Zielstruktur von Methotrexat identifiziert

Als Basistherapeutikum zur Behandlung einer rheumatoiden Arthritis (RA) ist MTX unverzichtbar. Obwohl der Folsäureantagonist in dieser Indikation seit Langem einen festen Platz in der Therapie einnimmt, sind seine genauen, über die Antifolat-Aktivität hinausgehenden Wirkmechanismen noch weitgehend unbekannt.

Einer Gruppe um Dr. Kensuke Suga von der Universität Chiba in Japan gelang es nun, TP63 als das Gen zu identifizieren, das durch eine MTX-Behandlung am stärksten herunterreguliert wird. Die Forschenden hatten DNA-Microarray-Analysen von CD4⁺-T-Zellen gemacht, die sie von RA-Patienten vor und nach einer MTX-Behandlung isoliert hatten. Die interessanten Ergebnisse ihrer Arbeit veröffentlichten sie jetzt online in Band 8 der Zeitschrift »JCI Insight«.

TAp63 ist eine Isoform von TP63, das seinerseits ein Homologes des Tumorsuppressorgens p53 ist. Im Gegensatz zu TP63 ist TAp63 mit einer zusätzlichen N-terminalen Transaktivierungsdomäne verbunden. In humanen und murinen IL-17-produzierenden T-Helferzellen (Th17) wird TAp63 stark exprimiert. Diese hohe Expression wird in vitro durch MTX unterdrückt. Im Gegensatz dazu wird TAp63 in regulatorischen T-Zellen (Treg) aus dem Thymus der Maus nur schwach exprimiert.

Bereits seit Längerem wird angenommen, dass CD4⁺-Zellen bei der Entwicklung von RA eine Rolle spielen. Insbesondere scheint die Kontrolle des Gleichgewichts zwischen der Aktivierung von Th17- und Treg-Zellen von Bedeutung zu sein. Es wird vermutet, dass MTX das Gleichgewischt zwischen den verschiedenen CD4⁺-T-Zellen beeinflusst, indem es die Th17-Aktivität unterdrückt und die der Treg-Zellen anhebt.

Die japanischen Forschenden zeigen jetzt anhand von RNA-Sequenzanalysen von menschlichen Th17-Zellen, dass diese TAp63 überexprimieren. In Zellen, in denen TAp63 herabreguliert war (TAp63-Knockdown-Zellen) und die daher nur wenig TAp63-Protein bilden können, ließ sich indirekt der Transkriptionsfaktor FOXP3 als ein mögliches TAp63-Zielgen identifizieren. Denn in diesen Zellen ist FOXP3 stark exprimiert, ähnlich wie in intakten Th17-Zellen, die mit MTX behandelt werden.

Die Inaktivierung von TAp63 in CD4⁺-T-Zellen, die unter Th17-Bedingungen mit niedrig dosiertem IL-6 kultiviert wurden, führte zu einer Aktivierung der Foxp3-Expression. Dies deutet darauf hin, dass tatsächlich TAp63 bei der Kontrolle des Gleichgewichts zwischen Th17- und Treg-Zellen beteiligt ist.

Mechanistisch gesehen fördert der Knockdown von TAp63 in induzierten Treg-Zellen (iTreg-Zellen) der Maus die Hypomethylierung der konservierten nicht kodierenden Sequenz 2 (CNS2) des Foxp3-Gens und verstärkt die immunsuppressive Funktion der iTreg-Zellen.

Mittels Reportergen-Analysen konnten die Forschenden zeigen, dass TAp63 tatsächlich die Aktivierung des Foxp3-CNS2-Enhancers unterdrückt, indem es an die Enhancer-Region bindet und so die Funktion des Enhancers inaktiviert. Das wäre eine plausible Erklärung dafür, dass über TAp63 die Foxp3-Expression gehemmt und so die Autoimmunarthritis verschlimmert wird.

»Wir wollten ein Profil der Genexpression vor und nach der MTX-Behandlung erstellen, weil bereits seit Längerem vermutet wird, dass das Medikament auf CD4⁺-T-Zellen abzielt und wenig über seine Auswirkungen auf die Genexpression bei Patienten mit aktiver RA bekannt ist«, erklärt Professor Dr. Akira Suto, einer der Seniorautoren der Arbeit, in einer Pressemitteilung.

Die Ergebnisse der Arbeit offenbaren einen neuen Mechanismus, über den MTX seine positive Wirkung bei der Eindämmung einer RA entfaltet. Gleichzeitig bietet sich nun TAp63 als eine neue Zielstruktur an, um das Gleichgewicht zwischen Th17- und Treg- Zellen bei RA-Patienten in Richtung Treg-Zellen zu verschieben, um so die Autoimmun-RA zu begrenzen.