Perfil de memória e ativação de linfócitos T na leishmaniose visceral

Visceral leishmaniasis (VL) in Brazil is a disease caused by Leishmania infantum chagasi (L.i.chagasi). The clinical evolution post-infection depends on the vertebrate host immune response, which is genetically mediated. This study aimed to evaluate the immune response of individuals living in endemic area for VL in the state of the Rio Grande do Norte, considering individuals with VL under treatment (n = 9), recovered VL <1 year post treatment (n = 10), > 10 years posttreatment (n = 9), uninfected individuals living in endemic areas (n = 7), individuals that lost DTH response (n=6) and asymptomatic individuals for VL (n=9). Peripheral blood cells were evaluated in the presence and absence of soluble Leishmania antigens (SLA) and ex vivo, to determine activation, presence of regulatory cells and memory cells. The Leishmania parasitemia and anti-Leishmania antibodies were determined respectively by qPCR and ELISA. Cells from individuals with VL under treatment showed less cell activation after stimulation with SLA for the markers CD4/CD69, CD8/CD69 and CD8/CD25 compared with VL post treatment treatment (p <0.001). Apparently uninfected individuals have a higher cell activation than symptomatic VL (p <0.001), with the exception of CD8/CD25 marker (p = 0.6662). On the other hand, in the ex-vivo group, significant differences were observed for CD4/CD69, CD8/CD69 and CD8/CD25 between the 4 groups due to increased cell activation present in cells of individuals symptomatic LV (p <0.001). VL cells under treatment, ex vivo, have a lower percentage of memory cells (CD4/CD45RO and CD8/CD45RO) than individuals VL post-treatment or control group (p = <0.01). Likewise, individuals with symptomatic VL have fewer regulatory cells when stimulated by SLA [CD4/CD25 (p = 0.0022) and CD4/FOXP3 (p = 0.0016)] and in the ex-vivo group (p = 0.0017). Finally, DNA isolated from recovered VL contained Leishmania DNA, supporting the hypothesis of non-sterile clinical cure for Leishmania infection. Recovered VL, even 10 years after treatment have high levels of memory cells, which may be due to the presence of stimulation, either by reexposure to Leishmania or non-sterile cure

Estado nutricional e efeito da vitamina A na resposta imune frente à infecção por Leishmania Infantum

Nutritional status is an important determinant to the response against Leishmania infection, although few studies have characterized the molecular basis for the association found between malnutrition and the disease. Vitamin A supplementation has long been used in developing countries to prevent mortality by diarrheal and respiratory diseases, but there are no studies on the role of vitamin A in Leishmania infection, although we and others have found vitamin A deficiency in visceral Leishmaniasis (VL). Regulatory T cells are induced in vitro by vitamin A metabolites and are considered important cells implicated T CD4+ cell suppression in human VL. This work aimed to examine the correlation of nutritional status and the effect of vitamin A in the response against Leishmania infantum infection. A total of 179 children were studied: 31 had active VL, 33 VL history, 44 were DTH+ and 71 were DTH- and had negative antibody to Leishmania (DTH-/Ac-). Peripheral blood monuclear cells were isolated in a subgroup of 10 active VL and 16 DTH-/Ac- children and cultivated for 20h under 5 different conditions: 1) Medium, 2) Soluble promastigote L. infantum antigens (SLA), 3) All-trans retinoic acid (ATRA), 4) SLA + ATRA and 5) Concanavalin A. T CD4+CD25highFoxp3+, T CD4+CD25-Foxp3- and CD14+ monocytes were stained and studied by flow cytometry for IL-10, TGF-&#946; and IL-17 production. Nutritional status was compromised in VL children, which presented lower BMI/Age and retinol concentrations when compared to healthy controls. We found a negative correlation between nutritional status (measured by BMI/Age and serum retinol) and anti-Leishmania antibodies and acute phase proteins. There was no correlation between nutritional status and parasite load. ATRA presented a dual effect in Treg cells and monocytes: In healthy children (DTH-/Ac-), it induced a regulatory response, increasing IL-10 and TGF-&#946; production; in VL children it modulated the immune response, preventing increased IL-10 production after SLA stimulation. Furthermore, we found a positive correlation between BMI/Age and IL-17 production and negative correlation between serum retinol and IL-10 and TGF-&#946; production in T CD4+CD25highFoxp3+ cells after SLA stimulus. Our results show a potential dual role of vitamin A in the immune system: improvement of regulatory profile during homeostasis and down modulation of IL-10 in Treg cells and monocytes during symptomatic VL. Therefore, the use of vitamin A concomitant to VL therapy might improve recovery from disease status in Leishmania infantum infection

