Cell cycle arrest evidence, parasiticidal and bactericidal properties induced by L-amino acid oxidase from Bothrops atrox snake venom

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Effects of recombinant LH supplementation to recombinant FSH during induced ovarian stimulation in the GnRH-agonist protocol: a matched case-control study

Background: Some studies have suggested that the suppression of endogenous LH secretion does not seem to affect the majority of patients who are undergoing assisted reproduction and stimulation with recombinant FSH (r-FSH). Other studies have indicated that a group of normogonadotrophic women down-regulated and stimulated with pure FSH preparations may experience low LH concentrations that compromise the IVF parameters. The present study aimed to compare the efficacy of recombinant LH (r-LH) supplementation for controlled ovarian stimulation in r-FSH and GnRH-agonist (GnRH-a) protocol in ICSI cycles.Methods: A total of 244 patients without ovulatory dysfunction, aged < 40 years and at the first ICSI cycle were divided into two groups matched by age according to an ovarian stimulation scheme: Group I (n = 122): Down-regulation with GnRH-a + r-FSH and Group II (n = 122): Downregulation with GnRH-a + r-FSH and r-LH (beginning simultaneously).Result(s): The number of oocytes collected, the number of oocytes in metaphase II and fertilization rate were significantly lower in the Group I than in Group II (P = 0.036, P = 0.0014 and P = 0.017, respectively). In addition, the mean number of embryos produced per cycle and the mean number of frozen embryos per cycle were statistically lower (P = 0.0092 and P = 0.0008, respectively) in Group I than in Group II. Finally the cumulative implantation rate (fresh+thaw ed embryos) was significantly lower (P = 0.04) in Group I than in Group II. The other clinical and laboratory results analyzed did not show difference between groups.Conclusion: These data support r-LH supplementation in ovarian stimulation protocols with r-FSH and GnRH-a for assisted reproduction treatment.

Hypertrophy and neuron loss: structural changes in sheep SCG induced by unilateral sympathectomy

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Anxiogenic-like effects induced by NMDA receptor activation are prevented by inhibition of neuronal nitric oxide synthase in the periaqueductal gray in mice

Glutamate-NMDA (N-methyl-D-aspartate) receptor activation within the periaqueductal gray (PAG) leads to antinociceptive, autonomic and behavioral responses characterized as the fear reaction. We have recently demonstrated that the vigorous defensive-like behaviors (e.g. jumping and running) and antinociception induced by intra-PAG injection of N-methyl-D-aspartate (NMDA) were completely blocked by prior infusion of N(omega)-propyl-L-arginine (NPLA), a specific neuronal nitric oxide synthesis (nNOS) enzyme inhibitor, into the same midbrain structure. It remains unclear however, whether the inhibition of nNOS within the mouse PAG changes the anxiety-like behavior per se or the effects of the inhibition of nNOS depend on the suppression of downstream of glutamate-NMDA receptor activation. This study investigated whether intra-PAG infusion of NPLA (i) attenuates anxiety in the elevated plus-maze (EPM) and (ii) antagonizes the anxiogenic-like effects induced by intra-PAG injection of NMDA. Test sessions were videotaped and subsequently scored for conventional indices of anxiety (percentage of open arm entries and percentage of open arm time) and locomotor activity (closed arm entries). Results showed that intra-PAG infusions of NPLA (0.2, 0.4 or 0.8 nmol/0.1 mu l) did not alter significantly any behavioral response in the EPM when compared to control group (Experiment 1). Intra-PAG infusion of NMDA (0 and 0.02 nmol/0.1 mu l; a dose that does not provoke vigorous defensive behaviors per se in mice) significantly reduced open arm exploration, confirming an anxiogenic-like effect (Experiment 2). When injected into the PAG 10 min prior local NMDA injection (0.02 nmol/0.1 mu l), NPLA (0.4 nmol/0.1 mu l) was able to revert the anxiogenic-like effect of glutamate-NMDA receptor activation. Neither intra-PAG infusion of NMDA nor NPLA altered closed arm entries, a widely used measure of locomotor activity in the EPM. These results suggest that intra-PAG nitric oxide synthesis does not play a role on anxiety-like behavior elicited during EPM exposure; however its synthesis is important for the proaversive effects produced by activation of glutamate-NMDA receptors located within this limbic midbrain structure. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Macrophage suppression following phagocytosis of apoptotic neutrophils is mediated by the S100A9 calcium-binding protein

