Leishmania (V.) braziliensis and L. (L.) amazonensis promote differential expression of dendritic cells and cellular immune response in murine model

The expression of Langerhans cell (LC) and dermal dendritic cell (dDC) as well as T CD4+ and CD8+ immune responses was evaluated in the skin of BALB/c mice experimentally infected by L. (L.) amazonensis (La) and L. (V.) braziliensis (Lb). At 4th and 8th weeks post infection (PI), skin biopsies were collected to determine the parasite load and CD207+, CD11c+, CD4+, CD8+, iNOS+ cellular densities. Cytokine (IFN-?, IL-4 and IL-10) profiles were also analysed in draining lymph node. At 4th week, the densities of CD207+ and CD11c+ were higher in the La infection, while in the Lb infection, these markers revealed a significant increase at 8th week. At 4th week, CD4+ and CD8+ were higher in the La infection, but at 8th week, there was a substantial increase in both markers in the Lb infection. iNOS+ was higher in the Lb infection at 4th and 8th weeks. In contrast, the parasite load was higher in the La infection at 4th and 8th weeks. The concentration of IFN-? was higher in the Lb infection, but IL-4 and IL-10 were higher in the La infection at 4th and 8th weeks. These results confirm the role of the Leishmania species in the BALB/c mice disease characterized by differences in the expression of dendritic cells and cellular immune response.

Exogenous Administration of 15d-PGJ(2)-Loaded Nanocapsules Inhibits Bone Resorption in a Mouse Periodontitis Model

The 15-deoxy-(Delta 12,14)-PG J(2) (15d-PGJ(2)) has demonstrated excellent anti-inflammatory results in different experimental models. It can be used with a polymeric nanostructure system for modified drug release, which can change the therapeutic properties of the active principle, leading to increased stability and slower/prolonged release. The aim of the current study was to test a nano-technological formulation as a carrier for 15d-PGJ(2), and to investigate the immunomodulatory effects of this formulation in a mouse periodontitis model. Poly (D, L-lactide-coglycolide) nanocapsules (NC) were used to encapsulate 15d-PGJ(2). BALB/c mice were infected on days 0, 2, and 4 with Aggregatibacter actinomycetemcomitans and divided into groups (n = 5) that were treated daily during 15 d with 1, 3, or 10 mu g/kg 15d-PGJ(2)-NC. The animals were sacrificed, the submandibular lymph nodes were removed for FACS analysis, and the jaws were analyzed for bone resorption by morphometry. Immunoinflammatory markers in the gingival tissue were analyzed by reverse transcriptase-quantitative PCR, Western blotting, or ELISA. Infected animals treated with the 15d-PGJ(2)-NC presented lower bone resorption than infected animals without treatment (p < 0.05). Furthermore, infected animals treated with 10 mu g/kg 15d-PGJ(2)-NC had a reduction of CD4(+)CD25(+)FOXP3(+) cells and CD4/CD8 ratio in the submandibular lymph node (p < 0.05). Moreover, CD55 was upregulated, whereas RANKL was downregulated in the gingival tissue of the 10 mu g/kg treated group (p < 0.05). Several proinflammatory cytokines were decreased in the group treated with 10 mu g/kg 15d-PGJ(2)-NC, and high amounts of 15d-PGJ(2) were observed in the gingiva. In conclusion, the 15d-PGJ(2)-NC formulation presented immunomodulatory effects, decreasing bone resorption and inflammatory responses in a periodontitis mouse model. The Journal of Immunology, 2012, 189: 1043-1052.

IFN-gamma Plays a Unique Role in Protection against Low Virulent Trypanosoma cruzi Strain

Background: T. cruzi strains have been divided into six discrete typing units (DTUs) according to their genetic background. These groups are designated T. cruzi I to VI. In this context, amastigotes from G strain (T. cruzi I) are highly infective in vitro and show no parasitemia in vivo. Here we aimed to understand why amastigotes from G strain are highly infective in vitro and do not contribute for a patent in vivo infection. Methodology/Principal Findings: Our in vitro studies demonstrated the first evidence that IFN-gamma would be associated to the low virulence of G strain in vivo. After intraperitoneal amastigotes inoculation in wild-type and knockout mice for TNF-alpha, Nod2, Myd88, iNOS, IL-12p40, IL-18, CD4, CD8 and IFN-gamma we found that the latter is crucial for controlling infection by G strain amastigotes. Conclusions/Significance: Our results showed that amastigotes from G strain are highly infective in vitro but did not contribute for a patent infection in vivo due to its susceptibility to IFN-gamma production by host immune cells. These data are useful to understand the mechanisms underlying the contrasting behavior of different T. cruzi groups for in vitro and in vivo infection.

