Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-4076
Authors: Schmidt, Talkea
Title: Die Niedrigzonentoleranz: Mechanismen und Einflüsse auf die murinen Modelle der allergischen Kontaktdermatitis, der Colitis und des Diabetes mellitus Typ I
Online publication date: 6-Jul-2016
Language: german
Abstract: Eine Niedrigzonentoleranz (NZT) wird durch die mehrfache orale oder epikutane Applikation von subimmunogenen Mengen eines Kontaktallergens (z. B. TNCB/TNBS) ausgelöst. Sie führt zu einer Toleranzentwicklung gegenüber Kontaktallergenen, wenn sie vor Sensibilisierung und folgender Auslösung in der Tc1-vermittelten Kontakthypersensibilisierung (CHS; das murine Modell zur allergischen Kontaktdermatitis) induziert wird. In vorherigen Arbeiten wurde bereits festgestellt, dass IL-10 sezernierende CD4 CD25 Foxp3 regulatorische T-Zellen (Tregs) als auch CD11c DCs sowie CD8 Suppressor Tc2-Zellen an der Induktion einer epikutan-induzierten NZT und damit der Verhinderung einer CHS beteiligt sind. Mit Hilfe der vorliegenden Untersuchung konnte im CHS/NZT Modell gezeigt werden, dass eine direkte Interaktion der Tregs mit CD11c DCs in den Haut-drainierenden Lymphknoten über gap junctions während der Induktionsphase der NZT erfolgt. Als weiterer Ansatz wurde untersucht, in wie weit neben der Tc1 CD8 T-Zell-vermittelten CHS auch eine Th1/Th17 CD4 T-Zell-vermittelte Colitis durch eine epikutane oder orale NZT Induktion unterdrückt werden kann. Hierzu wurde das murine Modell der TNBS-induzierten Colitis verwendet, das den menschlichen Morbus Crohn widerspiegelt und ebenfalls durch eine CD4 Th1/Th17-vermittelte Immunantwort gekennzeichnet ist. Die Induktion einer epikutanen und oralen NZT äußert sich in einem signifikant reduzierten Entzündungsverlauf der Colitis, die durch eine Mini-Endoskopie und Histologie bewertet wurden. Im Einklang mit diesen Ergebnissen, konnte eine verminderte Th1/Th17-vermittelte T-Zell-Antwort nach Hapten-spezifischer Restimulation beobachtet werden. Zur Untersuchung der zugrundeliegenden Mechanismen wurden Tregs vor NZT Induktion (entweder durch einen anti-CD25 Antikörper oder durch Verwendung von DEREG-Mäusen mittels Diphtherie-Toxin) in vivo depletiert. In Abwesenheit der Tregs entwickelt sich keine NZT, sondern eine verstärkte Entzündungsreaktion. Dementsprechend können Tregs in der Induktionsphase der NZT eine funktionelle Rolle zur Verhinderung einer Colitis zugesprochen werden. Darüber hinaus hat IL-10 eine präventive Rolle in der Induktion einer NZT, da in IL-10-/- Mäusen keine NZT induziert werden konnte. Durch die Verwendung eines zweiten, nicht verwandten Haptens (DNCB/DNFB) bei der NZT-Induktion wurde ein Antigen-spezifischer Toleranzmechanismus festgestellt. In einem dritten Modell wurde geprüft, ob eine NZT Induktion in der Lage ist, die Entstehung einer spontanen auftretenden Autoimmunerkrankung, wie dem Diabetes mellitus Typ I im NOD-Mausmodell zu verhindern. Das häufige und regelmäßige epikutane Auftragen von 4,5µg TNCB bei jungen NOD-Mäusen (3-4 Wochen) führte zu einer signifikanten Reduktion im Auftreten des Diabetes mellitus Typ I.
Low zone tolerance (LZT) is induced by multiple oral or epicutaneous applications of subimmunogenic amounts of a contact allergen (e.g. TNCB/TNBS) and leads to tolerance development when applied before sensitization and subsequent challenge of a Tc1 mediated contact hypersensitivity (CHS; the murine model of human allergic contact dermatitis). In previous work it has been shown that IL-10 secreting CD4 CD25 Foxp3 regulatory T cells (Tregs) as well as CD11c DCs and also CD8 suppressor Tc2 cells are involved in epicutaneous LZT induction resulting in CHS prevention. In the present study we found that in the CHS/NZT model Tregs directly interacted with the CD11c DCs via gap junctions in the skin-draining lymph nodes during the induction phase of LZT. In another approach it was investigated whether in addition to prevention of a Tc1 CD8 T cell-mediated CHS also a Th1/Th17 CD4 T-cell mediated TNBS-induced colitis (which mimics the Crohn's disease in man) could be affected by epicutaneous and oral LZT. Induction of epicutaneous and oral LZT resulted in a significant reduction in the clinical manifestation of the inflammatory colitis, which was evaluated by using a mini-endoscopy and histology. Consistent with these results, a decreased Th1/Th17-mediated T cell response after hapten-specific restimulation was observed. To investigate the underlying immunological mechanisms, mice were depleted of Tregs before LZT induction (by either using an anti-CD25 antibody or by using DEREG mice with diphtheria toxin). In the absence of Tregs, LZT failed to develop, but a pronounced colitis response was observed. Accordingly, Tregs do have a functional role in the prevention of colitis during the induction phase of LZT. In addition, IL-10 has a functional role in the induction of LZT as tolerance induction was completely inhibited in IL-10-/- mice. Use of a second, unrelated hapten (DNCB/ DNFB) for LZT induction revealed an antigen-specific tolerance mechanism. In the third approach, it was investigated whether LZT to haptens is capable to inhibit the onset of a spontaneous autoimmune-disease, like Diabetes mellitus type I. Using young NOD-mice (3-4 weeks), as a murine model of spontaneous diabetes we found that repeated and continuous application of 4.5 µg TNBS onto the skin resulted in a significant reduction of the incidence of diabetes mellitus type I.
DDC: 570 Biowissenschaften
570 Life sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 10 Biologie
FB 04 Medizin
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-4076
URN: urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000005613
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: XII, 101 Blätter
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