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Age related obesity-induced shortening of GLUT4 mRNA poly(A) tail length in rat gastrocnemius skeletal muscle

Obese insulin resistant animals and humans have shown reduced GLUT4 gene expression. Yet, in skeletal muscle, discrepancy between mRNA and protein regulation has been frequently observed, suggesting a post-transcriptional modulation. We investigated the GLUT4 expression in adipose tissue and muscle of obese 12-month-old (12-mo) rats, comparing with lean 2-month-old (2-mo) animals. Obesity was accompanied by insulin resistance, and 65% reduction (P < 0.01) in GLUT4 mRNA and protein in adipose tissue. However, in muscle, despite increased (P < 0.05) mRNA content, GLUT4 protein was unchanged. RNase H and poly(A) test assays showed a reduction (P < 0.01) of ∼80 adenines in the GLUT4 mRNA poly(A) tail of muscle from 12-mo rats, recognizing that the poly(A) tail length correlates with translation efficiency. Concluding, age related obesity of 12-mo rats involves suppression of GLUT4 expression in adipose tissue; however, in muscle, GLUT4 mRNA content increases, but with a shorter poly(A) tail, thus unchanging the protein content. © 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Regulation of hepatic TRB3/Akt interaction induced by physical exercise and its effect on the hepatic glucose production in an insulin resistance state

To maintain euglycemia in healthy organisms, hepatic glucose production is increased during fasting and decreased during the postprandial period. This whole process is supported by insulin levels. These responses are associated with the insulin signaling pathway and the reduction in the activity of key gluconeogenic enzymes, resulting in a decrease of hepatic glucose production. On the other hand, defects in the liver insulin signaling pathway might promote inadequate suppression of gluconeogenesis, leading to hyperglycemia during fasting and after meals. The hepatocyte nuclear factor 4, the transcription cofactor PGC1-α, and the transcription factor Foxo1 have fundamental roles in regulating gluconeogenesis. The loss of insulin action is associated with the production of pro-inflammatory biomolecules in obesity conditions. Among the molecular mechanisms involved, we emphasize in this review the participation of TRB3 protein (a mammalian homolog of Drosophila tribbles), which is able to inhibit Akt activity and, thereby, maintain Foxo1 activity in the nucleus of hepatocytes, inducing hyperglycemia. In contrast, physical exercise has been shown as an important tool to reduce insulin resistance in the liver by reducing the inflammatory process, including the inhibition of TRB3 and, therefore, suppressing gluconeogenesis. The understanding of these new mechanisms by which physical exercise regulates glucose homeostasis has critical importance for the understanding and prevention of diabetes.

Endurance exercise training increases APPL1 expression and improves insulin signaling in the hepatic tissue of diet-induced obese mice, independently of weight loss

