Inflammatory bowel disease (IBD) is a harmful autoimmune disease. In Germany alone about 320.000 people suffer from IBD where particularly ulcerative colitis (UC) patients face a high risk of developing intestinal cancer. It has been previously shown that especially an aberrant regulation of T cells drives the auto-inflammatory processes of IBD. In ulcerative colitis often Th2, Th9 and Th17 cells play a decisive role for its pathogenesis while in Crohn’s disease (CD) Th1 and Th17 cells are the main factors for its development. Since the IL-2 inducible tyrosine kinase (ITK) is a key player for the differentiation and function of Th2 and Th9 cells, this enzyme could play an important role in driving the pathogenesis of ulcerative colitis. Up to date there is no cure for IBD and the complexity of the numerous causalities involved in this disease makes it challenging to find one specific target to battle it. Nevertheless, in the last decades a lot of progress has been made and different medications have been discovered that on the one hand dampen the symptoms plus induce remission and on the other hand prolong the remission state in between the acute flares. One of those medications is the immunosuppressant Cyclosporin A (CsA). Although in the beginning it was used to treat patients who have received an organ transplantation, it was later also used in patients with UC. Interestingly, CsA only works in patients with UC but not in those with CD. Why CsA only functions selectively in IBD is not known. Furthermore, also the molecular mechanism behind that remains elusive. A possible explanation could be that CsA impacts an enzyme that is especially prominent in Th2 and Th9 cells rather than Th1 cells and therefore mostly expressed in UC patients. This led to the working hypothesis that CsA might impact the enzyme ITK in UC patients. Therefore, this study focuses on the mechanism of action of CsA as well as the role of ITK in the pathogenesis of IBD. During these studies it was found that ITK, as a potential molecular marker, is especially upregulated in patients with UC. Thus, ITK could serve as a possible target for new drugs. Furthermore, it could be revealed that CsA inhibits ITK function specifically in patients with ulcerative colitis as well as in Th2, Th9 and Th17 cells. The loss of ITK in murine experimental models of intestinal inflammation led to a protected phenotype. Besides ITK also the transcription factor NFATc2 plays a pivotal role in the pathogenesis of experimental colitis. Here it could be shown that the genetic knockout of NFATc2 leads not only to less inflammation in the colon but also to a reduced ITK activity propably due to a negative feedback loop. Lastly, it could be demonstrated that different approaches of blocking ITK activity led to less inflammation due to a higher apoptotic rate in colonic cells and a reduced secretion of pro-inflammatory cytokines. Taken together these results clearly demonstrate that on the one hand CsA executes its protective effect via the downregulation of ITK function and that on the other hand the inhibition of ITK either genetically or chemically reduces experimental inflammation. Therefore, ITK could be a promising target for future drug design leading to an enhanced outcome of IBD as well as to a better life quality for patients.

Chronisch entzündliche Darmerkrankungen (CED) stellen eine schwerwiegende Autoimmunerkrankung dar. Allein in Deutschland leiden rund 320.000 Menschen an CED, die insbesondere im Falle von Colitis ulcerosa (CU), auch zu Darmkrebs führen können. In vorhergehenden Studien konnte gezeigt werden, dass vor allem eine gestörte Regulierung von T-Zellen der Hauptgrund für die entzündlichen Prozesse bei CED ist. Während bei der Pathogenese von Morbus Crohn (MC) vor allem Th1 und Th17 Zellen eine wichtige Rolle spielen, sind bei Patienten mit Colitis ulcerosa oftmals Th2, Th9 und Th17 Zellen die entscheidenden Faktoren für deren Entstehung. Da die IL-2 induzierende Tyrosin Kinase (ITK) ein Schlüsselfaktor bei der Differenzierung und Funktion von Th2 und Th9 Zellen ist, könnte dieses Enzym auch eine entscheidende Rolle bei der Pathogenese von CU spielen. Nach heutigem Stand kann man CED noch nicht heilen und es gibt keine Medikamente, um CED ursächlich zu bekämpfen. Die Komplexität der multifaktoriellen Kausalitäten, die bei der Entstehung dieser Krankheit mitwirken, erschwert die Suche nach einem bestimmten Zielmolekül, mit dessen Blockierung man die Erkrankung bekämpfen könnte. Allerdings wurden in den letzten Jahrzehnten zahlreiche Behandlungsmethoden und Medikamente auf den Markt gebracht, um einerseits die Symptome zu bekämpfen sowie eine Remission zu induzieren und andererseits die Remissionserhaltung zwischen den Schüben zu verlängern. Eines dieser Medikamente ist das Immunsuppressivum Cyclosporin A (CsA). Obwohl anfänglich für Patienten mit Organtransplantationen benutzt, wurde es später auch bei Patienten mit CU eingesetzt. Interessanterweise, zeigt CsA nur bei CU Patienten eine positive Wirkung wohingegen es bei MC Patienten nicht anschlägt. Warum CsA bei CED nur selektiv wirkt ist nicht geklärt genauso wenig wie der molekulare Mechanismus, der dahintersteckt. Eine mögliche Erklärung wäre, dass CsA ein Enzym beeinflusst, dass vor allem in Th2 und Th9 Zellen, aber nicht in Th1 Zellen, und damit überwiegend in CU Patienten, auftritt. Das führte zu der Arbeitshypothese, dass CsA nur in CU Patienten auf das Enzym ITK wirkt. Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurde daraufhin der molekulare Wirkmechanismus von CsA in CU Patienten sowie die Rolle von ITK bei der Pathogenese von CED untersucht. In der vorliegenden Studie konnte herausgefunden werden, dass ITK als potenzieller molekularer Marker vor allem in Patienten mit CU hoch exprimiert ist. Daher könnte ITK ein mögliches Zielmolekül für zukünftige Therapieansätze sein. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass CsA die Funktion von ITK spezifisch in CU Patienten sowie in Th2, Th9 und Th17 Zellen inhibiert. Mit Hilfe von experimentellen Kolitis-Modellen in Mäusen, konnte gezeigt werden, dass die Defizienz von ITK zu einem nicht entzündeten Phänotyp führt. Neben ITK spielt auch der Transkriptionsfaktor NFATc2 eine wichtige Rolle bei der Pathogenese in den Kolitis-Modellen. Hier konnte herausgefunden werden, dass das Fehlen von NFATc2 nicht nur zu weniger Darmentzündungen, sondern auch, vermutlich mittels einer negativen Rückkopplungsschleife, zu einer verringerten Aktivität von ITK führt. Zu guter Letzt konnte mit Hilfe von Inhibitoren gezeigt werden, dass verschiedene Ansätze zur Blockierung der ITK Funktion in vivo zu einer verringerten Entzündung führen. Dies ist auf eine erhöhte Apoptoserate von Darmzellen und einer reduzierten Sezernierung von pro-entzündlichen Zytokinen zurückzuführen. Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse deutlich, dass CsA einerseits seinen protektiven Effekt mittels Reduzierung der Aktivität von ITK ausführt und andererseits, dass sowohl die gentechnische als auch die chemisch induzierte Blockierung von ITK zu einer verringerten Entzündung führt. Daher könnte ITK ein vielversprechendes Zielmolekül für künftige Medikamentenstudien sein, dessen Inhibierung zu einer verbesserten Lebenssituation für Patienten mit CED führen könnte.