Calcium signaling in T-cells from human intestinal mucosa: Characterization, regulation and functional importance including the role for IBD (Intestinal Bowel Disease)
Final Report Abstract
Immunzellen im Darm vermehren sich bei einer chronischen Entzündung des Darms sehr stark. Diese Vermehrung trägt zum chronischen Charakter der Entzündung der Darmerkrankung bei. Ca2+-Signale sind in Immunzellen an deren Vermehrung und Aktivierung beteiligt. Unsere Untersuchungen sind bislang die einzigen zur detaillierten Charakterisierung der Ca2+-Signale in Immunzellen aus gesundem und entzündetem Darmgewebe. Sie liefern eine mögliche kausale Erklärung der übermäßigen Vermehrung von Lymphozyten während der entzündlicher Prozesse im Darm von Mensch und Maus und erklären gleichzeitig die immunologische „Toleranz" des Darmgewebes gegenüber harmlosen Nahrungsbestandteilen. An ein besseres Verständnis dafür, welche pathophysiologische Bedeutung den Ca2+-Signalen bei der Entstehung des fehlgeleiteten Entzündungsprozesses zukommt, knüpft sich auch die Hoffnung auf die Entwicklung neuer Therapiestrategien. So wäre beispielsweise durch ein pharmakologisches Eingreifen in pathologisch veränderte Ca2+-Ströme ein positiver Effekt auf den Krankheitsverlauf denkbar. Insbesondere die von uns untersuchten T-Lymphozyten könnten dabei geeignete Ziele für ein derartiges immunmodulatorisches Vorgehen darstellen, da sie entscheidenden Anteil an der Koordinierung des Entzündungsgeschehens tragen. Das Projekt hat unsere Arbeitshypothese bestätigt, dass Ca2+-Signale an entzündlichen Prozessen im Darm beteiligt sein könnten. Überraschend für uns war, wie stark die Vermehrung von Immunzellen von der Amplitude der Ca2+-Signale abhängt. Praktisch kann man die Immunantwort in ihrer Stärke im gesamten Bereich durch die intrazelluläre Ca2+-Konzentration kontrollieren. Alexander Schwarz und Eberhard Tutsch haben für Ihre Arbeit im Rahmen des DFG-Projektes den „Homburger Wissenschaftspreis" 2005 bekommen. Darüber wurde in der Saarbrücker Zeitung sowie in universitätsinternen Zeitschriften berichtet.
Publications
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(2004). Ca2+ signaling in identified lymphocytes from human intestine: relation to hyporeactivity, proliferation, and inflammatory bowel disease. J. Biol Chem. 279, 5641-5647
Schwarz A, Tutsch E, Ludwig B, Schwarz EC, Stallmach A & Hoth M
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(2004). Two-photon analysis of calcium signals in T-lymphocytes of intact human intestine. Eur. J. Immunol 34, 3477-3484
Tutsch E, Griesemer D, Schwarz A, Stallmach A & Hoth M
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(2006). CRAC calcium channels as signal transducers in T-cells. Signal Transduction 6, 233-239
Griesemer D, Löffler B, Kummerow C, Quintana A, Schwarz EC & Hoth M
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(2007). T cell activation requires mitochondrial translocation to the immunological synapse. Proc. Natl. Acad Sci. U.S.A. 104, 14418-14426
Quintana A, Schwindling C, Wenning A, Becherer U, Rettig J, Schwarz EC & Hoth M
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(2007). The calcium dependence of T-cell proliferation and apoptosis. Eur. J. Immunol. 37,2723-2731
Schwarz EC, Kummerow C, Wenning AS, Wagner K, Waggershauser K, Griesemer D, Strauß B, Wolfs M-J, Quintana A & Hoth M
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(2007). TRP channels in lymphocytes. Handbook of Pharmacology. 179, 445-456
Schwarz EC, Wolfs M-J, Tonner, S, Wenning AS, Quintana A, Griesemer D & Hoth M
