Oral treatment with Hev b 13 prevents experimental arthritis in mice

Hev b 13 is an allergenic esterase obtained from the rubber tree Hevea brasiliensis, which has been shown recently to induce human monocytes to release interleukin (IL)-10 in vitro, and to exert a potent anti-inflammatory effect in vivo. Moreover, Hev b 13 has been shown to reduce clinical signs of inflammation and also histological damage to the distal colon of mice with 2,4,6-trinitrobenze sulphonic acid (TNBS)-induced colitis after its oral administration. The aim of this study was to investigate the effect of Hev b 13 on human mononuclear cells, as well as its therapeutic use in the methylated bovine serum albumin (mBSA) model of antigen-induced arthritis. Five days before the intra-articular challenge, and daily thereafter for 8 days, Hev b 13 was administered by oral gavage. In mice treated with a dose of 0.5 mg/kg of Hev b 13, the severity of oedema, leucocyte infiltration, pannus formation and cartilage erosion were reduced significantly. These findings underscore the anti-inflammatory activity suggested previously for Hev b 13, an activity speculated to be related to its interaction with monocytes/macrophages and the consequent stimulation of IL-10 release and reduction of tumour necrosis factor (TNF) release. The study also opens a wide range of possible applications in the field of immune-mediated inflammatory diseases.

Can an immune-regulatory vaccine prevent HIV infection?

Developing vaccines to prevent the establishment of HIV infection has been fraught with difficulties. It might therefore be important to consider other new strategies. Since several studies suggest that anti-inflammatory stimuli can protect from HIV infection and because HIV replicates preferably in activated T cells, we suggest here that the reduction of immune activation through a HIV-specific regulatory T-cell vaccine might thwart early viral replication. Thus, because immune activation is a good predictor of disease progression and the immune activation set point has been shown to be an early event during HIV infection, vaccinating to achieve control of early virus-specific immune activation might be advantageous.

Towards a precise test for malaria diagnosis in the Brazilian Amazon: comparison among field microscopy, a rapid diagnostic test, nested PCR, and a computational expert system based on artificial neural networks

Abstract Background Accurate malaria diagnosis is mandatory for the treatment and management of severe cases. Moreover, individuals with asymptomatic malaria are not usually screened by health care facilities, which further complicates disease control efforts. The present study compared the performances of a malaria rapid diagnosis test (RDT), the thick blood smear method and nested PCR for the diagnosis of symptomatic malaria in the Brazilian Amazon. In addition, an innovative computational approach was tested for the diagnosis of asymptomatic malaria. Methods The study was divided in two parts. For the first part, passive case detection was performed in 311 individuals with malaria-related symptoms from a recently urbanized community in the Brazilian Amazon. A cross-sectional investigation compared the diagnostic performance of the RDT Optimal-IT, nested PCR and light microscopy. The second part of the study involved active case detection of asymptomatic malaria in 380 individuals from riverine communities in Rondônia, Brazil. The performances of microscopy, nested PCR and an expert computational system based on artificial neural networks (MalDANN) using epidemiological data were compared. Results Nested PCR was shown to be the gold standard for diagnosis of both symptomatic and asymptomatic malaria because it detected the major number of cases and presented the maximum specificity. Surprisingly, the RDT was superior to microscopy in the diagnosis of cases with low parasitaemia. Nevertheless, RDT could not discriminate the Plasmodium species in 12 cases of mixed infections (Plasmodium vivax + Plasmodium falciparum). Moreover, the microscopy presented low performance in the detection of asymptomatic cases (61.25% of correct diagnoses). The MalDANN system using epidemiological data was worse that the light microscopy (56% of correct diagnoses). However, when information regarding plasma levels of interleukin-10 and interferon-gamma were inputted, the MalDANN performance sensibly increased (80% correct diagnoses). Conclusions An RDT for malaria diagnosis may find a promising use in the Brazilian Amazon integrating a rational diagnostic approach. Despite the low performance of the MalDANN test using solely epidemiological data, an approach based on neural networks may be feasible in cases where simpler methods for discriminating individuals below and above threshold cytokine levels are available.