Hepatic insulin resistance is the major contributor to fasting hyperglycemia in type 2 diabetes. The protein kinase Akt plays a central role in the suppression of gluconeogenesis involving forkhead box O1 (Foxo1) and peroxisome proliferator-activated receptor gamma co-activator 1 alpha (PGC-1a), and in the control of glycogen synthesis involving the glycogen synthase kinase beta (GSK3 beta) in the liver. It has been demonstrated that endosomal adaptor protein APPL1 interacts with Akt and blocks the association of Akt with its endogenous inhibitor, tribbles-related protein 3 (TRB3), improving the action of insulin in the liver. Here, we demonstrated that chronic exercise increased the basal levels and insulin-induced Akt serine phosphorylation in the liver of diet-induced obese mice. Endurance training was able to increase APPL1 expression and the interaction between APPL1 and Akt. Conversely, training reduced both TRB3 expression and TRB3 and Akt association. The positive effects of exercise on insulin action are reinforced by our findings that showed that trained mice presented an increase in Foxo1 phosphorylation and Foxo1/PGC-1a association, which was accompanied by a reduction in gluconeogenic gene expressions (PEPCK and G6Pase). Finally, exercised animals demonstrated increased at basal and insulin-induced GSK3 beta phosphorylation levels and glycogen content at 24?h after the last session of exercise. Our findings demonstrate that exercise increases insulin action, at least in part, through the enhancement of APPL1 and the reduction of TRB3 expression in the liver of obese mice, independently of weight loss. J. Cell. Physiol. 227: 29172926, 2012. (C) 2011 Wiley Periodicals, Inc.

MRKAd5 HIV-1 Gag/Pol/Nef Vaccine-Induced T-Cell Responses Inadequately Predict Distance of Breakthrough HIV-1 Sequences to the Vaccine or Viral Load

Background: The sieve analysis for the Step trial found evidence that breakthrough HIV-1 sequences for MRKAd5/HIV-1 Gag/Pol/Nef vaccine recipients were more divergent from the vaccine insert than placebo sequences in regions with predicted epitopes. We linked the viral sequence data with immune response and acute viral load data to explore mechanisms for and consequences of the observed sieve effect. Methods: Ninety-one male participants (37 placebo and 54 vaccine recipients) were included; viral sequences were obtained at the time of HIV-1 diagnosis. T-cell responses were measured 4 weeks post-second vaccination and at the first or second week post-diagnosis. Acute viral load was obtained at RNA-positive and antibody-negative visits. Findings: Vaccine recipients had a greater magnitude of post-infection CD8+ T cell response than placebo recipients (median 1.68% vs 1.18%; p = 0.04) and greater breadth of post-infection response (median 4.5 vs 2; p = 0.06). Viral sequences for vaccine recipients were marginally more divergent from the insert than placebo sequences in regions of Nef targeted by pre-infection immune responses (p = 0.04; Pol p = 0.13; Gag p = 0.89). Magnitude and breadth of pre-infection responses did not correlate with distance of the viral sequence to the insert (p. 0.50). Acute log viral load trended lower in vaccine versus placebo recipients (estimated mean 4.7 vs 5.1) but the difference was not significant (p = 0.27). Neither was acute viral load associated with distance of the viral sequence to the insert (p>0.30). Interpretation: Despite evidence of anamnestic responses, the sieve effect was not well explained by available measures of T-cell immunogenicity. Sequence divergence from the vaccine was not significantly associated with acute viral load. While point estimates suggested weak vaccine suppression of viral load, the result was not significant and more viral load data would be needed to detect suppression.

Suppression of Hypoxia-Inducible Factor-1 alpha Contributes to the Antiangiogenic Activity of Red Propolis Polyphenols in Human Endothelial Cells

