Analyse der auslösenden Faktoren einer Autoimmunerkrankung

Bei der Hashimoto Thyreoiditis handelt es sich um eine chronische entzündliche Autoimmunkrankheit der Schilddrüse, Sie ist gekennzeichnet durch die Infiltration des Organs mit Lymphozyten, Plasmazellen und Makrophagen, wodurch der normale follikuläre Aufbau der Drüse und ihre Funktion weitestgehend verloren gehen. Die Erkrankung tritt am häufigsten bei Frauen zwischen dem 30, und 50, Lebensjahr auf. Für diese Autoimmunerkrankung stellt der Obese Stamm (OS) des Huhnes in klinischer, histologischer, immunologischer und endokrinologischer Hinsicht ein ausgezeichnetes Modell dar. Im Unterschied zum Menschen kommt es bei Obese Hühnern schon nach 7 bis 10 Tagen zur ersten Infiltration der Schilddrüse mit mononukleären Zellen. Dieses kurze Intervall zwischen Schlupf und erster Infiltration spricht dafür, daß genetische Faktoren eine weitaus wichtigere Rolle bei der Pathogenese spielen als Einflüsse aus der Umwelt. Die spontane autoimmune Thyreoiditis wird beim OS Huhn von fünf Genen kontrolliert. Unsere bisherigen Experimente haben die Wichtigkeit von TCR 2 und CD4+ Lymphozyten und Makrophagen bei der Entstehung der Erkrankung nachgewiesen, Die Makrophagen repräsentieren auch die erste infiltrierende Zellpopulation in Schilddrüsen von OS Kücken. Im dargestellten Projekt soll sowohl die Rolle von Makrophagen im Anfangsstadium der Autoimmunitaet als auch ihre Wechselbeziehung mit Lymphozyten aufgeklärt und die genetische Kontrolle verschiedener Eigenschaften des Immunsystems untersucht werden. Zur Analyse der Initiationsphase der Autoimmunität dienen die Charakterisierung von Eigenschaften von Monozyten / Makrophagen, die in vivo Behandlung von Kücken mit monoklonalen Antikörpern gegen Makrophagen, Transferexperimente von Immunzellen und die Bestimmung der Aktivierungsstufe von Makrophagen in situ (an Schilddrüsen-Schnitten). Aufgrund der Bedeutung der Obese Hühner als Modell für die Autoimmunthyreoiditis beim Menschen werden die Ergebnisse dieser Untersuchungen sicher zum Verständnis der Pathogenese der Erkrankung beitragen. Eine Behandlung von Hashimoto Patienten wird inzwischen zwar durchgeführt, genauere Erkenntnisse über die auslösenden Faktoren könnten jedoch ein früheres, wenn nicht gar prophylaktisches Eingreifen ermöglichen.

Hashimotos Thyroiditis ist eine typisch humane, organspezifische Autoimmun-erkrankung, die gehäuft bei Frauen im Alter zwischen 30 und 50 Jahren auftritt. Die Hühner-Zuchtlinie "Obese Strain" (OS) ist ein exzellentes Modell für diese humane Erkrankung und zwar in klinischer, histologischer, immunologischer und endokrinologischer Hinsicht. Alle Kücken dieser Zuchtlinie entwickeln auf Grund einer spontan auftretenden autoimmunen Thyroiditis (SAT) Symptome von Hypothyroiditis. Charakteristisch dafür ist die massive Infiltration der Schilddrüse durch mononukleäre Zellen, die schon sieben Tage nach Schlupf beginnt. Der Schwerpunkt unserer Experimente lag auf der Analyse des Beginns von SAT, wobei wir uns sowohl immunbiologischer als auch molekularbiologischer Methoden bedienten. Während einer Immunantwort werden Zytokine (von Zellen gebildete Eiweißstoffe) produziert, die zur Kommunikation zwischen den Zellen dienen und deren Antwort regulieren. Der Fortschritt in der Typisierung der Zytokine beim Geflügel, ermöglicht es uns, ihre Rolle bei der Immunantwort gegen körpereigene Zellen im Kücken-Modell zu analysieren. Information über Gen- Struktur macht es möglich, mit der Echtzeit quantitativen RT-PCR die mRNA Spiegel spezifisch zu quantifizieren. Mit dieser Methode wurde bei OS-Tieren 7 Tage nach Schlupf die Rolle der Zytokine bei der Infiltration der Schilddrüse durch Lymphozyten untersucht. In Schilddrüsen von OS-Kücken und gesunden Kontrolltieren (CB) wurde im Embryo (vor Schlupf; E20), 3 und 5 Tage nach Schlupf die Expression folgender Zytokine untersucht: IFN-gamma, IL-1 beta, IL-2, IL-6, IL-8, IL-15 und IL-18. Alle untersuchten Zytokine waren zumindest zu bestimmten Zeiten bei den OS-Tieren hochgeregelt. Einzig IL-15 war zu allen untersuchten Zeitpunkten hochreguliert. Dies könnte die allgemeine Überreaktion des Immunsystems von OS-Kücken erklären und könnte ein treibender Faktor bei der Infiltration der Schilddrüse durch Lymphozyten sein. Die genetische Regulation von SAT untersuchten wir durch Kreuzung der erkrankten OS-Tiere mit gesunden Inzuchthühnern der Linie CB. Als Nachweis der Krankheit diente die Infiltration der Schilddrüse mit mononukleären Zellen. So konnten wir die Existenz eines rezessiven Gens, das die Anfälligkeit der Schilddrüse für eine autoimmune Reaktion regelt, bestätigen. Aus der Anzahl der Nachkommen mit infiltrierten Schilddrüsen beim Rückkreuzen und in den F2 Generationen, schließen wir auf ein oder zwei zusätzliche dominante Gene, die für die abnorme Reaktion des Immunsystem verantwortlich sind. Im Gesamten sind es maximal drei Gene, die die SAT in OS-Tieren regeln. Mit Hilfe der "suppression substractive hybridisation" von RNA, die aus Schilddrüsen von 3-Tage alten Tieren der OS und CB Linien gewonnen wurde, identifizierten wir krankheitsspezifische Transkripte, die für den Beginn der Krankheit verantwortlich sind. Es konnte eine Mischung aus Fragmenten unterschiedlicher Länge (300 bp bis 1,5 kb) isoliert werden. Im Gesamten wurden 768 Klone untersucht und davon wurden 9 sequenziert. Vier der sequenzierten Klone sind unbekannte Sequenzen. Zwei sind spezifisch für OS-Tiere und gehören zu Genen von endogenen Viren von Geflügel ((ev)-1, -3 und-6). Zwei weitere der Schilddrüsen spezifischen Klone zeigten eine signifikante Anlagerung an humanes Thyreoglobulin und ein weiterer an humanes coatemer Protein. Um die Funktion dieser Transkripte zu analysieren sind weitere Experimente notwendig. Die identifizierten Sequenzen, die für die autoimmune Erkrankung spezifisch sind, könnten für ein vergleichendes Screening des humanen Genoms verwendet werden und so eventuelle Prädispositionen für die Hashimotos Thyroiditis aufdecken. Eine Diät mit herabgesetztem Jodgehalt könnte dann zumindest den Schweregrad der Erkrankung lindern.