The influence of human papillomavirus type and HIV status on the lymphomononuclear cell profile in patients with cervical intraepithelial lesions of different severity

Abstract Background Immunological alterations are implicated in the increased prevalence of high-grade squamous intraepithelial lesions (HG-SIL) and persistent human papillomavirus (HPV) infection. This study evaluated the expression of CD4, CD8, CD25 (IL-2Rα) and CD28 antigens from SIL biopsies, stratified by HIV status and HPV-type. Biopsies specimens from 82 (35 HIV+) women with a normal cervix, low-grade (LG-SIL) or high-grade lesions (HG-SIL) were studied. CD molecule expression was evaluated by immunohistochemistry and HPV detection/typing performed using PCR techniques. Results CD4 stromal staining was increased in patients with HPV18. Women with HPV16 infection showed decreased: a) CD8 and CD25 stromal staining, b) CD25 staining in LG-SIL epithelium and in HG-SIL stroma. In HIV- women samples, CD28 epithelial staining and CD8 stromal staining surrounding metaplastic epithelium were less intense and even absent, as compared to HIV+ women. Both epithelial and stromal CD8 staining was more intense in the HG-SIL/HIV+ group than in the HG-SIL/HIV- group. Positive correlations were observed between CD4/CD25, CD4/CD28 and CD25/CD28 in the stroma and CD25/CD28 in the epithelium. Conclusion HIV status and HPV-type may influence the lymphomononuclear cell profile present in the spectrum of cervical lesions. The knowledge of the infiltrating cell profile in cervical tumours may help the development of specific anti-tumoural strategies.

Hyaluronidase recruits mesenchymal-like cells to the lung and ameliorates fibrosis

Hyaluronidases (HYALs) comprise a group of enzymes that degrade hyaluronic acid (HA). In this report, we reveal that a single intranasal inoculation of HYAL induces an increase in mononuclear cells within the bronchoalveolar space demonstrating a mesenchymal-like phenotype, expressing stem cell antigen-1 (SCA-1), CD44 and CD73 but not CD34, CD45, CD3, CD4, CD8 or CD19. This influx of mesenchymal stem cell (MSC)-like cells was dependent on leukotriene production within the lung parenchyma. These findings prompted experiments demonstrating that HYAL treatment potently blocked bleomycin-induced lung injury and fibrosis while decreasing transforming growth factor (TGF)-β production and collagen deposition. These data suggest that HYAL is a novel and promising tool to use autologous MSC-like cells in the treatment of pulmonary fibrosis.

Exercise and caloric restriction alter the immune system of mice submitted to a high-fat diet

As the size of adipocytes increases during obesity, the establishment of resident immune cells in adipose tissue becomes an important source of proinflammatory mediators. Exercise and caloric restriction are two important, nonpharmacological tools against body mass increase. To date, their effects on the immune cells of adipose tissue in obese organisms, specifically when a high-fat diet is consumed, have been poorly investigated. Thus, after consuming a high-fat diet, mice were submitted to chronic swimming training or a 30% caloric restriction in order to investigate the effects of both interventions on resident immune cells in adipose tissue. These strategies were able to reduce body mass and resulted in changes in the number of resident immune cells in the adipose tissue and levels of cytokines/chemokines in serum. While exercise increased the number of NK cells in adipose tissue and serum levels of IL-6 and RANTES, caloric restriction increased the CD4+/CD8+ cell ratio and MCP-1 levels. Together, these data demonstrated that exercise and caloric restriction modulate resident immune cells in adipose tissues differently in spite of an equivalent body weight reduction. Additionally, the results also reinforce the idea that a combination of both strategies is better than either individually for combating obesity

Induktion regulatorischer T-Zellen zur Inhibition allergenspezifischer Immunantworten im Mausmodell der Typ I-Allergie