Análise de células t regulatórias foxp3+no líquen plano oral

T regulatory cells have the function of controlling immune responses and maintaining self-tolerance. The FoxP3 has been considered the most specific marker for Treg cells. The aiming of this paper was to evaluate the immunoexpression of FoxP3 in the inflammatory infiltrate from oral lichen planus (OLP) and to compare it with the infiltrate in fibrous inflammatory hyperplasia (FIH) and then, between reticular and erosive forms of OLP. The samples were composed by 32 cases of OLP (17 reticular and 15 erosive) beyond 10 cases of FIH that were submitted to immunohistochemistry staining for FoxP3. Localization of the staining was classified in underepithelial and intraepithelial and the amount of FoxP3+ cells was evaluated through cells counting in 10 consecutive fields, at 400x power magnification. The values were expressed in mean ± standart deviation, and submitted to statistical tests with 5% of significance level. It was observed a statistical significant difference in the amount of FoxP3+ Treg cells between the two combined forms of OLP (1,6 ± 2,2) and the FIH (0,5 ±0,4) (P<0,05). This maybe could be explained by immunological mechanism of OLP, which involves a permanent antigenic induction likely with consequent perpetuation of lesion, eliciting the proliferation and constant recruitment of Treg cells. Otherwise, FIH presents a different etiopathogenesis, in which there is also generation of a variable inflammatory infiltrate, however qualitatively distinct from that seen in OLP. The erosive form of OLP exhibited a greater number (1,7 ± 2,4) of FoxP3+ Treg cells than reticular form (1,5 ± 2,1). These alterations could have relation with the great disease activity verified in erosive OLP, or also, with abnormalities in the regulatory function of Treg cells that could cause the increase observed. Considering the capacity already well established in the literature, both about Treg cells in modulating immune responses, as in the oral mucosa in showing great potential for regeneration, it is suggested that the possibility of development and implantation of immunotherapeutic strategies that regulate the frequency and function of these cells, may help in future treatment of immune-mediated inflammatory diseases such as OLP

Experimental autoimmune encephalomyelitis evolution was not modified by multiple infections with Strongyloides venezuelensis

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

Células T reguladoras em sangue periférico de cães portadores de mastocitoma cutâneo

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

CD25(+) T cell depletion impairs murine squamous cell carcinoma development via modulation of antitumor immune responses

Squamous cell carcinoma (SCC) constitutes a microenvironment that could modulate the antitumor immune response. Also, tumor-infiltrating lymphocytes are believed to play complex regulatory roles in antitumor immunity against SCC. The presence of regulatory T cells (Tregs) has been associated with the suppression of tumor-reactive T cells. However, the underlying mechanism for this T cell dysfunction is not clear. We used a multistage model of SCC to examine the role of Treg cells during tumor development. 7,12-dimethylbenz[a]-anthracene/phorbol 12-myristate 13-acetate treatment and systemic depletion of Treg cells using an anti-CD25 monoclonal antibody (PC61) resulted in a decrease in the number and incidence of papilloma. Furthermore, CD25 depletion increased the proportion of CD8(+) and CD4(+) T cells that were isolated from tumor lesions. The levels of interleukin (IL)-1 beta, IL-10, IL-12, IL-13, interferon-gamma, transforming growth factor-beta and tumor necrosis factor-alpha, but not IL-17, were increased in the tumor microenvironment after Treg depletion. Therefore, our results indicated involvement of CD25(+) T cells in SCC development and in the suppression of the inflammatory immune response.