Polyphenol-enriched fractions from natural sources have been proposed to interfere with angiogenesis in pathological conditions. We recently reported that red propolis polyphenols (RPP) exert antiangiogenic activity. However, molecular mechanisms of this activity remain unclear. Here, we aimed at characterizing molecular mechanisms to explain the impact of RPP on endothelial cells' (EC) physiology. We used in vitro and ex and in vivo models to test the hypothesis that RPP inhibit angiogenesis by affecting hypoxia-inducible factor-1 alpha (HIF1 alpha) stabilization in EC. RPP (10 mg/L) affected angiogenesis by reducing migration and sprouting of EC, attenuated the formation of new blood vessels, and decreased the differentiation of embryonic stem cells into CD31-positive cells. Moreover, RPP (10 mg/L) inhibited hypoxia- or dimethyloxallylglycine-induced mRNA and protein expression of the crucial angiogenesis promoter vascular endothelial growth factor (VEGF) in a time-dependent mariner. Under hypoxic conditions, RPP at 10 mg/L, supplied for 1-4 h, decreased HIF1 alpha protein accumulation, which in turn attenuated VEGF gene expression. In addition, RPP reduced the HIF1 alpha protein half-life from similar to 58 min to 38 min under hypoxic conditions. The reduced HIF1 alpha protein half-life was associated with an increase in the von Hippel-Lindau (pVHL)-dependent proteasomal degradation of HIF1 alpha. RPP (10 mg/L, 4 h) downregulated Cdc42 protein expression. This caused a corresponding increase in pVHL protein levels and a subsequent degradation of HIF1 alpha. In summary, we have elucidated the underlying mechanism for the antiangiogenic action of RPP, which attenuates HIF1 alpha protein accumulation and signaling. J. Nutr. 142: 441-447, 2012.

Effects of Continuous Erythropoietin Receptor Activator in Sepsis-Induced Acute Kidney Injury and Multi-Organ Dysfunction

Background: Despite advances in supportive care, sepsis-related mortality remains high, especially in patients with acute kidney injury (AKI). Erythropoietin can protect organs against ischemia and sepsis. This effect has been linked to activation of intracellular survival pathways, although the mechanism remains unclear. Continuous erythropoietin receptor activator (CERA) is an erythropoietin with a unique pharmacologic profile and long half-life. We hypothesized that pretreatment with CERA would be renoprotective in the cecal ligation and puncture (CLP) model of sepsis-induced AKI. Methods: Rats were randomized into three groups: control; CLP; and CLP+CERA (5 mu g/kg body weight, i.p. administered 24 h before CLP). At 24 hours after CLP, we measured creatinine clearance, biochemical variables, and hemodynamic parameters. In kidney tissue, we performed immunoblotting-to quantify expression of the Na-K-2Cl cotransporter (NKCC2), aquaporin 2 (AQP2), Toll-like receptor 4 (TLR4), erythropoietin receptor (EpoR), and nuclear factor kappa B (NF-kappa B)-and immunohistochemical staining for CD68 (macrophage infiltration). Plasma interleukin (IL)-2, IL-1 beta, IL-6, IL-10, interferon gamma, and tumor necrosis factor alpha were measured by multiplex detection. Results: Pretreatment with CERA preserved creatinine clearance and tubular function, as well as the expression of NKCC2 and AQP2. In addition, CERA maintained plasma lactate at normal levels, as well as preserving plasma levels of transaminases and lactate dehydrogenase. Renal expression of TLR4 and NF-kappa B was lower in CLP+CERA rats than in CLP rats (p<0.05 and p<0.01, respectively), as were CD68-positive cell counts (p<0.01), whereas renal EpoR expression was higher (p<0.05). Plasma levels of all measured cytokines were lower in CLP+CERA rats than in CLP rats. Conclusion: CERA protects against sepsis-induced AKI. This protective effect is, in part, attributable to suppression of the inflammatory response.