Die Induktion regulatorischer T-Zellen (Treg) spielt im Zusammenhang mit der Kontrolle allergenspezifischer Reaktionen, insbesondere auch im Rahmen einer erfolgreichen Hyposensibilisierung mit hohen Allergendosen, eine zentrale Rolle. In der vorliegenden Arbeit wurden die Mechanismen der Rekrutierung allergenspezifischer Treg daher in einem Mausmodell untersucht, in dem analog zur spezifischen Immuntherapie (SIT) die repetitive Verabreichung von hohen Antigendosen einen IgE-spezifischen Suppressionsmechanismus aktiviert, während die Injektion niedriger Antigendosen eine potente IgE-Antwort induziert. Th1-Zellen sowie konventionelle CD4+CD25+ oder CD8+CD28- Treg konnten als Vermittlerpopulationen des suppressiven Effektes in hochdosig immunisierten Mäusen ausgeschlossen werden. Mittels Transferexperimenten wurden erstmals CD4-CD8- doppelt negative Treg als eine die IgE-Suppression vermittelnde Zellpopulation identifiziert. Desweiteren wurden DNA-Transferexperimente durchgeführt, mit dem Ziel, adaptive Treg zum Zwecke der Inhibition allergenspezifischer Immunreaktionen zu induzieren. Dazu wurden IL-10- bzw. TGF-ß-kodierende Plasmide (pCMV-IL-10, pCMV-TGF-ß) hergestellt und in Kombination mit einem Plasmid, welches das Modellallergen ß-Galaktosidase (ßGal) unter der Kontrolle des DC-spezifischen Fascin-Promotors (pFascin-ßGal) kodierte, Mäusen mit der Genpistole appliziert. Die Expression des Modellallergens in Verbindung mit der konstitutiven Produktion von immunsuppressiven Zytokinen sollte bei den mit den transfizierten DC interagierenden antigenspezifischen T-Zellen zu einer verstärkten Differenzierung von Treg führen. Die Experimente zeigten, dass die Koapplikation von IL-10-kodierenden Plasmiden eine Immunsuppression induziert, die sich in einer verminderten antigenspezifischen Antikörperproduktion, Zytokinproduktion und CTL-Induktion zeigt, die jedoch bei nachfolgender Sensibilisierung mit ßGal-Protein nicht aufrechterhalten werden kann. Dahingegen führte die Koapplikation von TGF-ß-kodierenden Plasmiden verbunden mit einer nachfolgenden Sensibilisierung zu einer leichten Inhibition der IgG1- und IgG2a-Produktion verglichen mit der Vakzinierung mit pFascin-ßGal allein. Dieser inhibitorische Effekt von pCMV-TGF-ß wurde interessanterweise nicht bereits nach der DNA-Immunisierung, sondern erst nach Sensibilisierung mit dem Protein beobachtet.

