Transkutane Immunisierung - Mechanismen und Optimierungsstrategien

In dieser Arbeit wurde ein etabliertes Immunisierungsmodell auf der Basis eines synthetischen TLR 7-Liganden zur Aufhebung der suppressiven Eigenschaften von UV B-Strahlung verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass nach Ermittlung eines geeigneten Immunisierungsprotokolls mit UV B die durch TCI vermittelte ausschließlich primäre Immunantwort verstärkt werden konnte, so dass eine Gedächtnisantwort induziert werden konnte. Durch die Immunisierung verschiedenster knockout sowie transgener Stämme konnte bewiesen werden, dass die Reaktion auch nach zusätzlicher UV B-Bestrahlung abhängig von TLR 7 und dem Adaptormolekül MyD88 ist. Bei der Aufklärung der zellulären Mechanismen, die dieser Immunisierungsmethode zu Grunde liegen, konnten dermale DCs, sowie GR1+-Zellen als wichtige Mediatoren identifiziert werden. Eine wesentliche Funktion von epidermalen Langerhans Zellen konnte in diesem Zusammenhang ausgeschlossen werden. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass auf Zytokinebene Typ I Interferone eine tragende Rolle spielen und die Produktion von IL-12p35 in den Haut-drainierenden Lymphknoten angeregt wird. Supprimiert wird die Immunantwort durch regulatorische T-Zellen, sowie durch die Freisetzung von IL-10, welches nicht ausschließlich von regulatorischen T-Zellen produziert wird. Die Applikation eines blockierenden IL-10-Rezeptor Antikörpers verhinderte die IL-10-vermittelte Suppression und führte zu einer weiteren Verstärkung der Immunantwort. Durch die induzierte Gedächtnisantwort nach UV B/TCI konnte das Immunisierungs-Modell in einem therapeutischen Tumormodell angewandt werden und führt hier zu einer verstärkten Abstoßung von Tumoren, verglichen mit TCI alleine, was die Basis für zukünftige nadelfreie Vakzinierungen für die Behandlung von Krebs oder persistierender Infektionen darstellen könnte.

In this thesis an established immunization model based on a synthetic TLR-7 ligand was used to overcome the suppressive capacities of UV-B irradiation. It could be shown that after determination of the cognate immunization protocol with UV-B the TCI induced exclusively primary immune response could be enhanced towards a memory response. Using various knockout as well as transgenic mouse strains it could be shown that the reaction even after additional UV-B irradiation is still dependent on TLR-7 and the adaptor molecule MyD88. Concerning elucidation of cellular mechanisms, which underlie this immunization method, dermal DCs, as well as GR1+ cells, could be identified as major mediators. In this context an essential role of epidermal Langerhans cells could be excluded. Furthermore it could be shown that in terms of cytokines type I interferons play a crucial role and the production of IL-12p35 in skin-draining lymph nodes is encouraged. The immune response is suppressed by regulatory T cells and the release of IL-10, which is not exclusively produced by regulatory T cells. The application of a blocking IL-10-receptor antibody circumvents the IL-10 mediated suppression and leads to a further increase of the immune response. Because of the induced memory response after UV-B/TCI the immunization model could be utilized in a therapeutic tumor model and leads to an enhanced tumor rejection compared to TCI alone, what could be the basis for future needle free vaccinations to treat cancer or persistent infections.