Mechanismen zur Suppression der experimentellen akuten Graft-versus-Host-Disease

Die Transplantation von allogenen hämatopoetischen Stammzellen stellt für viele Patienten mit hämatologischen Erkrankungen, wie beispielsweise akuter Leukämie, oftmals die einzige kurative Therapieoption dar. Die Erkennung von Empfängerantigenen durch immunkompetente Zellen des Spenders bietet dabei die Basis für erwünschte Graft-versus-Tumor-Effekte, verursacht jedoch häufig außerdem die unerwünschte Graft-versus-Host Disease (GvHD), eine mitunter schwerwiegende Komplikation. In der vorliegenden Arbeit wurden potentielle Mechanismen zur Hemmung alloreaktiver CD4+ und CD8+ T-Zellen (TZ) und folglich zur Hemmung der akuten GvHD in einem experimentellen GvHD-Modell untersucht, welches auf dem Transfer von allogenen Zellen zwischen MHC-inkompatiblen Mausstämmen basiert. Die vorliegende Arbeit weist zum Einen darauf hin, dass das Fehlen MyD88- und TRIF-vermittelter Toll-like-Rezeptor-Signale zumindest im Rahmen des hier verwendeten Transplantationsmodells nicht zwingend zu einer Hemmung der akuten GvHD führt. Zum Anderen konnte belegt werden, dass CD4+ CD25+ regulatorische T-Zellen (Tregs) kompetente Suppressoren der durch alloreaktive CD4+ und CD8+ TZ ausgelösten akuten GvHD darstellen. In weiterführenden Experimenten ist gezeigt worden, dass die Tregs sich verschiedener Mechanismen bedienen, um ihre Zielzellen zu inhibieren. Das suppressive Zytokin Interleukin-10 kann als löslicher Mediator zumindest in vitro offenbar eine Rolle bei der Treg-vermittelten Suppression alloreaktiver TZ spielen. Da jedoch auch Tregs aus Interleukin-10-defizienten Spendern die GvHD-Entstehung in den Empfängern abschwächen konnten, müssen noch weitere Mechanismen involviert sein. Es konnte in einer gemischten Leukozyten Reaktion in vitro eine zellkontaktabhängige Kommunikation mittels gap junctions hauptsächlich zwischen den Tregs und den allogenen Dendritischen Zellen (DCs) nachgewiesen werden, welche prinzipiell den Transfer von cAMP möglich macht. Die Kommunikation zwischen Tregs und DCs resultierte in einem supprimierten Phänotyp der DCs, gekennzeichnet durch eine verminderte Expression kostimulatorischer Moleküle auf ihrer Oberfläche. Solche supprimierten DCs können als Folge die alloreaktiven Spender-TZ vermutlich nicht aktivieren. Das cAMP-erhöhende Rolipram konnte in einer gemischten Leukozyten Reaktion in vitro die Proliferation alloreaktiver CD4+ und CD8+ TZ hemmen. Daneben konnte die Treg-vermittelte Suppression alloreaktiver TZ und der GvHD in vivo durch die zusätzliche Verabreichung von Rolipram noch gesteigert werden. Im letzten Kapitel dieser Arbeit wurde beschrieben, dass die alleinige Aktivierung alloreaktiver CD8+ TZ ausreichend ist, um eine akute GvHD auszulösen. In diesem Zusammenhang konnte nachgewiesen werden, dass CD4+ CD25+ Tregs die akute GvHD auch in einer scheinbar MHC-II-unabhängigen Weise hemmen können. Zusammenfassend belegt die vorliegende Arbeit, dass Tregs in einem MHC-inkompatiblen Transplantationsmodell alloreaktive CD4+ und CD8+ TZ und folglich die Entstehung einer GvHD effizient hemmen können. Bei der Hemmung der GvHD kommen wahrscheinlich verschiedene Mechanismen zum Tragen. Zumindest in vivo scheint von Tregs produziertes Interleukin-10 eine untergeordnete Rolle bei der Suppression alloreaktiver TZ und der GvHD zu spielen, hierbei steht vermutlich vielmehr der cAMP-abhängige Suppressionsmechanismus im Vordergrund.

Suppression des allergischen Asthmas durch regulatorische T-Zellen: Mechanismen und potenzielle therapeutische Ansätze