Adjunct effect of the antimicrobial photodynamic therapy to an association of non-surgical and surgical periodontal treatment in modulation of gene expression

Background: This study has evaluated the effect of antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) used in conjunction with non-surgical and surgical periodontal treatment (PT) in modulating gene expression during periodontal wound healing. Methods: Fifteen patients with chronic periodontitis, presenting bilaterally lower molars with class III furcation lesions and scheduled for extraction, were selected. In initial therapy, scaling and root planing (SRP) was performed in the Control Group (CG), while SRP + aPDT were performed in the Test Group (TG). 45 days later, flap surgery plus SRP, and flap surgery plus SRP + aPDT were performed in the CG and TG, respectively. At 21 days post-surgery, the newly formed granulation tissue was collected, and Real-time PCR evaluated the expression of the genes: tumor necrosis factor-?, interleukin-1?, interleukin-4, interleukin-10, matrix metalloproteinase-2 (MMP-2), tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2), osteoprotegerin (OPG), receptor activator of nuclear factor- ?B ligand (RANKL), type I collagen, alkaline phosphatase, osteopontin, osteocalcin, and bone sialoprotein. Results: There were statistically significant differences between the groups in relation to mRNA levels for MMP-2 (TG = 3.26 ± 0.89; CG = 4.23 ± 0.97; p = 0.01), TIMP-2/MMP-2 ratio (TG = 0.91 ± 0.34; CG = 0.73 ± 0.32; p = 0.04), OPG (TG = 0.84 ± 0.45; CG = 0.30 ± 0.26; p = 0.001), and OPG/RANKL ratio (TG = 0.60 ± 0.86; CG = 0.23 ± 0.16; p = 0.04), favoring the TG. Conclusion: The present data suggest that the aPDT associated to nonsurgical and surgical periodontal therapy may modulate the extracellular matrix and bone remodeling by up regulating the TIMP- 2/MMP-2 and OPG/RANKL mRNA ratio, but the clinical relevance needs to be evaluated in further studies.

Toll-like receptor 1 N248S single-nucleotide polymorphism is associated with leprosy risk and regulates immune activation during mycobacterial infection

Conflicting findings about the association between leprosy and TLR1 variants N248S and I602S have been reported. Here, we performed case-control and family based studies, followed by replication in 2 case-control populations from Brazil, involving 3162 individuals. Results indicated an association between TLR1 248S and leprosy in the case-control study (SS genotype odds ratio [OR], 1.81; P = .004) and the family based study (z = 2.02; P = .05). This association was consistently replicated in other populations (combined OR, 1.51; P < .001), corroborating the finding that 248S is a susceptibility factor for leprosy. Additionally, we demonstrated that peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) carrying 248S produce a lower tumor necrosis factor/interleukin-10 ratio when stimulated with Mycobacterium leprae but not with lipopolysaccharide or PAM3cysK4. The same effect was observed after infection of PBMCs with the Moreau strain of bacillus Calmette-Guerin but not after infection with other strains. Finally, molecular dynamics simulations indicated that the Toll-like receptor 1 structure containing 248S amino acid is different from the structure containing 248N. Our results suggest that TLR1 248S is associated with an increased risk for leprosy, consistent with its hypoimmune regulatory function.

Suppressive effect of low-level laser therapy on tracheal hyperresponsiveness and lung inflammation in rat subjected to intestinal ischemia and reperfusion

Intestinal ischemia and reperfusion (i-I/R) is an insult associated with acute respiratory distress syndrome (ARDS). It is not known if pro- and anti-inflammatory mediators in ARDS induced by i-I/R can be controlled by low-level laser therapy (LLLT). This study was designed to evaluate the effect of LLLT on tracheal cholinergic reactivity dysfunction and the release of inflammatory mediators from the lung after i-I/R. Anesthetized rats were subjected to superior mesenteric artery occlusion (45 min) and killed after clamp release and preestablished periods of intestinal reperfusion (30 min, 2 or 4 h). The LLLT (660 nm, 7.5 J/cm(2)) was carried out by irradiating the rats on the skin over the right upper bronchus for 15 and 30 min after initiating reperfusion and then euthanizing them 30 min, 2, or 4 h later. Lung edema was measured by the Evans blue extravasation technique, and pulmonary neutrophils were determined by myeloperoxidase (MPO) activity. Pulmonary tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-10 (IL-10), intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1), and isoform of NO synthase (iNOS) mRNA expression were analyzed by real-time PCR. TNF-α, IL-10, and iNOS proteins in the lung were measured by the enzyme-linked immunoassay technique. LLLT (660 nm, 7.5 J/cm(2)) restored the tracheal hyperresponsiveness and hyporesponsiveness in all the periods after intestinal reperfusion. Although LLLT reduced edema and MPO activity, it did not do so in all the postreperfusion periods. It was also observed with the ICAM-1 expression. In addition to reducing both TNF-α and iNOS, LLLT increased IL-10 in the lungs of animals subjected to i-I/R. The results indicate that LLLT can control the lung's inflammatory response and the airway reactivity dysfunction by simultaneously reducing both TNF-α and iNOS.