Cellular Infiltrates and NF kappa B Subunit c-Rel Signaling in Kidney Allografts of Patients With Clinical Operational Tolerance

Background. Nuclear factor kappa B (NF kappa B) plays a potential role in tolerance by orchestrating onset and resolution of inflammation and regulatory T cell differentiation through subunit c-Rel. We characterized cellular infiltrates and expression of NF kappa B1, c-Rel and its upstream regulators phosphatidylinositol 3-kinase/RAC-alpha serine/threonine kinase, in allograft biopsies from patients with spontaneous clinical operational tolerance (COT). Methods. Paraffin-fixed kidney allograft biopsies from 40 patients with COT (n=4), interstitial rejection (IR; n=12), borderline changes (BC; n=12), and long-term allograft function without rejection (NR; n=12) were used in the study. Cellular infiltrates and immunohistochemical expression of key proteins of the NF kappa B pathway were evaluated in the cortical tubulointerstitium and in cellular infiltrates using digital image analysis software. Results were given as mean +/- SEM. Results. Biopsies from patients with COT exhibited a comparable amount of cellular infiltrate to IR, BC, and NR (COT, 191 +/- 81; IR, 291 +/- 62; BC, 178 +/- 45; and NR, 210 +/- 42 cells/mm(2)) but a significantly higher proportion of forkhead box P3-positive cells (COT, 11%+/- 1.7%; IR, 3.5%+/- 0.70%; BC, 3.4%+/- 0.57%; and NR, 3.7%+/- 0.78% of infiltrating cells; P=0.02). c-Rel expression in cellular infiltrates was significantly elevated in IR, BC, and NR when analyzing the number of positive cells per mm(2) (P=0.02) and positive cells per infiltrating cells (P=0.04). In contrast, tubular PI3K and c-Rel expression were significantly higher in IR and BC but not in NR compared with COT (P=0.03 and P=0.006, respectively). With RAC-alpha serine-threonine kinase, similar tendencies were observed (P=0.2). Conclusions. Allografts from COT patients show significant cellular infiltrates but a distinct expression of proteins involved in the NF kappa B pathway and a higher proportion of forkhead box P3-positive cells.

Anti-IL-2 Treatment Impairs the Expansion of T-reg Cell Population during Acute Malaria and Enhances the Th1 Cell Response at the Chronic Disease

Plasmodium chabaudi infection induces a rapid and intense splenic CD4(+) T cell response that contributes to both disease pathogenesis and the control of acute parasitemia. The subsequent development of clinical immunity to disease occurs concomitantly with the persistence of low levels of chronic parasitemia. The suppressive activity of regulatory T (T-reg) cells has been implicated in both development of clinical immunity and parasite persistence. To evaluate whether IL-2 is required to induce and to sustain the suppressive activity of T-reg cells in malaria, we examined in detail the effects of anti-IL-2 treatment with JES6-1 monoclonal antibody (mAb) on the splenic CD4(+) T cell response during acute and chronic P. chabaudi AS infection in C57BL/6 mice. JES6-1 treatment on days 0, 2 and 4 of infection partially inhibits the expansion of the CD4(+)CD25(+)Foxp3(+) cell population during acute malaria. Despite the concomitant secretion of IL-2 and expression of high affinity IL-2 receptor by large CD4(+) T cells, JES6-1 treatment does not impair effector CD4+ T cell activation and IFN-gamma production. However, at the chronic phase of the disease, an enhancement of cellular and humoral responses occurs in JES6-1-treated mice, with increased production of TNF-alpha and parasite-specific IgG2a antibodies. Furthermore, JES6-1 mAb completely blocked the in vitro proliferation of CD4(+) T cells from non-treated chronic mice, while it further increased the response of CD4(+) T cells from JES6-1-treated chronic mice. We conclude that JES6-1 treatment impairs the expansion of T-reg cell population during early P. chabaudi malaria and enhances the Th1 cell response in the late phase of the disease.

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 &lt; 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 &lt; 0.05). Moreover, CD55 was upregulated, whereas RANKL was downregulated in the gingival tissue of the 10 mu g/kg treated group (p &lt; 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.

