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Authors: Höhn, Yvonne
Title: Inhibition allergenspezifischer Immunantworten im Mausmodell der Typ-I Allergie nach biolistischer Vakzinierung mit allergenkodierenden Plasmiden in Kombination mit für immunmodulatorische Moleküle kodierender Plasmid-DNA
Online publication date: 20-Jun-2012
Year of first publication: 2012
Language: german
Abstract: Die Induktion von Toleranz spielt bei der Inhibition allergischer Immunreaktionen eine wichtige Rolle. Hierbei ist die Induktion regulatorischer T Zellen (Treg) von großer Bedeutung. Da zu einer erfolgreichen Behandlung von allergischen Erkrankungen bisher nur wenige Therapiemöglichkeiten zur Verfügung stehen wie die spezifische Immuntherapie (SIT), die allerdings nicht immer zum Erfolg führt, ist es wichtig neue Therapieformen zu entwickeln. rnIn dieser Arbeit wurde daher die biolistische DNA-Immunisierung mit Kombinations-Vakzinen bestehend aus einem allergenkodierenden Plasmid (βGalaktosidase (βGal)) in Kombination mit einem Plasmid, welches für ein immunmodulatorisches Molekül kodiert (Indolamin-2,3-Dioxygenase (IDO), Transforming Growth Factor beta (TGF-β) oder Interleukin-10 (IL-10)), durchgeführt und im Mausmodell der allergeninduzierten IgE-vermittelten Atemwegsinflammation auf ihre Wirksamkeit untersucht. Die Expression des Allergens zusammen mit dem immunregulatorischen Molekül in transfizierten Dendritischen Zellen (DCs) sollte zu einer Induktion von Treg führen und somit eine Suppression der Immunantwort bewirken. rnIn den Versuchen wurde zunächst der Effekt einer Transgenexpression unter der Kontrolle des ubiquitären CMV-Promotors mit dem der Transgenexpression unter der Kontrolle des Fascin-Promotors, der eine Genxpression spezifisch in DCs erlaubt, verglichen. Hierbei stellte sich heraus, dass es wichtig ist die Expression des Antigens mit Hilfe des Fascin-Promotors auf DCs zu beschränken. Einzig in diesem Fall konnte nach der Vakzinierung ein inhibitorischer Effekt auf die Entwicklung einer Atemwegshyperreaktivität durch Expression des Immunmodulatoren IDO beobachtet werden. Es zeigte sich auch, dass es von Vorteil ist, wenn das immunregulatorische Molekül unter Verwendung des CMV-Promotors in allen transfizierten Zellen exprimiert wird. Dies bewirkt, dass IDO in ausreichenden Konzentrationen vorhanden ist. rnDie Expression von βGal unter der Kontrolle des Fascin-Promotors (pFascin-βGal) in Kombination mit der Expression der Moleküle IL-10, TGF-β oder IDO unter Kontrolle des CMV-Promotors (pCMV-IL-10, pCMV-TGFβ, pCMV-IDO) bewirkte eine Immunsupprimierung, die sich in einer inhibierten Produktion antigenspezifischer Antikörper, einer verminderten Zytokin-Produktion, einer reduzierten Induktion zytotoxischer T-Zellen und in einer Inhibition der allergeninduzierten Atemwegshyperreaktivität zeigte, im Vergleich zu einer Vakzinierung mit pFascin-βGal in Kombination mit einem Kontroll-Plasmid. Bei nachfolgender Proteinsensibilisierung blieben diese Effekte jedoch nicht bestehen. Einzig durch Vakzinierung mit IL-10-kodierenden Plasmiden konnte eine moderate Verminderung der Atemwegsreaktivität nachgewiesen werden. rnIn einem therapeutischen Modell der Atemwegsinflammation, in dem die Mäuse vor der DNA-Immunisierung mit dem Protein sensibilisiert wurden, wurde demonstriert, dass im Vergleich zu Mäusen, die nur mit dem Protein sensibilisiert wurden, eine DNA-Immunisierung mit pFascin-βGal aber auch mit pCMV-βGal einen inhibierenden Einfluss auf die Entwicklung einer Atemwegsinflammation hat. Eine weitere Reduktion der Atemwegsreaktivität durch eine kombinierte Vakzinierung mit pCMV-IDO wurde nur erreicht, wenn βGal unter der Kontrolle des Fascin-Promotors exprimiert wurde, nicht aber unter Kontrolle des CMV-Promotors.rn
The induction of tolerance plays an important role in the inhibition of allergic immune responses. In this regard the induction of regulatory T cells (Treg) has great relevance. Currently, only a few therapeutic options to treat allergic diseases exist. The most distinguished one is specific immunotherapy (SIT). Because these therapies are not successful in all cases it is important to develop new strategies for the treatment of allergic diseases.rnTherefore I analysed the effect of biolistic DNA-immunization in a mouse model of allergen-induced IgE-mediated airway inflammation using a combination of allergen-encoding plasmids (βGalaktosidase (βGal)) in combination with an immunomodulatory molecule (Indolamine 2,3-Dioxygenase (IDO), transforming growth factor beta (TGF-β) or interleukin-10 (IL-10)). The simultaneous expression of the allergen together with the immunomodulatory molecule in transfected dendritic cells (DC) is thought to induce the differentiation of regulatory T cells (Treg) and thereby should lead to the induction of suppression of the immune responses. rnInitially, I compared the result of the expression of the transgene under the control of the ubiquitous CMV promoter with the expression of the transgene restricted to DC by the use of the cell-specific fascin promoter. In this respect I worked out that it is important to limit the antigen-expression specifically to DC. Only in this case an inhibitory effect on airway hyperreactivity could be shown after co-immunization of βGal together with the immunomodulatory molecule IDO.rnFurthermore I showed that it is important to express the immunoregulatory molecule under the control of the CMV promoter and not the fascin promoter to ensure that it is expressed by all transfected cells. This provides the generation of the accordant molecule in abundant concentrations.rnThe expression of βGal under the control of the fascin promoter (pFascin-βGal) together with the expression of the molecules IL-10, TGF-β or IDO under control of the CMV promoter (pCMV-IL-10, pCMV-TGFβ, pCMV-IDO) causes immunosuppression that is characterized by an inhibition of the antigen-specific antibody production, a diminished cytokine production, a reduced induction of cytotoxic T cells and the inhibition of allergen-induced airway reactivity. However, after subsequent protein sensitization these effects did not persist. Only vaccination with IL-10-encoding plasmids was capable to induce a moderate decline of airway reactivity.rnA reduced airway inflammation could be demonstrated after therapeutic vaccination with pFascin-βGal as well as with pCMV-βGal in the mouse model of airway inflammation. A further inhibition by co- vaccination with pCMV-IDO could only be achieved when βGal was expressed under the control of the fascin promoter, but not the CMV promoter.rn
DDC: 570 Biowissenschaften
570 Life sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 10 Biologie
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-2053
URN: urn:nbn:de:hebis:77-31528
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: 180 S.
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