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Authors: Sisay Tessema, Tesfaye
Title: Host immune response in immunodeficient mice against infection with Cryptosporidium parvum
Online publication date: 22-Dec-2008
Language: english
Abstract: Immunantwort von immundefizienten Mäusen gegenüber Infektionen mit Cryptosporidium parvum. Cryptosporidium parvum ist ein intrazellulärer, protozoischer Krankheitserreger, der im immunkompromittierten Wirt zu lebensbedrohender Enteritis führen kann. CD4+ T-Zellen und Interferon (IFN)-γ spielen wesentliche Rollen bei der Wirtsimmunantwort gegen die Infektion. Dennoch sind die Effektormechanismen, die zur Resistenz führen nur wenig verstanden. In dieser Studie wurde die Immunantwort von IFN-γ- und Interleukin (IL)-12-Defektmäusen parallel zu Wildtypmäusen analysiert. Die Ergebnisse identifizierten IFN-γ als Schlüsselzytokin bei der natürlichen und erworbenen Immunität während der Erst- und Folgeinfektion mit C. parvum. Tumornekrosefaktor (TNF)-α ist möglicherweise ein Induktor der frühen IFN-γ-Antwort in IL-12 Knockout-Mäusen. Weiterhin tragen offenbar sowohl Th1- als auch Th2-Zytokine zur Überwindung der Primärinfektion bei, die ersten mehr als die letztgenannten. Zytokingene waren am Ort der Infektion (Ileum) dramatisch verändert, nicht aber in den lokalen Lymphknoten und der Milz. Nach Folgeinfektion ergab sich in Abwesenheit von IFN-γ eine signifikante Erhöhung der Th2-Zytokine IL-5 and IL-13. Die Ergebnisse zeigten weiterhin, dass das Th1-Zytokin IL-18 zur Resistenz gegenüber C. parvum beiträgt, möglicherweise durch verschiedene Immunfunktionen, wie der Regulation von Serum-IFN-γ während der Infektion und/oder der Erhaltung der Homeostase der Th1/Th2-Zytokine durch Regulation der Th2-Zytokine. Weiterhin zeigten diese Untersuchungen den Transfer von Resistenz gegenüber C. parvum von infizierten auf naïve Mäuse mittels stimulierter intraepithelialer Lymphozyten und CD4+ T-Zellen. Diese Ergebnisse weisen auf die Gegenwart von C. parvum-spezifischen CD4+ T-Zellen in anderen lymphatischen Geweben neben der Darmmukosa hin. Eine Stimulation der Spendertiere durch Infektion war notwendig für eine übertragbare schützende Immunität. Dennoch konnte die übertragene Immunität nicht die Infektion der Empfängertiere vollständig verhindern; eine Verdopplung der Spenderzellen führte zu keinem besseren Ergebnis. Weiterhin ergab der Transfer von CD4+ und CD8+ T-Zellen (Pan-T-Zellen) keinen erhöhten Schutz der naiven Empfängertiere als der alleinige Transfer von CD4+ T-Zellen. Dies weist auf die fehlende Bedeutung der CD8+ T-Zellen beim Schutz vor C. parvum-Infektion hin.
Host immune response in immunodeficient mice against infection with Cryptosporidium parvum Cryptosporidium parvum is an intracellular protozoan pathogen causing life-threatening enteritis in the immunocompromised host. CD4+ T-cells and interferon (IFN)-g play dominant roles in host immune response to infection. However, effector mechanisms that lead to resistance are poorly understood. In this study, we analyzed the immune response of mice deficient in IFN-γ or interleukin (IL)-12 in parallel to wild type mice. Our results identified IFN-g as the key cytokine in the innate as well as adaptive immunity during primary and challenge C. parvum infection. Tumor necrosis factor (TNF)-a may act as an inducer of the early IFN-g response in IL-12 knock out mice. Furthermore, both Th1 and Th2 cytokines appear to contribute to the resolution of a primary infection, the former being dominant over the latter. Cytokine genes were dramatically changed at the site of infection (ileum) but not at local lymph nodes and spleen. Upon challenge infection, a significant increase of the Th2 cytokines IL-5 and IL-13 was recorded in the absence of IFN-g. The study also showed that the Th1 cytokine, IL-18 contributes to resistance against C. parvum infection, possibly through multiple immune functions, such as by regulating serum IFN-g protein during infection, and/or maintaining the homeostasis of Th1/Th2 cytokines by regulating Th2 cytokines. Furthermore, this study depicted transfer of resistance against C. parvum from infected to naive mice via primed gut intra epithelial lymphocytes as well as CD4+ T-cells. These results indicate the presence of C. parvum specific CD4+ T-cells in other lymphatic tissues in addition to the gut mucosa. Priming of the donor animals by infection was required for transferrable protective immunity. However, the transferred immunity could not prevent the initiation of infection in recipients completely; doubling the number of donor cells could not change the outcome. Moreover, transfer of both CD4+ and CD8+ T-cells (pan T-cells) did not provide a better protection of naive recipients than that of CD4+ T-cells alone. This may indicate the irrelevance of CD8+ T-cells in protection against C. parvum.
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-3225
URN: urn:nbn:de:hebis:77-18350
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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