Molekulare Charakterisierung der stimulierenden Wirkung von verschiedenen Betulinformulierungen auf die antitumorale Aktivität von dendritischen Zellen mit besonderem Fokus auf die Produktion von Interleukin 12 und 23
Authors:   , Zych Kathrin 
Published: January 2025

Tumoren sind die zweithäufigste Todesursache in Deutschland. In den letzten Jahrzehnten wird deswegen intensiv an der Verbesserung bestehender und Etablierung neuer Therapien geforscht, da längst noch nicht alle Tumore heilbar sind. Ein breites Forschungsgebiet bildet hier die Immuntherapie. Mithilfe von intravenös zugeführten Therapeutika soll das eigene Immunsystem gestärkt werden, um gegen die Neoplasie vorzugehen. Hierbei spielen dendritische Zellen als Konnektor zwischen angeborener und adaptiver Immunabwehr eine wichtige Rolle. Sie sind Produzenten der proinflammatorischen Zytokine IL 12 und IL 23. IL 12 führt zu einer verstärkten zytotoxischen Aktivität von zytotoxischen T Zellen und NK Zellen und zu einer vermehrten IFN γ Produktion, was zur Hemmung des Tumorwachstums führt. IL 23 wiederum fördert das Tumorwachstum. Daher wäre eine Substanz, die einerseits zu einer gesteigerten IL 12 Sekretion und andererseits zu einer Suppression von IL 23 führt, nach Stand der aktuellen Forschung, ein vielversprechender Immunmodulator, welcher die Tumorprogression hemmt.
Aus diesem Grund wurde in dieser Doktorarbeit die immunmodulatorische Wirkung von Betulin, einem pentazyklisches Triterpen7, auf dendritische Zellen in Bezug auf die Produktion von IL 12 und IL 23 untersucht. Die bereits durch andere nachgewiesene gesteigerte IL 12 Produktion konnte auch in dieser Arbeit nachgewiesen werden. Des Weiteren konnte eine deutliche Suppression der IL 23 Produktion durch die Kostimulation mit Betulin nachgewiesen werden. Dies zeigte sich sowohl auf mRNA Ebene als auch auf Proteinebene. Beide Transkripte, die für die beiden Untereinheiten von IL 23 kodieren, konnten signifikant supprimiert werden. Mit diesen beiden Eigenschaften – Steigerung von IL 12 und Hemmung von IL 23 – erweist sich Betulin als vielversprechender Immunmodulator.
Betulin ist eine sehr hydrophobe Substanz. Dies könnte aufgrund der Tatsache, dass der menschliche Körper zu sehr großen Teilen aus Wasser besteht, eine mögliche Wirksamkeitseinschränkung dieses Immunmodulators bedeuten. Daher wurden β und γ Cyclodextrin, zwei zyklische Oligosaccharide, und eine Nanoemulsion aus Leinsamenöl als mögliche Transporter untersucht. β Cyclodextrin und Leinsamenöl erwiesen sich als ungeeignet. Der Komplex aus γ Cyclodextrin und Betulin konnte jedoch eine noch stärkere Steigerung der IL 12 Produktion und eine noch effektivere Suppression von IL 23 als Betulin allein erzielen. Dies unterstreicht nochmals die Relevanz von Betulin als Therapeutikum.
Auf der Suche nach dem Target von Betulin wurde MK2, ein p38 Substrat im MAPK Signalweg, untersucht. Dies erfolgte unter Verwendung von MK2 KO Mäusen vs. WT Mäusen und des MK2 Inhibitors PF 3644022 hydrate. Die Ergebnisse ließen darauf schließen, dass MK2 nicht das gesuchte Target von Betulin ist, jedoch ist nicht ausgeschlossen, dass dieses im MAPK Signalweg liegt.
Die Untersuchung des Einflusses von Betulin auf die Zusammensetzung der Oberflächenmoleküle auf dendritischen Zellen zeigte keinen relevanten Einfluss auf die Moleküle CD80, CD86, PD L1 und PD L2.
Durch die Ergebnisse dieser Arbeit erwies sich Betulin in vitro als potenter Immunmodulator in Richtung einer tumorhemmenden Veränderung der Zytokine IL 12 und IL 23, welcher in γ Cyclodextrin als Transporter seine Wirkung noch verstärken konnte. Da Ergebnisse von in vitro Versuchen im Mausmodell nicht eins zu eins auf den Menschen übertragbar sind, sind noch weitere Untersuchungen notwendig um die Wirksamkeit von Betulin als Immunmodulator auch im humanen Kontext abschließend klären zu können.