The putative role of ovary removal and progesterone when considering the effect of formaldehyde exposure on lung inflammation induced by ovalbumin

OBJECTIVE: Formaldehyde exposure during the menstrual cycle is known to affect the course of allergic lung inflammation. Because our previous data demonstrated that formaldehyde combined with an ovariectomy reduced allergic lung inflammation, we investigated the putative role of ovary removal and progesterone treatment when considering the effect of formaldehyde on allergic lung inflammation. METHOD: Ovariectomized rats and their matched controls were exposed to formaldehyde (1%, 3 days, 90 min/day) or vehicle, and immediately after exposure, the rats were sensitized to ovalbumin by a subcutaneous route. After 1 week, the rats received a booster by the same route, and after an additional week, the rats were challenged with ovalbumin (1%) by an aerosol route. The leukocyte numbers, interleukin-10 (IL-10) release, myeloperoxidase activity, vascular permeability, ex vivo tracheal reactivity to methacholine and mast cell degranulation were determined 24 h later. RESULTS: Our results showed that previous exposure to formaldehyde in allergic rats decreased lung cell recruitment, tracheal reactivity, myeloperoxidase activity, vascular permeability and mast cell degranulation while increasing IL-10 levels. Ovariectomy only caused an additional reduction in tracheal reactivity without changing the other parameters studied. Progesterone treatment reversed the effects of formaldehyde exposure on ex vivo tracheal reactivity, cell influx into the lungs and mast cell degranulation. CONCLUSION: In conclusion, our study revealed that formaldehyde and ovariectomy downregulated allergic lung inflammation by IL-10 release and mast cell degranulation. Progesterone treatment increased eosinophil recruitment and mast cell degranulation, which in turn may be responsible for tracheal hyperreactivity and allergic lung inflammation

Charakterisierung verschiedener Reifungsstadien humaner dendritischer Zellen und ihr Einfluss auf die T-Zelldifferenzierung

Diese Zusammenfassung der kumulativen Habilitationsschrift bezieht sich auf folgende Originalarbeiten:

Die Rolle der Autoimmunreaktion gegen das SLA/LP-Molekül bei autoimmuner Hepatitis

In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle des SLA/LP Proteins bei der autoimmunen Hepatits untersucht. Zum einen sollte die Hypothese einer aberranten Expression des SLA/LP Moleküls als Auslöser der Autoimmunreaktion gegen SLA/LP überprüft werden. Hierzu wurde die Expression des SLA/LP Moleküls in Leber und Lymphozyten von Patienten mit verschiedenen hepatischen Erkrankungen und bei gesunden Personen bestimmt. Die quantitativen Expressionsanalysen wurden mittels real-time PCR unter Einsatz SLA/LP-spezifischer Oligonukleotide durchgeführt. Es zeigte sich, dass SLA/LP ubiquitär im Körper exprimiert wird, mit erhöhter Expression im Pankreas. Die Ergebnisse der SLA/LP Expressionsanalysen in peripheren mononukleären Blutzellen und Leberparenchymzellen von Patienten mit einer autoimmunen Hepatitis ergaben keine Hinweise auf eine aberrante Expression des SLA/LPs. Es konnte gezeigt werden, dass SLA/LP im Leberparenchym der Patienten tendenziell eher erhöht exprimiert wird, doch war kein Unterschied zwischen unterschiedlichen hepatischen Erkrankungen nachweisbar. Somit konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass eine aberrante Expression nicht für die Auslösung der Erkrankung zuständig ist. Zum andern sollte in dieser Arbeit überprüft werden, ob eine Autoimmunreaktion gegen SLA/LP zu einer Entzündung in der Leber führen kann. Hierzu wurden Mäuse unterschiedlicher Stämme mit SLA/LP Protein in komplettem Freunds Adjuvans immunisiert und auf Leberschädigung und Leberentzündung untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass SLA/LP-Autoimmunität Leberentzündung und Leberschädigung auslösen kann. Die Auslösung der Hepatitis war aber vom Mausstamm und der Defizienz von Interleukin 10 abhängig. Somit scheint unter bestimmten immunologischen Bedingungen eine Immunreaktion gegen SLA/LP zu einer Leberentzündung und Leberschädigung zu führen.