Evaluation eines humanisierten Mausmodells der allergischen Atemwegsentzündung

Aus der zunehmenden Prävalenz allergischer Erkrankungen vor allem in den Industrienationen ergibt sich ein erhöhter Bedarf an Grundlagenforschung im Bereich von Allergie und Asthma sowie der Entwicklung innovativer Therapiestrategien. In der vorliegenden Dissertation wurden die immundefizienten Mausstämme NOD-Scid und NOD-Scid gc als vielversprechender translationaler Schritt zwischen dem reinen Tiermodell und der Erprobung neuer Therapieansätze an Probanden in klinischen Studien beleuchtet. Im experimentellen Verlauf der Arbeit wurde ein humanisiertes Mausmodell der allergischen Atemwegsentzündung zunächst in immundefizienten NOD-Scid und darauffolgend in NOD-Scid gc Mäusen etabliert. Diese Mausstämme zeichnen sich durch das Nichtvorhandensein von B- und T-Zellen aus. Im NOD-Scid gc Stamm resultiert aus einer zusätzlichen Mutation des Gens für die gamma-Kette des IL-2 Rezeptors der Verlust von natürlichen Killerzellen (NK-Zellen), was die Immunität in diesem Stamm weiter herabsetzt und eine Humanisierung erleichtert. Die Humanisierung der Mäuse erfolgte durch die intraperitoneale Injektion von mononukleären Zellen des peripheren Blutes (PBMCs), die unter Anwendung der Ficoll-Dichtezentrifugation aus dem Blut von Probanden isoliert wurden. Für die Gewinnung der PBMCs wurden zum einen Asthma-Patienten mit einer hochgradigen Sensibilisierung gegen Birkenpollen herangezogen. Zum anderen wurden in Kontrollexperimenten PBMCs nicht-allergischer Probanden verwendet. Während sich für den NOD-Scid Stamm 80 Millionen PBMCs als angemessene Transferzahl erwiesen, reichten für die Rekonstitution des NOD-Scid gc Stammes 5 Millionen PBMCs aus. Eine Analyse der Tiere erfolgte 24 Tage nach Injektion der humanen Zellen. Der Transfer der PBMCs allergischer Asthmatiker führte besonders nach additiver Applikation des Birkenallergens sowie des humanen rekombinanten Zytokins IL-4 und darauffolgender nasaler allergener Provokation zu einer starken pulmonalen Entzündung in den Mäusen. Die nasale Allergenprovokation an den Tagen 20-22 nach PBMC-Transfer erwies sich für das Aufkommen der Inflammation als unbedingt erforderlich. Die nasale Provokation mit Phosphat-gepufferter Salzlösung (PBS) mündete in einer herabgesetzten Inflammation ohne Ausprägung einer Atemwegsüberempfindlichkeit (AHR), reduzierten Zellzahlen in der bronchoalveolären Lavage (BAL) sowie verminderten Frequenzen humaner Zellen in den Lungen von Versuchstieren, die mit atopischen PBMCs supplementiert mit Birkenallergen und IL-4 rekonstituiert wurden. Die Allergenabhängigkeit des etablierten Modells wurde anhand von Experimenten untermauert, die verdeutlichten, dass ein Transfer von PBMCs nicht-allergischer Probanden trotz Zugabe des Allergens und humanem IL-4 keine Atemwegsinflammation auslöste. Bei den humanen Zellen, die an Tag 24 nach Rekonstitution in den Mäusen detektiert werden konnten, handelte es sich hauptsächlich um T-Zellen. Innerhalb dieser CD3+ T-Zellen konnten CD4+ und CD8+ T-Zellen differenziert werden. Depletionsexperimente, in denen nach Gewinnung der PBMCs aus dem Blut der Probanden verschiedene T-Zellsubpopulationen (CD3+, CD4+, CD8+) eliminiert wurden, führten zu dem Befund, dass die allergische Atemwegsentzündung in dem System von humanen CD4+ T-Zellen abhängig war. Nach der Etablierung des humanisierten Mausmodells der allergischen Atemwegsentzündung wurde das System zur Analyse des suppressionsfördernden Potentials des HIV-1 - Hüllproteins gp120 genutzt. Die Applikation von gp120 führte zu einer Reduktion der Atemwegsinflammation. Dies äußerte sich in einer Aufhebung der AHR, verminderten Zellzahlen in der BAL sowie dem reduzierten Einstrom humaner T-Zellen in die Lungen der rekonstituierten Tiere. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die anti-inflammatorische Wirkung des gp120 strikt von der Anwesenheit regulatorischer T-Zellen (Tregs) innerhalb der für die Humanisierung genutzten PBMCs abhängig war. Eine Depletion der Tregs vor Transfer in die Mäuse führte zum Verlust der anti-inflammatorischen Effekte des gp120. Diese Ergebnisse sprechen für die Modulation regulatorischer T-Zellen als hoffnungsvolle Maßnahme in der Behandlung allergischer Erkrankungen. Die im Rahmen dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse eröffnen innovative Ansätze zur Analyse neuer Therapiestrategien in einem Testsystem, dass die Erforschung humaner Zellinteraktionen sowie die Wirkung potentieller Arzneistoffe auf humane Zellen unter in vivo Bedingungen erlaubt.

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

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

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

Individualisierte Krebstherapie : präklinischer „proof of concept“ einer mutationsspezifischen Immuntherapie