Das allergische Asthma ist eine weit verbreitete, immunologische Erkrankung, deren Prävalenz in den vergangenen 20 Jahren vor allem in industrialisierten Regionen drastisch zugenommen hat. Trotz intensiver Forschung und Entwicklung medikamentöser Therapien steigt die Zahl der Patienten stetig an. Charakteristisch für diese Erkrankung sind entzündliche Veränderungen in der Lunge, erhöhte Atemwegsüberempfindlichkeit (AHR), Mukusproduktion und in chronischen Fällen auch Atemwegsobstruktion. Bei der Entstehung des allergischen Asthmas wird ein anfälliges Individuum durch die Inhalation eines normalerweise unschädlichen, in der Umwelt vorkommenden Antigens (Allergen) sensibilisiert, wodurch im Körper eine eigentlich unangebrachte Immunreaktion in Gang gesetzt wird. CD4+ T-Lymphozyten und ganz besonders die Subpopulationen der T-Helfer 1 (Th1) und Th2 Zellen spielen in dem Prozess eine zentrale Rolle. Obwohl ein Großteil der Asthmatiker mit einer Atemwegseosinophilie und erhöhter Expression der Th2-typischen Zytokine IL-4 und IL-13 ein Th2-typisches Krankheitsbild aufweisen, wurden weitere Asthmaphänotypen identifiziert. Vornehmlich in Patienten, die an schwerem Asthma leiden, sind dominierende Neutrophilie und erhöhte Mengen IFN-γ in den Atemwegen nachweisbar, was auf eine Th1-gesteuerte Immunreaktion hindeutet. Eine effektive, heilende Therapie des Asthmas wurde bislang nicht entwickelt. Die Inhibition der T-Zellantwort etwa durch Applikation allergenspezifischer, regulatorischer T-Zellen (Tregs) gilt als ein vielversprechender, aber nicht vollständig erforschter Ansatz zur Kontrolle der Krankheitssymptome. In diesem Zusammenhang wurden in der vorliegenden Arbeit die Mechanismen und Effekte natürlich vorkommender CD4+CD25+Foxp3+ regulatorischer T-Zellen (nTregs) auf eine Th1 bzw. Th2-induzierte allergische Atemwegserkrankung untersucht. Anhand eines adoptiven Zelltransfermodells unter Einsatz lymphozytendefizienter Rag2-/- Mäuse konnte gezeigt werden, dass sowohl Th1 als auch Th2 Zellen, kombiniert mit mehrfacher, inhalativer Allergenprovokation, eine erhöhte AHR induzieren. Während der Transfer allergenspezifischer Th2 Zellen eine Eosinophilie in der bronchoalveolären Lavage (BAL) und vermehrte Mukusproduktion in den Atemwegen hervorrief, war in Th1-transferierten Tieren zwar eine massive Infiltration neutrophiler Granulozyten zu beobachten, eine Becherzellmetaplasie mit vermehrten, mukusproduzierenden Atemwegsepithelzellen blieb allerdings aus. In vitro und in vivo waren voraktivierte nTregs (preTregs) nur eingeschränkt in der Lage, die Th2-gesteuerte Atemwegserkrankung zu inhibieren. Im Gegensatz dazu konnten die Th1-Effektorfunktionen in vitro und die Th1-induzierte AHR und Atemwegsentzündung in vivo durch preTregs effektiv gehemmt werden, was auf eine unterschiedliche Empfindlichkeit der Th-Subpopulationen weist. Innerhalb der nTreg-vermittelten Suppression wird der sekundäre Botenstoff cAMP auf die zu supprimierende Zelle übertragen und führt zur Hemmung von Proliferation und Zytokinproduktion. Dass dieser Mechanismus nicht nur in vitro, sondern auch in der Suppression der Th2-gesteuerten allergischen Atemwegserkrankung eine Rolle spielt, konnte durch die Störung des intrazellulären cAMP-Abbaus mittels PDE4-Inhibitoren verdeutlicht werden. Sowohl die prophylaktische, als auch die therapeutische Applikation der PDE4-Inhibitoren verstärkte den regulativen Effekt der nTregs auf AHR und Entzündung, korrelierend mit erhöhten, zytosolischen cAMP-Konzentrationen in den Th2 Zellen der Lunge. Trotz des Fortschritts in der Isolation und In vitro-Expansion humaner nTregs ist die Ausbeute an Zellen äußerst limitiert und die Übertragbarkeit größerer Zellmengen nicht zuletzt aufgrund von hohem Kontaminationsrisiko während mehrtägiger In vitro-Expansion fragwürdig. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass eine Behandlung mit dem PDE4-Inhibitor die suppressive Kapazität der allergenspezifischen nTregs deutlich erhöhte. Den nTreg-vermittelten Suppressionsmechanismus durch den Einsatz von Pharmazeutika zu unterstützen bietet einen viel versprechenden und realistischen Ansatz zur Therapie des allergischen Asthmas.

