Einfluss reaktiver Sauerstoffspezies und NF-κB-abhängiger Signalwege auf die kontaktallergische Reaktion der Haut

Die Dissertation ist gesperrt bis zum 25. Juli 2025 !In der hier vorliegenden Promotionsarbeit wurde der Einfluss von verschiedenen ROS/RNS-Quellen sowie die Rolle des klassischen und alternativen NF-κB-Signalwegs auf die akute und chronische Hapten-induzierte Kontaktallergie unter-sucht. Die Optical Imaging und DHR-FACS Analysen zeigten, dass NOX2 und MPO die dominierenden ROS-Quellen während der akuten und chronischen Kontaktallergie sind, während die iNOS- und NOX4-abhängige ROS/RNS-Produktion eine eher vernachlässigbare Rolle spielen. Die Defizienz der einzelnen ROS/RNS Quellen hatte jedoch keine richtungsweisende klinische Relevanz auf den Verlauf der akuten und chronischen Kontaktallergie. Sowohl die Ohrschwellungsreaktion, die histopathologischen und immunhistochemischen Analysen des Immunzellinfiltrats als auch die genomische Expression von pro-inflammatorischen Mediatoren zeigten nur sehr diskrete Unterschiede zwischen den gp91phox-/-, MPO-/-, iNOS-/- und Wildtyp-Mäusen auf. Ex-vivo Analysen der entzündlichen Ohren von gp91phox-/-, MPO-/-, iN-OS-/- Wildtyp-Mäusen zeigten während der chronischen Kontaktallergie einen ähn-lichen oxidativen Stress (Lipidperoxidation und DNA-Oxidation) sowie ein annä-hernd identisches Metaboliten-Profil was auf Kompensationsmechanismen schlie-ßen lässt. Weitere Untersuchungen der NOX4-/- und NRF2-/- Mäuse sowie antioxida-tive Therapieansätze mit Vitamin E und mitoTEMPO hatten ebenfalls kaum Einfluss auf die akute und chronische Kontaktallergie. Zusammenfassend demonstrieren die Ergebnisse in der hier vorliegenden Dissertation, dass ROS/RNS eine eher un-tergeordnete Rolle im Verlauf der akuten und chronischen Kotaktallergie spielen und die Depletion einer ROS/RNS-Quelle vermutlich durch die verstärkte Expressi-on oder Aktivität anderer ROS/RNS-Quellen kompensiert werden könnte. Dies wür-de auch das Scheitern von Therapien mit Antioxidantien in klinischen Studien er-klären. Demzufolge scheint für effiziente ROS/RNS-basierte Therapieansätze die simultane kombinierte Blockade mehrerer ROS/RNS-Quellen ein vielversprechen-der innovativer therapeutischer Ansatz zu sein. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse dieser Dissertationsschrift eine ausgeprägte NET-Bildung in den entzündlichen kontaktallergischen Ohren unabhängig von der Anwesenheit von ROS/RNS. Weiterführende Untersuchungen von PAD4-/- Mäusen zeigten eine reduzierte NET-Bildung im Vergleich zu den Wildtyp-Mäusen, dies hat-te jedoch kaum Einfluss auf den Verlauf der akuten und chronischen Kontaktaller-gie. Zudem wurde in der hier vorliegenden Promotionsarbeit der Einfluss des klassi-schen und alternativen NF-κB-Signalwegs auf den Verlauf der akuten und chroni-schen TNCB-induzierten Kontaktallergie untersucht. In vivo und ex-vivo Untersu-chungen der NF-κB1-/- und NF-κB2-/- Mäuse zeigten, dass die Blockade des klassi-schen oder alternativen NF-κB-Signalwegs nur einen geringen Einfluss auf den Verlauf der akuten Kontaktallergie hat. Dagegen konnte im Rahmen der hier vorlie-genden Arbeit gezeigt werden, dass der alternative NF-κB-Signalweg essentiell für die Entwicklung einer chronischen Kontaktallergie ist. Denn die entzündlichen Oh-ren von NF-κB2-/- Mäusen mit chronischer Kontaktallergie zeigten im Vergleich zu den Ohren von Wildtyp-Mäusen eine signifikant reduzierte Ohrschwellungsreaktion einhergehend mit einer verringerten Hyperkeratose und Akanthose, einem reduzier-ten Immunzellinfiltrat und einer verringerten Expression von pro-inflammatorischen Mediatoren. Zudem zeigten die Ohren von NF-κB2-/- Mäusen mit chronischer Kon-taktallergie eine signifikant verringerte Expression von Chemokinen, endothelialen Adhäsionsmolekülen, pro-angiogenen Mediatoren und eine deutlich verringerte Anzahl an Blutgefäßen. Zusammenfassend führt eine Inhibition des alternativen NF-κB-Signalwegs zu einer signifikant reduzierten Entzündungsreaktion, Chemotaxis Expression von endothelialer Adhäsionsmoleküle, Angiogenese und hieraus resultierend zu einer signifikant verringerten Einwanderung von Leukozy-ten wie T Zellen, Neutrophilen und Makrophagen in die entzündlichen Ohren mit chronischer Kontaktallergiereaktion. Folglich könnte die pharmakologische Inhibiti-on des alternativen NF-κB-Signalwegs einen vielversprechenden neuen Therapie-ansatz zur lokalen als auch systemischen Therapie von T-Zell-mediierten Autoim-munerkrankungen, wie der Psoriasis vulgaris, der Colitis ulcerosa oder der rheu-matoiden Arthritis darstellen

Acute and chronic inflammation alter immunometabolism in a cutaneous delayed-type hypersensitivity reaction (DTHR) mouse model

T-cell-driven immune responses are responsible for several autoimmune disorders, such as psoriasis vulgaris and rheumatoid arthritis. Identification of metabolic signatures in inflamed tissues is needed to facilitate novel and individualised therapeutic developments. Here we show the temporal metabolic dynamics of T-cell-driven inflammation characterised by nuclear magnetic resonance spectroscopy-based metabolomics, histopathology and immunohistochemistry in acute and chronic cutaneous delayed-type hypersensitivity reaction (DTHR). During acute DTHR, an increase in glutathione and glutathione disulfide is consistent with the ear swelling response and degree of neutrophilic infiltration, while taurine and ascorbate dominate the chronic phase, suggesting a switch in redox metabolism. Lowered amino acids, an increase in cell membrane repair-related metabolites and infiltration of T cells and macrophages further characterise chronic DTHR. Acute and chronic cutaneous DTHR can be distinguished by characteristic metabolic patterns associated with individual inflammatory pathways providing knowledge that will aid target discovery of specialised therapeutics

Slc7a11/xCT mediated ferroptosis repression in dermal fibroblasts promotes cutaneous fibrosis

Here we demonstrate that the Slc7a11/xCT pathway, which represses iron-dependent cell death (ferroptosis) by preventing reactive oxygen species-mediated lipid peroxidation, is upregulated in dermal fibroblasts in SSc patients and in a mouse model of oxidative stress-induced skin fibrosis. We observe that deficiency or inhibition of Slc7a11 prevents fibrosis and collagen accumulation. We further show that SSc dermal fibroblasts counteract ferroptosis by reducing the intracellular Fe2+ pool through enhanced ferritin storage thereby reducing lipid ROS sensitivity and lipid peroxidation. In line, SSc patients had low plasma iron levels and transferrin saturation rates and their fibroblasts contained less labile Fe2+ and showed less lipid peroxidation compared to healthy fibroblasts.</p