Wirkungsmechanismus von Azathioprin: 6-Thio-GTP vermittelte Vav Blockade hemmt ERM Dephosphorylierung in T Lymphozyten

Das Immunsuppressivum Azathioprin, dessen Wirkungsmechanismus trotz breitem klinischem Einsatzes noch sehr unvollständig verstanden ist, induziert in humanen, mit CD28 kostimulierten CD4+ T Lymphozyten Apoptose. Die ursprünglich antiapoptotischen Effekte der CD28 Kostimulation werden durch Azathioprin in Richtung Apoptoseinduktion verschoben, wobei der eigentliche Angriffspunkt des Azathioprins in der CD28 vermittelten Signalkaskade die GTPase Rac ist. Durch Metabolisierung aus Azathioprin entstandenes Thio-GTP führt dazu, dass weniger aktiviertes GTP-gebundenes Rac in den Azathioprin behandelten T Zellen vorliegt.

Hieraus ergeben sich die Fragen, ob der beobachtete Effekt von Azathioprin spezifisch für die GTPase Rac ist und durch welchen Mechanismus es dem Thio-GTP möglich ist, die Aktivierung von Rac zu inhibieren.

Mittels Rac-, Rho- und Cdc42- Aktivierungs-Assays mit Extrakten aus 6-Mercaptopurin behandelten T Lymphozyten konnte gezeigt werden, dass die intrazelluläre Menge an GTP-gebundenem Rho und Cdc42 im Gegensatz zu Rac von der 6-Mercaptopurinbehandlung unbeeinflusst bleibt. Es besteht also eine relative Spezifität des Thio-GTPs für Rac.

Immunprezipitationen zeigten nach Behandlung der Zellen mit 6-Mercaptopurin eine geringere Bindung von Rac an Vav, das den GDP/GTP Austausch von Rac vermittelt. Die Bindung von Rho an Vav blieb dagegen von Azathioprin unbeeinflusst. Thio-GTP erschwert also den GDP/GTP Austausch am Rac.

Die Azathioprin vermittelte Blockade von Vav zeigt außerdem einen Effekt auf Ebene des Zytoskeletts. In Facs-Analysen zeigten 6-Mercaptopurin behandelte T Lymphozyten nach einer CD3/CD28 Kostimulation nur in geringem Maße eine Inaktivierung des Zytoskelettproteins Ezrin-Radixin-Moesin (ERM). Die Inaktivierung von ERM ermöglicht die Ausbildung der sogenannten immunologischen Synapse, die essentiell für den Kontakt zwischen T Lymphozyten und antigenpräsentierenden Zellen ist. Diese Störung der Ausbildung der immunologischen Synapse ist also ein weiterer wichtiger Effekt von Azathioprin in T Lymphozyten.

Key words

6-Mercaptopurin - Azathioprin - Rac - Thio-GTP - Vav