The role of dendritic cells (DC) in Friend retrovirus-induced immunosuppression and immunotherapeutic applications of functionalized nanoparticles

Friend murine leukemia Virus (FV) infection of immunocompetent mice is a well- established model to acquire further knowledge about viral immune suppression mechanisms, with the aim to develop therapeutics against retrovirus-induced diseases. Interestingly, BALB/c mice are infected by low doses of FV and die from FV-induced erythroleukemia, while C57/BL6 mice are infected by FV only at high viral dose, and remain persistently infected for their whole life. Due to the central role of dendritic cells (DC) in the induction of anti-viral responses, we asked for their functional role in the genotype-dependent sensitivity towards FV infection. In my PhD study I showed that bone marrow (BM)-derived DC differentiated from FV-infected BM cells obtained from FV-inoculated BALB/c (FV susceptible) and C57BL/6 (FV resistant) mice showed an increased endocytotic activity and lowered expression of MHCII and of costimulatory receptors as compared with non-infected control BMDC. FV-infected BMDC from either mouse strain were partially resistant towards stimulation-induced upregulation of MHCII and costimulators, and accordingly were poor T cell stimulators in vitro and in vivo. In addition, FV-infected BMDC displayed an altered expression profile of proinflammator cytokines and favoured Th2 polarization. Ongoing work is focussed on elucidating the functional role of proteins identified as differentially expressed in FV-infected DC in a genotype-dependent manner, which therefore may contribute to the differential course of FV infection in vivo in BALB/c versus C57BL/6 mice. So far, more than 300 proteins have been identified which are differently regulated in FV-infected vs. uninfected DC from both mouse strains. One of these proteins, S100A9, was strongly upregulated specifically in BMDC derived from FV-infected C57BL/6 BM cells. S100A9-/- mice were more sensitive towards inoculation with FV than corresponding wild type (WT) mice (both C57BL/6 background), which suggests a decisive role of this factor for anti-viral defense. In addition, FV-infected S100A9-/- BMDC showed lower motility than WT DC. The future work is aimed to further elucidate the functional importance of S100A9 for DC functions. To exploit the potential of DC for immunotherapeutic applications, in another project of this PhD study the usability of different types of functionalized nanoparticles

Induktion tolerogener dendritischer Zellen zur Suppression von experimenteller autoimmuner Enzephalomyelitis und Kontaktallergie

