title: Investigating the phagocytic function of innate immune cells in X-linked adrenoleukodystrophy
Creators: name: Kormout, Fanny
Publisher: name: :none
Year: 2024

description: X-chromosomale Adrenoleukodystrophie (X-ALD) ist eine seltene metabolische Erkrankung, deren Ursache Mutationen im ABCD1 Gen sind, welches für einen peroxisomalen ABC-Transporter kodiert. Die Funktion von ABCD1 liegt im Import von überlangkettigen gesättigten Fettsäuren in das peroxisomale Lumen, wo diese mittels peroxisomaler beta-Oxidation abgebaut werden. Entsprechend führt ein Verlust der ABCD1 Funktion zur Anreicherung von überlangkettigen Fettsäuren in Geweben und Körperflüssigkeiten von X-ALD Patienten. X-ALD zeichnet sich durch eine klinische Heterogenität des Krankheitsbildes aus, wobei die Grundausprägung Adrenomyeloneuropathie (AMN) ist, eine langsam voranschreitende, nicht-entzündliche Rückenmarksaxonopathie. Demgegenüber steht die zerebrale X-ALD (CALD), eine lebensbedrohliche und schnell voranschreitende Entzündung des Gehirns, bei welcher die Öffnung der Bluthirnschranke zur Infiltration peripherer Immunzellen führt, welche schließlich in Demyelinisierung und Neurodegeneration endet. Bisher ist die Therapie auf hämatopoetische Stammzelltransplantation oder Gentherapie reduziert, welche nur in frühen Stadien der Erkrankung greifen. Zellen des angeborenen Immunsystem, wie Makrophagen oder Mikroglia, welche normalerweise viel ABCD1 exprimieren, gehören zu den am stärksten betroffenen Immunzellen in Bezug auf die Anreicherung von überlangkettigen Fettsäuren, was sie zu interessanten Zielen für neue therapeutische Ansätze macht. Um dies zu bewerkstelligen ist es notwendig, exakt zu beschreiben, wie sich der Verlust von ABCD1 in Makrophagen und Mikroglia manifestiert. Aktuelle präliminäre Studien zeigen, dass primäre humane ABCD1 defiziente Makrophagen, welche aus zirkulierenden Monozyten von X-ALD Patienten differenziert wurden, ein gesteigertes phagozytisches Potential aufweisen, als jene von gesunden Menschen. Mit der vorliegenden Arbeit soll untersucht werden, ob dieses Phänomen auch bei Abcd1 defizienten Mausmikroglia besteht. Durch magnetische Trennung wurden primäre Mausmikroglia aus dem Gehirn adulter gesunder und X-ALD Mäuse isoliert und ihre Reinheit mittels FACS und RNA kontrolliert. Anschließend wurde das phagozytische Potential untersucht, indem die Aufnahme von Myelin, ebenfalls aus X-ALD Mäusen isoliert und mit pHrodo-Farbstoff gefärbt, durch die isolierten Zellen quantifiziert wurde. Durch die Quantifizierung des phagozytischen Potentials mittels “Incucyte Live Imaging” konnte festgestellt werden, dass die primären X-ALD Mausmikroglia eine höhere Myelinaufnahme aufweisen als ihre gesunden Äquivalente. Durch den Einsatz eines CD36 Inhibitors gelang es, die erhöhte Aufnahme in sowohl humanen Makrophagen als auch Mausmikroglia zu verringern. CD36 ist eine Fettsäuretranslokase für überlangkettige Fettsäuren, welche gleichzeitig der Signalweiterleitung dient und durch ein sterisch anspruchsvolles Ölsäurederivat (SSO) irreversibel gebunden wird. Durch SSO konnte in Mausmikroglia sogar eine Reduktion auf das Niveau der gesunden Zellen erreicht werden. In Summe zeigen unsere Ergebnisse, dass der Verlust von ABCD1 in Makrophagen und Mikroglia ein erhöhtes phagozytisches Potential nach sich zieht, welches durch SSO wieder normalisiert werden kann. In weiteren Studien gilt es festzustellen, inwiefern die Erhöhung des phagozytischen Potentials zur Entstehung der Neurodegeneration und Neuroinflammation beiträgt.