Immune Regulatory Properties of Allogeneic Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells in the Treatment of Experimental Autoimmune Diabetes

Adipose-derived mesenchymal stem cells (ADMSCs) display immunosuppressive properties, suggesting a promising therapeutic application in several autoimmune diseases, but their role in type 1 diabetes (T1D) remains largely unexplored. The aim of this study was to investigate the immune regulatory properties of allogeneic ADMSC therapy in T cell-mediated autoimmune diabetes in NOD mice. ADMSC treatment reversed the hyperglycemia of early-onset diabetes in 78% of diabetic NOD mice, and this effect was associated with higher serum insulin, amylin, and glucagon-like peptide 1 levels compared with untreated controls. This improved outcome was associated with downregulation of the CD4(+) Th1-biased immune response and expansion of regulatory T cells (Tregs) in the pancreatic lymph nodes. Within the pancreas, inflammatory cell infiltration and interferon-gamma levels were reduced, while insulin, pancreatic duodenal homeobox-1, and active transforming growth factor-beta 1 expression were increased. In vitro, ADMSCs induced the expansion/proliferation of Tregs in a cell contact-dependent manner mediated by programmed death ligand 1. In summary, ADMSC therapy efficiently ameliorates autoimmune diabetes pathogenesis in diabetic NOD mice by attenuating the Th1 immune response concomitant with the expansion/proliferation of Tregs, thereby contributing to the maintenance of functional beta-cells. Thus, this study may provide a new perspective for the development of ADMSC-based cellular therapies for T1D. Diabetes 61:2534-2545, 2012

Rolle von NFATc2 in einem murinen Asthmamodell

Nuclear factor of activated T cells (NFAT) ist eine Familie der Transkriptionsfaktoren, welche eine wichtige Rolle bei der Regulation der T-Zellvermittelten Signalkaskade in der Lymphozytenpopulation spielt. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Nuclear Factor of Activated T cells-2 (NFATc2) defiziente Mäuse einen erhöhten Atemwegswiderstand, einen pathologische Veränderung der Lunge und einen erhöhten IgE Spiegel im Vergleich zu den Wildtypen vorweisen. Die NFATc2 Defizienz konnte ebenfalls sowohl mit einer erhöhten Anzahl an Th2 und Th17 Zellen, die eine erhöhte Proliferation vorweisen, als auch einer erniedrigten Anzahl an CD8+ CD122- T-Zellen, die geringere Mengen an IFN-g produzieren, in Verbindung gebracht werden. Die aus den NFATc2(-/-) Mäusen isolierten CD4+ T-Zellen zeigen im Vergleich zu denen der Wildtypen neben der erhöhten Proliferation einen vermehrte Aktivierung (CD4higCD44highCD69high). Weiterhin konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass in Anwesenheit eines Allergens, die NFATc2(-/-) Mäuse eine erhöhte Anzahl an regulatorischen T-Zellen (CD4+CD25+Foxp3+GITR++) in der Lunge vorweisen, die wiederum die Effektorzellen in diesen hemmen. Ein Grund für die geringere Freisetzung an IFN-g durch die CD8+ T-Zellen in den NFATc2 defizienten Mäusen ist eine erhöhte Subpopulation von CD8+CD122+ (IL-2Rb Kette) CD127hi (IL-7Ra Kette) „long-lived memory Zellen“ in den NFATc2(-/-) Mäusen. Diese besitzen einen regulatorischen Effekt, so dass immundefiziente SCID Mäuse, die in einem adoptiven Transfer mit OVA-spezifischen CD8+ und CD4+ T-Zellen, welchen aus NFATc2(-/-) Mäuse isoliert werden, behandelt wurden, eine erhöhten Atemwegswiderstand, eine erhöhte IL-17 und eine erniedrigte IFN-g Produktion vorweisen. Eine Depletion der memory CD8+CD122+IL-7Rhigh T-Zellen hebt dagegen die verringerte IFN-g Produktion der CD8+CD122- T-Zellen auf und führt zu einer Erniedrigung des Atemwegswiderstandes in einem SCID Model Zusammenfassend zeigen unsere Untersuchungen, dass sowohl die IFN-g Produktion der CD8+ Effektor T-Zellen als auch die Anzahl an CD4+CD25+Foxp3+GITR++ regulatorischen T-Zellen die Entwicklung der Th2 und Th17 als auch die Höhe des Atemwegswiderstandes unterdrückt.

