Authors:	Hartmann, Ann-Kathrin
Title:	Transkutane Immunisierung: Mechanismen der interzellulären Kommunikation in der Haut und gezielte Aktivierung von Mastzellen
Online publication date:	25-Jun-2018
Year of first publication:	2018
Language:	german
Abstract:	Während der letzten Jahrzehnte sind neuartige, nicht invasive Immunisierungsmethoden wegen ihrer sicheren und leichten Handhabung in den Focus der Forschung gerückt. In diesem Zusammenhang sind transkutane Immunisierungsmethoden (TCI) von großem Interesse. Die topische Anwendung von Imiquimod als Adjuvans (in der Cremeformulierung Aldara) in Kombination mit dem Peptid SIINFEKL aktiviert das angeborene Immunsystem und induziert eine CTL-Antwort. Um diese Methode weiter optimieren zu können, ist ein detailliertes Wissen über das zelluläre und humorale Netzwerk in der Haut von essentieller Bedeutung. In diesem Zusammenhang sollten zunächst die migrationsabhängigen Mechanismen untersucht werden. Die Frage, ob ein aktiver DC-vermittelter Peptidtransport notwendig ist, wurde unter Verwendung von Ccr7-/- und Batf3-/- Tieren untersucht. Schlussfolgernd aus diesen Analysen stellt der passive Transport über die Lymphe neben dem DC-vermittelten Transport einen zweiten wichtigen Transportweg dar. Aus Vorarbeiten wurde eine Beteiligung des Inflammasoms am Prozess der TCI vermutet, weshalb der Einfluss von IL-1 auf die TCI analysiert wurde. IL-1 besitzt eine wichtige Rolle in der transkutanen Immunisierung mit Aldara, was in einer verringerten TCI-Effizienz und einer verminderten Hautentzündungsreaktion in IL-1R1-defizienten Mäusen widergespiegelt wird. Im Gegensatz zu der positiven Wirkung von IL-1 besitzt IL-10 eine inhibitorische Wirkung auf die TCI. Mit Hilfe von Il-10.egfp Reportertieren und diversen zellspezifischen Knockouts wurde die Beteiligung einzelner Zellpopulationen an der TCI-vermittelten IL-10-Produktion in der Haut untersucht und zeigte, dass die IL-10-Produktion hier möglicherweise aus einem Zusammenspiel unterschiedlicher Immunzellen resultiert. Ein zweites Ziel dieser Studie lag in der Optimierung der TCI durch selektive Aktivierung von Mastzellen. Hier konnte zum ersten Mal eine aktivierende Wirkung von 9-Phenanthrol auf Mastzellen gezeigt werden. 9-Phenanthrol aktiviert Mastzellen in vitro - wahrscheinlich durch Aktivierung von KCa3.1 - und in vivo. In unserem TCI-Ansatz verstärkt 9-Phenthrol die DC-Migration zu den drainierenden Lymphknoten und fördert die Bildung antigenspezifischer CD8+ T-Zellen. Diese Beobachtungen liefern eine plausible Erklärung für das Phänomen einer verstärkten Tumorimmunität nach prophylaktischer Immunisierung von Mäusen gegen ein Tumorantigen unter Verwendung von 9-Phenanthrol. Zusammenfassend stellt 9-Phenanthrol ein potentielles Adjuvans der TCI dar. In recent decades, novel, non-invasive immunization methods attained attraction to researches due to their safe and easy handling. In this context, transcutaneous immunization methods (TCI) are of great interest. The topical application of imiquimod as an adjuvant (in the cream formulation Aldara) in combination with the peptide SIINFEKL activates the innate immune system and provokes a CTL response. To further improve this original method a detailed knowledge of the cellular and humoral network in the skin is of essential importance. Unfortunately, despite the major impact on TCI efficiency, little is known about the migratory-dependent mechanisms of this process. Thus, this study aimed to investigate dendritic cell migration to the draining lymph nodes and its impact on TCI. The question of whether active DC-mediated peptide transport is necessary was investigated using Ccr7-/- and Batf3-/- mice. Consequently, in addition to the DC-mediated transport, passive transport via the lymph represents a second important transport route. Preliminary work has suggested that the inflammasome may be involved in the process of TCI, for that the influence of IL-1 on TCI was analysed. In conclusion, IL-1 plays an important role in transcutaneous immunization with Aldara, which is reflected in decreased TCI efficiency and a reduced skin inflammatory response in IL-1RI-deficient mice. In contrast to the beneficial effect of IL-1, IL-10 has a negative effect on the efficiency of TCI. With the help of Il-10.egfp reporter animals and diverse cell-specific knockouts, the involvement of individual cell populations in TCI-mediated IL-10 production in the skin was investigated. All analysed strains tend to tend to be involved in the IL-10 production in the skin. So, there might be an interaction of different immune cells. Besides the analysis of the cellular and humoral crosstalk, a second aim of this study was to improve TCI by selectively activating mast cells. This study demonstrates for the first time a mast cell activating competence of 9-phenanthrol. 9-phenanthrol activates mast cell in vitro and in vivo – most likely by the activation of KCa3.1. In our TCI approach, 9-phenthrol enhances DC migration to draining lymph nodes and promotes the generation of antigen-specific CD8 + T cells. Consequently (In addition), it prolongs the survival of the mice in a prophylactic tumour experiment. Thus, 9-phenanthrol may serve as an adjuvant in TCI.
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 04 Medizin
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-4458
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-diss-1000020677
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	111 Seiten
Appears in collections:	JGU-Publikationen