Dendritische Zellen (DC) spielen als professionelle antigenpräsentierende Zellen (APC) eine zentrale Rolle in der Aktivierung und Regulierung antigenspezifischer Immunantworten. Aus diesem Grund wird der therapeutische Einsatz von DC zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen und Allergien sowie zur Tumorbekämpfung erforscht. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit untersuchten wir das Potenzial einer biolistischen DNA-Vakzinierung zur Induktion tolerogener DC in vivo. Im Tiermodell der Myelin-Oligodendrozyten-Glykoprotein Peptid 35-55 (MOGp35-55) induzierten experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE) sollte mittels präventiver biolistischer Kovakzinierung von Plasmid-DNA kodierend für MOG und die immunregulatorischen Zytokine TGFβ oder IL-10 eine protektive Immunität induziert werden. Die MOG-Expression stand dabei entweder unter der Kontrolle des ubiquitär aktiven CMV-Promotors oder des murinen Fascin-Promotors, um eine ektopische MOG-Expression spezifisch in dermalen DC und Langerhanszellen zu erreichen. Dass MOGp35-55-präsentierende DC nach biolistischer DNA-Vakzinierung von der Haut in die drainierenden Lymphknoten migrieren und dort T-Zellen aktivieren, konnte im Vorfeld anhand einer substanziellen Proliferation von MOGp35-55-reaktiven 2D2 T-Zellen nachgewiesen werden. Im präventiven Ansatz der MOGp35-55-induzierten EAE zeigten Mäuse, die mit MOG-kodierenden Plasmiden biolistisch transfiziert wurden, eine leicht reduzierte EAE-Symptomatik. Die Kotransfektion von MOG und TGFβ führte zu einer Verstärkung der EAE-Suppression – unabhängig davon, ob die MOG-Expression unter der Kontrolle des CMV- oder des Fascin-Promotors stand. Interessanterweise resultierte die Koapplikation von MOG- und IL-10-kodierender Plasmid-DNA nur bei DC-fokussierter MOG-Expression zu reduzierter EAE-Symptomatik. Für biolistische DNA-Vakzinierungen stellt somit der Fascin-Promotor eine potente Alternative zu viralen Promotoren dar. Entsprechend der milderen EAE-Symptome beobachteten wir bei behandelten EAE-Mäusen einen geringeren Grad an Demyelinisierung sowie eine reduzierte Infiltration des ZNS mit IFNγ-produzierenden CD4+ Th1- und IL-17-produzierenden CD4+ Th17-Zellen. Desweiteren zeigten Milzzellen ex vivo nach MOGp35-55-Restimulation eine inhibierte Proliferation und eine signifikant reduzierte IFNγ- und IL-17-Zytokinproduktion. Überraschenderweise ging die antigenspezifische Immunsuppression nicht mit der Expansion von Foxp3+ regulatorischen T-Zellen einher. Da die Milzen aber erhöhte Mengen an CD8+IFNγ+ T-Zellen aufweisen, könnte ein zytotoxisch-suppressiver Mechanismus für die Inhibition der Th1- und Th17-Immunantwort verantwortlich sein. Nachfolgende Untersuchungen sind notwendig, um die induzierten immunologischen Mechansimen mittels biolistischer DNA-Vakzinierung aufzuklären. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der Generierung von tolerogenen DC in vitro. Dafür wurden murine Knochenmarkszellen unter DC-differenzierenden Bedingungen in Gegenwart des synthetischen Glucocorticoids Dexamethason (DEX) kultiviert. Die DEX-Zugabe führte zur Differenzierung von APC mit geringer CD11c-Expression. DEX-APC waren in vitro weitestgehend gegen LPS stimulierungsresistent und zeigten eine reduzierte Expression von MHC-II und den kostimulatorischen Molekülen CD80, CD86 und CD40. Ihrem tolerogenen Phänotyp entsprechend besaßen DEX-APC ein geringeres syngenes T-Zellstimulierungspotenzial als unbehandelte BM-DC. Anhand der erhöhten Oberflächenexpression von CD11b, GR1 und F4/80 besteht eine phänotypische Ähnlichkeit zu myeloiden Suppressorzellen. Die Fähigkeit von DEX-APC in vivo antigenspezifische Toleranz zu induzieren, wurde durch einen therapeutischen Ansatz im murinen Krankheitsmodell der Kontaktallergie überprüft. Die therapeutische Applikation von DEX-APC führte hierbei im Vergleich zur Applikation von PBS oder unbehandelten BM-DC zu einer signifikant reduzierten Ohrschwellungsreaktion. Zusammenfassend demonstrieren die Ergebnisse dieser Arbeit, dass potente tolerogene DC sowohl in vivo als auch in vitro induziert werden können. Dass diese Zellpopulation effektiv antigenspezifische Immunreaktionen supprimieren kann, macht sie zu einem vielversprechenden Werkzeug in der Behandlung von Autoimmunerkrankungen und Allergien.rn