Die Rolle von IL-17 in Patienten und im Mausmodell für Lungen-Adenokarzinom

Die Funktion der Th 17-Zelllinie im Lungenkarzinom wurde noch nicht vollständig verstanden. In dieser Studie wurde darüber berichtet, dass die Expression der Th17-Zellmarker (RORA, RORC2, IL-17A) in den Lungen der Patienten mit Adenokarzinom erhöht ist, und diese mit dem Transkriptionsfaktor der regulatorischen T-Zellen FOXP 3 positiv korrelieren, was auf eine Beziehung dieser Zelltypen deutet. Außerdem hat man auch herausgefunden, dass IL-17A mit T-bet Trankriptionsfaktor in den Patienten entgegengesetzt korreliert. Die Blockade in einem Mausmodell für Lungen-Adenokarzinom resultierte die Reduktion von Tumorbefall in der Lunge, lokale Expansion der IFNg produzierenden CD4+ T-Effektorzellen und Reduktion der CD4+CD25+FOXP3+ regulatorischen T-Zellen. Untersuchungen in T-bet(-/-) Mäusen zeigten, dass die antikarzinogenen Wirkungen der antiIL-17A-Behandlung T-bet Transkriptionsfaktor benötigen, um sowohl die FOXP3 regulatorischen T-Zellen als auch die Th17-Zellen in vivo zu supprimieren. Dementsprechend hat man herausgefunden, dass der Th17-Pfad beim Fehlen des T-bet Transkriptionsfaktors durch Hochregulierung des IL-23 Rezeptors in CD4+ T-Zellen stimuliert wurde. Bemerkenswert, dass der IL-17 Rezeptor hauptsächlich auf den CD4+CD62Lhigh naiven T-Zellen exprimiert wird und sowohl auf den CD4+T-bet+ Th1- als auch auf den CD4+CD25+FOXP3+ Treg -Zellen im Tumor fehlt. Dieses resultiert den Verlust der Kontrolle der IL-17 auf Th1 und Treg-Zellentwicklung. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Blockade des IL-17A eine mögliche klinische Behandlung darstellt, weil sie die IFNg produzierenden Th1 Zellen unterstützt und die CD4+CD25+FOXP3+ regulatorischen T Zellen in Lungen Karzinom reduziert.

Identifizierung und Überexpression immunregulatorischer Moleküle in dendritischen Zellen zur gezielten Modulation ihrer T-Zell-stimulierenden Eigenschaften

Die Modifizierung von dendritischen Zellen (DCs) in vitro erfolgt meist durch eine Behandlung mit Mediatoren, die den Aktivierungszustand sowie die T-Zell-polarisierenden DC-Eigenschaften verändern. In dieser Doktorarbeit sollten zunächst mediatorinduzierte tolerogene Schlüsselmoleküle identifiziert werden. Als Modell wurden murine Knochenmarkszellen unter DC-differenzierenden Bedingungen mit dem Glucocorticoid Dexamethason (DEX) behandelt. Die generierten DEX-APCs (antigenpräsentierende Zellen) zeigten einen protolerogenen, weitgehend maturierungsresistenten Phänotyp und eine gesteigerte Expression toleranzassoziierter Moleküle. DEX-APCs induzierten in vitro aus CD25+ depletierten allogenen T-Zellen de novo CD4+ und CD8+ regulatorische T-Zellen (Tregs). Basierend auf diesen Ergebnissen und Literaturstudien wurden protolerogene Moleküle für eine Überexpression in DCs selektiert. Da DCs non-viral kaum transfizierbar sind, wurde die lentivirale Transduktion von DCs optimiert, wodurch Effizienzen bis zu 95% erreicht werden konnten. Der mit der Transduktion assoziierte physikalische Stress resultierte in einer partiellen DC-Aktivierung. Trotzdessen zeigten DCs, die die Zytokine IL-10 oder IL-21 überexprimierten, einen protolerogenen Phänotyp und induzierten in vitro Tregs. Beide DC-Populationen reduzierten im therapeutischen Ansatz im murinen Krankheitsmodell der Kontaktallergie haptenspezifisch die Ohrschwellungsreaktion. Auch DCs, die andere Zytokine, intrazelluläre Proteine oder Oberflächenrezeptoren mit protolerogenen Eigenschaften überexprimierten, wiesen eine jeweils spezifische Genexpressionssignatur auf. Diese DC-Populationen waren zumeist durch eine verminderte allogene T-Zell-Aktivierungskapazität gekennzeichnet und veränderten die Th1-/Th2-Zytokinmuster in kokultivierten T-Zellen.