Da nicht-synonyme tumorspezifische Punktmutationen nur in malignen Geweben vorkommen und das veränderte Proteinprodukt vom Immunsystem als „fremd“ erkannt werden kann, stellen diese einen bisher ungenutzten Pool von Zielstrukturen für die Immuntherapie dar. Menschliche Tumore können individuell bis zu tausenden nicht-synonymer Punktmutationen in ihrem Genom tragen, welche nicht der zentralen Immuntoleranz unterliegen. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Hypothese zu untersuchen, dass das Immunsystem in der Lage sein sollte, mutierte Epitope auf Tumorzellen zu erkennen und zu klären, ob auf dieser Basis eine wirksame mRNA (RNA) basierte anti-tumorale Vakzinierung etabliert werden kann. Hierzu wurde von Ugur Sahin und Kollegen, das gesamte Genom des murinen B16-F10 Melanoms sequenziert und bioinformatisch analysiert. Im Rahmen der NGS Sequenzierung wurden mehr als 500 nicht-synonyme Punktmutationen identifiziert, von welchen 50 Mutationen selektiert und durch Sanger Sequenzierung validiert wurden. rnNach der Etablierung des immunologischen Testsysteme war eine Hauptfragestellung dieser Arbeit, die selektierten nicht-synonyme Punktmutationen in einem in vivo Ansatz systematisch auf Antigenität zu testen. Für diese Studien wurden mutierte Sequenzen in einer Länge von 27 Aminosäuren genutzt, in denen die mutierte Aminosäure zentral positioniert war. Durch die Länge der Peptide können prinzipiell alle möglichen MHC Klasse-I und -II Epitope abgedeckt werden, welche die Mutation enthalten. Eine Grundidee des Projektes Ansatzes ist es, einen auf in vitro transkribierter RNA basierten oligotopen Impfstoff zu entwickeln. Daher wurden die Impfungen naiver Mäuse sowohl mit langen Peptiden, als auch in einem unabhängigen Ansatz mit peptidkodierender RNA durchgeführt. Die Immunphänotypisierung der Impfstoff induzierten T-Zellen zeigte, dass insgesamt 16 der 50 (32%) mutierten Sequenzen eine T-Zellreaktivität induzierten. rnDie Verwendung der vorhergesagten Epitope in therapeutischen Vakzinierungsstudien bestätigten die Hypothese das mutierte Neo-Epitope potente Zielstrukturen einer anti-tumoralen Impftherapie darstellen können. So wurde in therapeutischen Tumorstudien gezeigt, dass auf Basis von RNA 9 von 12 bestätigten Epitopen einen anti-tumoralen Effekt zeigte.rnÜberaschenderweise wurde bei einem MHC Klasse-II restringierten mutiertem Epitop (Mut-30) sowohl in einem subkutanen, als auch in einem unabhängigen therapeutischen Lungenmetastasen Modell ein starker anti-tumoraler Effekt auf B16-F10 beobachtet, der dieses Epitop als neues immundominantes Epitop für das B16-F10 Melanom etabliert. Um den immunologischen Mechanismus hinter diesem Effekt näher zu untersuchen wurde in verschieden Experimenten die Rolle von CD4+, CD8+ sowie NK-Zellen zu verschieden Zeitpunkten der Tumorentwicklung untersucht. Die Analyse des Tumorgewebes ergab, eine signifikante erhöhte Frequenz von NK-Zellen in den mit Mut-30 RNA vakzinierten Tieren. Das NK Zellen in der frühen Phase der Therapie eine entscheidende Rolle spielen wurde anhand von Depletionsstudien bestätigt. Daran anschließend wurde gezeigt, dass im fortgeschrittenen Tumorstadium die NK Zellen keinen weiteren relevanten Beitrag zum anti-tumoralen Effekt der RNA Vakzinierung leisten, sondern die Vakzine induzierte adaptive Immunantwort. Durch die Isolierung von Lymphozyten aus dem Tumorgewebe und deren Einsatz als Effektorzellen im IFN-γ ELISPOT wurde nachgewiesen, dass Mut-30 spezifische T-Zellen das Tumorgewebe infiltrieren und dort u.a. IFN-γ sekretieren. Dass diese spezifische IFN-γ Ausschüttung für den beobachteten antitumoralen Effekt eine zentrale Rolle einnimmt wurde unter der Verwendung von IFN-γ -/- K.O. Mäusen bestätigt.rnDas Konzept der individuellen RNA basierten mutationsspezifischen Vakzine sieht vor, nicht nur mit einem mutations-spezifischen Epitop, sondern mit mehreren RNA-kodierten Mutationen Patienten zu impfen um der Entstehung von „escape“-Mutanten entgegenzuwirken. Da es nur Erfahrung mit der Herstellung und Verabreichung von Monotop-RNA gab, also RNA die für ein Epitop kodiert, war eine wichtige Fragestellungen, inwieweit Oligotope, welche die mutierten Sequenzen sequentiell durch Linker verbunden als Fusionsprotein kodieren, Immunantworten induzieren können. Hierzu wurden Pentatope mit variierender Position des einzelnen Epitopes hinsichtlich ihrer in vivo induzierten T-Zellreaktivitäten charakterisiert. Die Experimente zeigten, dass es möglich ist, unabhängig von der Position im Pentatop eine Immunantwort gegen ein Epitop zu induzieren. Des weiteren wurde beobachtet, dass die induzierten T-Zellfrequenzen nach Pentatop Vakzinierung im Vergleich zur Nutzung von Monotopen signifikant gesteigert werden kann.rnZusammenfassend wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit präklinisch erstmalig nachgewiesen, dass nicht-synonyme Mutationen eine numerisch relevante Quelle von Zielstrukturen für die anti-tumorale Immuntherapie darstellen. Überraschenderweise zeigte sich eine dominante Induktion MHC-II restringierter Immunantworten, welche partiell in der Lage waren massive Tumorabstoßungsreaktionen zu induzieren. Im Sinne einer Translation der gewonnenen Erkenntnisse wurde ein RNA basiertes Oligotop-Format etabliert, welches Eingang in die klinische Testung des Konzeptes fand.rn

