Authors:	Weber, Michael
Title:	Immunregulatorische Mechanismen bei einer experimentellen akuten Graft-versus-Host-Disease
Online publication date:	6-Dec-2013
Year of first publication:	2013
Language:	german
Abstract:	Die allogene hämatopoetische Stammzelltransplantation ist bereits seit mehreren Jahrzehnten zur Therapie von Leukämien und anderen malignen Erkrankungen etabliert, aber ihre Effektivität wird durch Graft-versus-Host Reaktionen weiterhin deutlich eingeschränkt. Um die zu Grunde liegenden Mechanismen besser zu verstehen und Möglichkeiten zur Modulation zu untersuchen, wurden in dieser Arbeit verschiedene Ansätze verfolgt.rnRegulatorische T-Zellen sind in der Lage allogene T-Zell-Antworten, wie sie auch bei einer GvH-Erkrankung auftreten zu supprimieren. Es konnte gezeigt werden, dass dies unabhängig von Interleukin-10 geschieht, dafür jedoch ein kontaktabhängiger Mechanismus eine wichtige Rolle spielt. Dabei wird cAMP von Treg über Gap-Junctions in allogene Dendritische Zellen übertragen und deren Aktivierung dadurch verhindert. Versuche zur Modulation dieses Mechanismus mithilfe von Phosphodiesterase-Inhibitoren haben gezeigt, dass diese nicht nur die suppressiven Fähigkeiten von Treg verbessern, sondern ebenfalls direkt auf die T-Zellen einwirken, die schließlich die GvH-Erkrankung auslösen. Diese Ergebnisse konnten in vivo bestätigt werden und zeigen somit einen möglichen Ansatz hin zu einer kombinierten zellulären und pharmakologischen Therapie von GvH-Erkrankungen. Ein großer Vorteil dabei wäre, dass bereits eine Palette an PDE-Inhibitoren in der Klinik zur Verfügung steht.rnInterleukin-10 ist ein immunsuppressives und anti-inflammatorisches Zytokin, dem bei der Regulation des Immunsystems eine wichtige Rolle zukommt. Wie in dieser und anderen Arbeiten gezeigt, ist diese Funktion von IL-10 auch bei GvH-Erkrankungen essentiell. Ein Ziel war es daher, die Zellpopulationen, die für die Produktion des Zytokins verantwortlich sind, zu identifizieren. Mittels einer IL-10 Reporter-Maus konnten B-Zellen vom Spender, wie auch vom Empfänger als IL-10 Produzenten ausgemacht werden. Darüberhinaus zeigen die so gefundenen Zellen auch einen typischen Phänotyp für sog. immunregulatorische B-Zellen. Transplantationsexperimente mit Mäusen, die einen B-Zell-spezifischen Knock-out für IL-10 tragen, konnten die Relevanz der B Zellen als IL-10 Produzenten in vivo belegen.rnDendritische Zellen sind sehr potente Antigenpräsentierende Zellen und somit in der Lage GvH-Reaktionen zu induzieren. Überraschenderweise ist das Überleben von Versuchsmäusen, denen alle DC oder auch nur die BATF3-abhängige Subpopulation der CD8α+ DC fehlt, nicht besser als das des WT, sondern sogar deutlich schlechter. Dies geht einher mit entsprechenden Veränderungen im Zytokinmilieu der peripheren lymphatischen Organe. Bei Abwesenheit der CD8α+ DC sind die Zellen der mesenterialen Lymphknoten nach dem Konditionierungsprotokoll stärkere Stimulatoren für allogene T-Zell-Proliferation, was eine Erklärung für die stärkere GvH-Erkrankung ist. Eine Erklärung für diese Befunde liefert die verringerte Anzahl an Treg, die nach einer Transplantation in Abwesenheit der CD8α+ DC zu beobachten ist.rnDie aufgezeigten immunsupressiven Mechanismen stellen gute Ansatzpunkte dar, um GvH-Erkrankungen besser zu verstehen und damit die Effektivität der allogenen hämatopoetischen Stammzelltransplantation zu verbessern.rn Allogeneic hematopoietic stem cell transplantation has been in the clinic for decades, but the efficacy is still limited due to some major complications, namely Graft-versus-Host Disease. This thesis deals with different approaches to understand and modulate the underlying mechanisms.rnRegulatory T cells are potent suppressors of T cell activation during GvHD. The mechanism appears to be independent of IL-10 but dependent on cell-to-cell contact. Regulatory T cells transfer cAMP via Gap Junctions into allogeneic dendritic cells and thus prevent their activation. This can be modulated by Phosphodiesterase inhibitors that enhance the suppressive capacities of the Treg and, in addition, also reduce T cell proliferation directly. These findings could be confirmed in an in vivo experiment and therewith highlight the potential of a combined cellular and pharmacological therapy for GvHD. An important advantage would be that there are already PDE inhibitors in the clinic.rnInterleukine-10 is an immunosuppressive and anti-inflammatory cytokine, that plays a key role in immunregulation. As shown here and in previous publications, IL-10 is also essential in GvHD. One aim was to identify the cell populations contributing to IL-10 production. By using an IL-10 reporter mouse in an unbiased approach, B cells from donor as well as recipient origin could be identified as relevant sources. In addition, the IL-10 producers show the typical phenotype of immuoregulatory B cells. Further transplantation experiments with mice bearing a B cell specific IL-10 knock out confirmed the relevance of B cell derived IL-10.rnDendritic cells are well known as potent antigen presenting cells and subsequently are able to induce GvH reactions. Surprisingly, mice that lack all dendritic cells or even just the BATF3 dependent subpopulation of CD8α+ DC show a reduced survival after an allogeneic transplantation. Cells from mesenteric lymph nodes of preconditioned mice without CD8α+ DC are better stimulators for allogeneic T cell proliferation, what would be an explanation for the more severe GvHD. All this findings including the higher mortality of DC knock-out mice might by due to reduced numbers of Treg detected in the periphery.rnThe described immunosuppressive mechanisms provide new insights into GvHD and might help to overcome current limitations of allogeneic hematopoietic stem cell transplantation.rn
DDC:	540 Chemie 540 Chemistry and allied sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-1787
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-35848
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	106 S.
Appears in collections:	JGU-Publikationen