Die Rolle des IL-2-Signalweges in einem murinen Adenokarzinom-Modell

Die Ursachen für die Entstehung von Lungentumoren sind vielseitig. Aus geschädigtem Drüsengewebe der Lunge kann sich die Tumorart des Adenokarzinoms entwickeln, welches zu den malignen Krebserkrankungen gehört und somit nach Etablierung eines Primärtumors metastasieren kann. Es wurde vielfach gezeigt, daß das Immunsystem bei der Bekämpfung eines mutierten Gewebes im fortschreitenden Verlauf des Tumorwachstums an Effektivität verliert. Die dahinter stehenden Mechanismen sind noch nicht ganz verstanden. Eine mögliche Ursache könnte eine fehlerhafte Regulation der Immunabwehr sein. Das Zytokin, welches bei dieser Regulation eine wichtige Rolle spielt, ist das Interleukin-2 (IL-2). Dieses aktiviert immunkompetente Zellen und gewährleistet deren Fortbestand während der Immunreaktion. In der vorliegenden Arbeit ist in einem murinen Modell von Bronchioadenokarzinom die Regulation von CD4+ T-Zellen durch IL-2 untersucht worden, beziehungsweise inwieweit eine Einflußnahme auf diese Regulation zur Verbesserung der Tumorabwehr beitragen kann. Die alpha-Kette des IL-2 Rezeptorkomplexes (CD25) ist neben dem Transkriptionsfaktor Foxp3 ein gängiger Marker für die Population der so genannten regulatorischen T-Zellen. Regulatorische T-Zellen treten im Tumorgewebe in erhöhtem Maße auf und inhibieren die gegen den Tumor gerichtete Effektorfunktion anderer Immunzellen. Durch intranasale Applikation eines anti-CD25 Antikörpers sollte, im speziellen bei den regulatorischen T-Zellen, das CD25 Molekül blockiert werden, um auf diese Weise die hochaffine Signalgebung zu unterbinden und die regulatorischen T-Zellen intratumoral zu depletieren. Es konnte gezeigt werden, daß die Blockade des IL-2 Rezeptors nicht zur Reduktion des Tumorwachstums beitrug. Trotz Applikation des Antikörpers waren die regulatorischen T-Zellen signifikant erhöht. Lediglich die Produktion des Zytokins Tumornekrosisfaktor-alpha (TNF-alpha) wurde durch die Zugabe des Antikörpers gesteigert, was aber keine Verbesserung der Tumorabwehr bewirkte. Als Alternative zur Blockade des IL-2 Rezeptors wurden verschiedene Dosen von rekombinantem IL-2 ebenfalls intranasal appliziert, um die T-Zell Populationen zusätzlich zu stimulieren. In diesem Fall war bei hohen Dosierungen eine Regression des Tumors zu erreichen. Die Regression ist auf eine erhöhte, durch das IL-2 aktivierte Produktion des Zytokins Interferon-gamma (IFN-gamma) zurückzuführen. Jedoch wurde sowohl bei der Blockade des IL-2 Rezeptors, als auch bei der Stimulation durch IL-2 ersichtlich, daß im Zusammenhang mit Adenokarzinom dem Zytokin TNF-alpha eine besondere Position zugedacht werden muß. Es ist bekannt, daß TNF-alpha in verschiedenen experimentellen Tumor-Modellen unterschiedliche Funktionen besitzt. Die Deletion des TNFs, hier dargestellt mittels TNF-knockout Mäusen, hatte eine kurative Wirkung. Die TNF-knockout Mäuse wiesen fast kein Tumorwachstum auf, die CD4+ T-Zellen aus den knockout Mäusen zeigten eine im Vergleich zum Wildtyp mehrfach höhere Produktion von IFN-gamma, bei gleichzeitiger Reduktion der regulatorischen T-Zellen. Es kann vermutet werden, daß TNF-alpha in dem verwendeten Adenokarzinom-Modell eine tumorunterstützende Wirkung hat. Dahingehend wäre die Neutralisierung der TNF-Signalgebung bei zusätzlicher Stimulation mit IL-2 als wirksamer Therapieansatz in Betracht zu ziehen.

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.