Zur Rolle der Antigendosis in IgE-vermittelten Immunantworten und der allergischen Atemwegsentzündung

Abstract

Die Verabreichung von hohen Antigendosen im Rahmen der allergenspezifischen Immuntherapie (SIT) resultiert in der Induktion einer allergenspezifischen Toleranz in sensibilisierten Patienten. Vorangegangene Studien der Klinischen Forschergruppe Allergie identifizierten CD4-CD8- doppelt-negative T-Zellen (dnTZ), welche nach wiederholter intraperitonealer Injektion von hohen Dosen (HD) des an das Adjuvans Aluminiumhydroxid adsorbierten Antigens Keyhole Limpet Hemocyanin in Mäusen induziert wurden, als potente Suppressorzellen für die IgE-Produktion. Mäuse, die hingegen mit niedrigen Dosen (LD) desselben Antigens behandelt wurden, entwickelten eine starke, persistierende IgE-Immunantwort. rnIm Fokus meiner Doktorarbeit stand die phänotypische Charakterisierung der dnTZ aus HD-Mäusen sowie die Aufklärung möglicher inhibitorischer Wirkmechanismen. In Erweiterung der bisherigen Arbeiten und in Anlehnung an die klinische Praxis bei der Durchführung der SIT habe ich bei meinen Untersuchungen die subkutane Injektion ohne Adjuvans als alternative Applikationsroute verwendet. In meinen Studien konnte ich durch die zusätzliche Verwendung des klinisch relevanten Allergens Ovalbumin die Allgemeingültigkeit des Konzepts der antigendosisabhängigen Regulation der IgE- Produktion durch dnTZ verifizieren. Die Vakzinierung mit hohen Antigendosen verhinderte die Ausbildung einer IgE-Produktion in antigenspezifischer Weise. HD- Mäuse wiesen in vitro eine geringere Aktivierung von TH2-Zellen als LD-Mäuse auf. Im Mausmodell der allergischen Atemwegsentzündung wiesen HD-Mäuse eine reduzierte Atemwegsreaktivität sowie eine geringere pulmonale TH2-Zytokin- produktion auf. rnIch konnte zudem tendenziell eine leicht erhöhte Anzahl von dnTZ in HD-Mäusen messen. Die in HD-Mäusen induzierten dnTZ habe ich durchflusszytometrisch charakterisiert, konnte jedoch keinen eindeutigen Marker für suppressive dnTZ identifizieren. In einem adoptiven Transferexperiment war eine T- Zellpopulation von HD-Mäusen aus der γδ-T-Zell-Rezeptor-tragende T-Zellen depletiert worden waren, ähnlich wie die Ausgangs-T-Zellpopulation in der Lage die IgE-Produktion in den Rezipienten zu inhibieren, was darauf schließen lässt, dass die untersuchten regulatorischen dnTZ einen αβ-T-Zell-Rezeptor exprimieren. rn

Application of high allergen doses during specific immunotherapy (SIT) results in the induction of an allergen specific tolerance in sensitized patients. Previous studies in the Clinical Research Unit Allergology identified CD4-CD8- double negative T cells (dnTC), which arise after repeated intraperitoneal injection of mice with high doses (HD) of the antigen keyhole limpet hemocyanine (KLH) adsorbed to aluminiumhydroxide, as potent suppressor cells of IgE production. In contrast, mice treated with low doses (LD) of the same antigen revealed a strong and persisting IgE response.rnThis thesis focussed on the characterization of dnTC in HD mice as well as the elucidation of the underlying mechanisms of action of inhibitory dnTC. According to the clinical practice during SIT I used an alternative immunization protocol which works by subcutaneous application of the antigen without adjuvant. Administration of the clinically relevant allergen ovalbumin during my studies verified the generality of the concept of antigen dose dependent regulation of IgE production by dnTC. Vaccination of mice with high antigen doses prohibited establishment of IgE production antigen-specifically. HD mice exhibited reduced activation of restimulated Th2 cells in vitro. In a mouse model of allergic airway inflammation HD mice showed limited airway reactivity and reduced pulmonary Th2 cytokine production.rnFurthermore I could measure a slightly enhanced number/ frequency of dnTC in spleens of HD mice. Flow-cytometric analysis of dnTC failed to identify a potential marker for suppressive dnTC. In an adoptive transfer experiment HD T cells depleted of ɣẟ-TCR positive cells similar to undepleted HD T cells could suppress the induction of IgE production in the recipients which indicates that regulatory dnTC from HD mice express αβ-TCR. The exogenous addition of IL-2 in a coculture system ameliorated the inhibitory activity of suppressor cells from HD mice compared with LD mice.rn