Medizinpreisträger 2018
„Entwicklung eines proteolytischen Reportersystems für das Inflammasom“
Dr. Eva Sarah Bartok und Professor Dr. Andreas Hoeft
Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines neuen Systems flir die in vitro und in vivo Überwachung von
lnflammasomaktivierung. lnflammasome sind multimolekulare Proteinkomplexe des angeborenen
Immunsystems, deren Bildung zur Aktivierung und Freisetzung von proinflammatorischen Mediatoren
fUhren, unter anderen zur proteelytischen Reifung und Sezemierung des endogenen Pyrogens prolnterleukin-
lß. Inflammasomaktivierung ist unerlässlich flir die Immunerkennung und Beseitigung von
vielen Bakterien, Viren und Pilzen und zugleich ein maßgeblicher Treiber der Autoinflammation im
Rahmen chronischer Erkrankungen wie Morbus Alzheimer, Typ-11 Diabetes, Gicht, und Atherosklerose.
Daher ist ein besseres Verständnis davon, wie lnflammasomaktivierung kontrolliert eingesetzt, moduliert
und gegebenenfalls inhibiert werden kann von großer klinischer Bedeutung.
Die Messung von lnflammasomaktivität stellt jedoch eine besondere Herausforderung dar. Während
andere Teile des Immunsystems die de novo Herstellung von Zytokinen induzieren und gut durch
transkriptioneHe Reportersysteme erfasst werden können, fUhrt Inflammasomaktivierung lediglich zu
einer Neuordnung oder Spaltung von bereits vorhandenen Molekülen, was ihre Messung deutlich
erschwert. Daher war der Ansatz dieser Arbeit, ein proteinbasiertes Reporterkonstrukt für die
Sezemierung von IL-1 ß zu entwickeln und einzusetzen. Fusionsproteine aus n-terminalem pro-IL-1 ß und
unterschiedlichen c-terminalen Reporterproteinen wurden konstruiert, um das mature, sezernierte IL-1 ß
anhand des verbundenen Reporterproteins im zellulären Überstand zu messen. Überraschenderweise
wurde aber festgestellt, dass das Fusionskonstrukt aus pro-IL-1 ß und Gaussia Luciferase, einer Luciferase
des marinen Ruderfußkrebses Gaussia princeps, zunächst keine Luciferase-Aktivität zeigte, jedoch nach
Spaltung von pro-JL-Jß durch lnflammasomaktivierung aktiv wurde. Daher konnte pro IL-lß-Giuc
(iGLuc) als ein proteolytischer Reporter flir lnflammasomaktivität eingesetzt werden.
Die in dieser Arbeit entwickelten Techniken bieten neue Ansätze zur in vitro und in vivo Untersuchung
von lnflammasomaktivierung. In nachfolgenden Arbeiten wurde der iGiuc Reporter bereits erfolgreich
eingesetzt, um das therapeutische Potential von lnflammasominhibition bei Adenin-Kristallopathie im
Mausmodell zu überprilfen sowie flir Hochdurchsatzscreenings in Kollaboration mit dem DZIF, und das
neue Reportersystem wird hoffentlich auch in der Zukunft eine breite Anwendung finden.
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