Skin-infiltrating T cells and cytokine expression in Icelandic horses affected with insect bite hypersensitivity: a possible role for regulatory T cells

Equine insect bite hypersensitivity (IBH) is a seasonally recurrent, pruritic skin disorder caused by an IgE-mediated reaction to salivary proteins of biting flies, predominantly of the genus Culicoides. The aim of this study was to define T cell subsets and cytokine profile in the skin of IBH-affected Icelandic horses with particular focus on the balance between T helper (Th) 1, Th2 and T regulatory (Treg) cells. Distribution and number of CD4+, CD8+ and Forkhead box P3 (FoxP3)+ T cells were characterized by immunohistochemical staining in lesional and non-lesional skin of moderately and severely IBH-affected horses (n=14) and in the skin of healthy control horses (n=10). Using real-time quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction, mRNA expression levels of Th2 cytokines (Interleukin (IL)-4, IL-5, IL-13), Th1 cytokines (Interferon-gamma), regulatory cytokines (Transforming Growth Factor beta1, IL-10) and the Treg transcription factor FoxP3 were measured in skin and blood samples. Furthermore, Culicoides nubeculosus specific serum IgE levels were assessed. Lesions of IBH-affected horses contained significantly higher numbers of CD4+ cells than skin of healthy control horses. Furthermore, the total number of T cells (CD4+ and CD8+) was significantly increased in lesional compared to non-lesional skin and there was a tendency (p=0.07) for higher numbers of CD4+ cells in lesional compared to non-lesional skin. While the number of FoxP3+ T cells did not differ significantly between the groups, the ratio of Foxp3 to CD4+ cells was significantly lower in lesions of severely IBH-affected horses than in moderately affected or control horses. Interestingly, differences in FoxP3 expression were more striking at the mRNA level. FoxP3 mRNA levels were significantly reduced in lesional skin, compared both to non-lesional and to healthy skin and were also significantly lower in non-lesional compared to healthy skin. Expression levels of IL-13, but not IL-4 or IL-5, were significantly elevated in lesional and non-lesional skin of IBH-affected horses. IL-10 levels were lower in lesional compared to non-lesional skin (p=0.06) and also lower (p=0.06) in the blood of IBH-affected than of healthy horses. No significant changes were observed regarding blood expression levels of Th1 and Th2 cytokines or FoxP3. Finally, IBH-affected horses had significantly higher Culicoides nubeculosus specific serum IgE levels than control horses. The presented data suggest that an imbalance between Th2 and Treg cells is a characteristic feature in IBH. Treatment strategies for IBH should thus aim at restoring the balance between Th2 and Treg cells.

