamente Cisplatin und Etoposid. Durch eine intakte IL-6 Signaltransduktion in HPV-positiven Zervixkarzinomzellen entsteht also ein deutlicher Nachteil für den Tumor, was die verminderte Expression von gp80 durch diese Zellen erklären könnte. Im Verlauf der Progression von leichtgradigen zu schwergradigen intraepithelialen Neoplasien kommt es nicht nur zur verstärkten Expression von IL-6 sondern auch zu einer Verschiebung von TH1 zu TH2 Zytokinen im Gewebe. Hier konnte gezeigt werden, dass Überstände von Zervixkarzinomzellen, die IL-6 und TGFbeta (transforming growth factor beta), jedoch kein IL-10, enthielten, die Produktion von IL-12 in dendritischen Zellen (DC) supprimieren. IL-12 spielt eine essentielle Rolle beim Aufbau einer TH1 Immunantwort. Sowohl IL-6 als auch TGFbeta waren in der Lage, den Effekt der Karzinomzellen auf die IL-12 Produktion zu reproduzieren. Die Untersuchung von IL-12-regulierenden Signalfaktoren ergab, dass der Suppression von IL-12 eine starke Inhibition der Bindeaktivität des Nukleären Faktors-kappaB (NF-kappaB) in DC vorausgeht. Im Gegensatz zur NF-kappaB Aktivität wurde die mRNA Expression von IRF-1 (interferon regulatory factor 1) oder des inhibitorischen Faktors SOCS1 (suppressor of cytokine signalling) nicht durch IL-6 verändert. IL-6-behandelte DC zeigten in gemischten allogenen Lymphozyten Reaktionen eine stark verminderte T-Zell-stimulatorische Kapazität und führten zu einer geringeren Sekretion des TH1 Zytokins Interferon gamma durch T-Zellen. Maligne, HPV-transformierte Keratinozyten vermitteln somit durch die gesteigerte Expression von IL-6 und TGFbeta immunsuppressive Effekte.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Persistent infection with human papillomavirus (HPV) is the main etiological factor for the development of cervical cancer. Cervical cancer cells produce high amounts of the cytokine interleukin-6 (IL-6) in vitro and in vivo. The presence of IL-6 positive tumor cells correlated with a poor prognosis of disease progression. HPV-positive cervical carcinoma cells showed only low autocrine IL-6 activity, like activation of the transcription factor STAT3 in vitro. This was due to the loss of the IL-6 receptor ligand binding chain gp80. Correspondingly, no in situ phospho-STAT3(Tyr705) activity was found in cervical carcinomas. Here we could show, that restoration of autocrine IL-6 signalling in HPV-positive carcinoma cells with soluble gp80 strongly sensitizes these cells to tumor necrosis factor alpha (TNFalpha)-mediated apoptosis. In addition the expression of the viral oncogene E7 was up-regulated in HPV-positive cells. Similar to IL-6, the functionally related cytokine Oncostatin M (OSM) activated STAT3, sensitized HPV-transformed keratinocytes to TNFalpha-mediated apoptosis and led to the up-regulation of E7. Both cytokines induced the STAT3-regulated transcription factor c-myc, known to sensitize to TNFalpha-mediated apoptosis. Both cytokines made these cells also susceptible to the chemotherapeutic actions of cisplatin and etoposide. An intact IL-6 signalling in HPV-positive cervical carcinoma cells thus creates a disadvantage to the tumor, which could explain the down-regulation of gp80 in these cells. Following progression from low grade to high grade cervical intraepithelial lesions, not only IL-6 expression is up-regulated but also a pronounced shift from TH1 to TH2 cytokines is observed within the tissue. Here we show that supernatants of cervical carcinoma cells, which contain IL-6 and TGFbeta (transforming growth factor beta) but no IL-10, suppress IL-12 production in dendritic cells (DC). IL-12 plays an essential role in mounting a TH1 response. Both IL-6 and TGFbeta were able to reproduce the effects of the carcinoma cell supernatants. Different signalling factors important for IL-12 regulation were investigated. Suppression of IL-12 was preceded by strong inhibition of nuclear factor-kappaB (NF-kappaB) binding activity in DC. In contrast to NF-kappaB activity, mRNA expression of interferon regulatory factor 1 (IRF-1) or the inhibitory factor SOCS1 (suppressor of cytokine signalling) was unaffected by IL-6. IL-6-treated DC showed a poor T cell stimulatory capacity in allogenic mixed lymphocyte reactions, which was accompanied by reduced secretion of the TH1 cytokine interferon gamma by T cells. Our data indicate that malignant, HPV-transformed keratinocytes mediate immunosuppression by up-regulating the cytokines IL-6 and TGFbeta.English
    Creators:
    CreatorsEmail
    Pahne, Jenniferjennifer.pahne@uk-koeln.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-18264
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Interleukin-6 , Zervixkarzinomzellen , dendritische ZellenGerman
    interleukin-6 , cervical carcinoma cells , dendritic cellsEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Virologie
    Language: German
    Date: 2006
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 30 May 2006
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 06 Sep 2006 13:50:51
    Referee
    NameAcademic Title
    Pfister, HerbertProf. Dr. Dr. h.c.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1826

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