Stable virulence levels in the HIV epidemic of Switzerland over two decades

OBJECTIVE: To determine whether the virulence of HIV-1 has been changing since its introduction into Switzerland. DESIGN: A prospective cohort study of HIV-1 infected individuals with well-characterized pre-therapy disease history. METHODS: To minimize the effect of recently imported viruses and ethnicity-associated host factors, the analysis was restricted to the white, north-west-European majority population of the cohort. Virulence was characterized by the decline slope of the CD4 cell count (n = 817 patients), the decline slope of the CD4:CD8 ratio (n = 815 patients) and the viral setpoint (n = 549 patients) in untreated patients with sufficient data points. Linear regression models were used to detect correlations between the date of diagnosis (ranging between 1984 and 2003) and the virulence markers, controlling for gender, exposure category, age and CD4 cell count at entry. RESULTS: We found no correlation between any of the virulence markers and the date of diagnosis. Inspection of short-term trends confirmed that virulence has fluctuated around a stable level over time. CONCLUSIONS: The lack of long-term time trends in the virulence markers indicates that HIV-1 is not evolving towards increasing or decreasing virulence at a perceptible rate. Both highly virulent and attenuated strains have apparently been unable to spread at the population level. This result suggests that either the evolution of virulence may be slow or inhibited due to evolutionary constraints, or HIV-1 may have already evolved to optimal virulence in the human host.

T cell-mediated hypersensitivity to quinolones: mechanisms and cross-reactivity

BACKGROUND: Quinolones are widely used, broad spectrum antibiotics that can induce immediate- and delayed-type hypersensitivity reactions, presumably either IgE or T cell mediated, in about 2-3% of treated patients. OBJECTIVE: To better understand how T cells interact with quinolones, we analysed six patients with delayed hypersensitivity reactions to ciprofloxacin (CPFX), norfloxacin (NRFX) or moxifloxacin (MXFX). METHODS: We confirmed the involvement of T cells in vivo by patch test and in vitro by means of the lymphocyte proliferation test (LTT). The nature of the drug-T cell interaction as well as the cross-reactivity with other quinolones were investigated through the generation and analysis (flow cytometry and proliferation assays) of quinolone-specific T cell clones (TCC). RESULTS: The LTT confirmed the involvement of T cells because peripheral blood mononuclear cells (PBMC) mounted an enhanced in vitro proliferative response to CPFX and/or NRFX or MXFX in all patients. Patch tests were positive after 24 and 48 h in three out of the six patients. From two patients, CPFX- and MXFX-specific CD4(+)/CD8(+) T cell receptor (TCR) alphabeta(+) TCC were generated to investigate the nature of the drug-T cell interaction as well as the cross-reactivity with other quinolones. The use of eight different quinolones as antigens (Ag) revealed three patterns of cross-reactivity: clones exclusively reacting with the eliciting drug, clones with a limited cross-reactivity and clones showing a broad cross-reactivity. The TCC recognized quinolones directly without need of processing and without covalent association with the major histocompatability complex (MHC)-peptide complex, as glutaraldehyde-fixed Ag-presenting cells (APC) could present the drug and washing quinolone-pulsed APC removed the drug, abrogating the reactivity of quinolone-specific TCC. CONCLUSION: Our data show that T cells are involved in delayed immune reactions to quinolones and that cross-reactivity among the different quinolones is frequent.

Efalizumab-associated papular psoriasis

BACKGROUND: Efalizumab is a human anti-CD11a monoclonal antibody used in the treatment of patients with moderate to severe plaque psoriasis. Some of the patients develop new papular lesions during treatment, which are predominantly located in the flexural regions. OBSERVATION: Four patients with recalcitrant psoriasis undergoing treatment with efalizumab presented with erythematous, partly scaly papules and small plaques on previously unaffected areas after 4 to 10 weeks of efalizumab therapy. Tissue sections of biopsy specimens were stained with hematoxylin-eosin, and immunohistochemical staining was performed using monoclonal antibodies against CD3, CD4, CD8, T-cell-restricted intracellular antigen 1, granzyme B, neutrophil elastase, CD68, CD1a, CD11c, HLA-DR, CD25, CD20, and CD56. Histopathological and immunohistochemical examination of the lesions showed features consistent with psoriasis and activation of various leukocyte subtypes including T cells, dendritic cells, macrophages, and neutrophils. CONCLUSIONS: Papular eruptions appearing during efalizumab therapy represent new psoriatic lesions and could be referred to as efalizumab-associated papular psoriasis (EAPP). They usually do not necessitate termination of efalizumab therapy and may optionally be treated with topical corticosteroids. Dermatologists should be aware of these lesions and inform their patients accordingly.