Einfluss immunevasiver Strategien des humanen Cytomegalovirus auf die MHC-Klasse-I-Präsentation der viralen Antigene pp65 und IE1

Das Humane Cytomegalovirus (HCMV) stellt eine große Bedrohung für Patienten mit geschwächtem oder unausgereiftem Immunsystem dar. Bei immunkompetenten Personen hingegen werden schwere Erkrankungen insbesondere durch die Wirkung antiviraler zytotoxischer CD8+-T-Lymphozyten (CTL) weitgehend verhindert. Aus Zellkultur-Systemen war bekannt, dass virale Glykoproteine, welche in der US2-US11-Region des HCMV-Genoms kodiert werden, inhibitorisch in den MHC-Klasse-I-Präsentationsweg eingreifen und somit die entsprechende Präsentation durch infizierte Zellen behindern. Über die Bedeutung dieser US2-US11-vermittelten Immunevasion für die Präsentation viraler Antigene im Kontext der Virusinfektion war jedoch nichts bekannt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte daher der Einfluss der Immunevasion auf die MHC-Klasse-I-Präsentation der beiden wichtigsten CTL-Zielstrukturen von HCMV, dem Tegumentprotein pp65 und dem regulatorischen immediate early Protein IE1, untersucht werden. In Ergänzung dazu sollte das immunevasive Potential eines durch HCMV kodierten Homologs des immunmodulatorischen Zytokins Interleukin-10 (cmvIL-10) analysiert werden. Hierzu wurden über Peptidimmunisierung HLA-A2-transgener Mäuse CTL-Klone hergestellt, welche ausgesuchte Peptide aus pp65 und IE1 in Assoziation mit HLA-A2 mit hoher Spezifität und Sensitivität erkannten. Auf diese Weise konnte eine direkte Beeinflussung der MHC-Klasse-I-Präsentation durch cmvIL-10 falsifiziert und somit der Hypothese, dass das von infizierten Zellen freigesetzte Zytokin die MHC-Klasse-I-Präsentation nicht infizierter Nachbarzellen beeinflussen könnte, widersprochen werden. Mit Hilfe einer US2-US11-Deletionsmutante des Virus konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die Präsentation von sowohl pp65 als auch IE1 durch die Immunevasion beeinträchtigt wird. Dabei war die Präsentation des IE1-Peptids zu jedem untersuchten Zeitpunkt nach Infektion vollständig unterdrückt. Die Präsentation des pp65-Peptids hingegen war noch bis zu 72 Stunden nach Infektion detektierbar. Diese anhaltende Präsentation wurde dabei durch MHC-Klasse-I-Komplexe hervorgerufen, die trotz der Expression der US2-US11-Region an die Zelloberfläche transportiert wurden. Anhand des pp65 konnte somit erstmals gezeigt werden, dass die Immunevasion von HCMV Bildung und Transport bestimmter MHC-Klasse-I-Peptid-Komplexe zwar beeinträchtigen, jedoch nicht vollständig blockieren kann. Weitere Untersuchungen ergaben, dass die Präsentation von IE1-Peptiden durch das Vorhandensein des pp65-Proteins nicht beeinflusst wurde. Damit konnten aus der Literatur bekannte Daten anderer widerlegt werden. Mit Hilfe einer weiteren Virusmutante konnte schließlich gezeigt werden, das die Expression eines der Immunevasine, des gpUS11, hinreichend ist, die IE1-Präsentation vollständig zu unterdrücken, jedoch keinerlei messbaren Einfluss auf die Präsentation von pp65 ausübt. Die vorliegende Arbeit hat wichtige Erkenntnisse erbracht, die die Grundlage für weiterführende Untersuchungen zur Aufklärung der Bedeutung der einzelnen Immunevasionsgene für die Präsentation viraler Antigene im Rahmen der Virusinfektion darstellen.

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.

Inhibition allergenspezifischer Immunantworten im Mausmodell der Typ-I Allergie nach biolistischer Vakzinierung mit allergenkodierenden Plasmiden in Kombination mit für immunmodulatorische Moleküle kodierender Plasmid-DNA

Die Induktion von Toleranz spielt bei der Inhibition allergischer Immunreaktionen eine wichtige Rolle. Hierbei ist die Induktion regulatorischer T Zellen (Treg) von großer Bedeutung. Da zu einer erfolgreichen Behandlung von allergischen Erkrankungen bisher nur wenige Therapiemöglichkeiten zur Verfügung stehen wie die spezifische Immuntherapie (SIT), die allerdings nicht immer zum Erfolg führt, ist es wichtig neue Therapieformen zu entwickeln. rnIn dieser Arbeit wurde daher die biolistische DNA-Immunisierung mit Kombinations-Vakzinen bestehend aus einem allergenkodierenden Plasmid (βGalaktosidase (βGal)) in Kombination mit einem Plasmid, welches für ein immunmodulatorisches Molekül kodiert (Indolamin-2,3-Dioxygenase (IDO), Transforming Growth Factor beta (TGF-β) oder Interleukin-10 (IL-10)), durchgeführt und im Mausmodell der allergeninduzierten IgE-vermittelten Atemwegsinflammation auf ihre Wirksamkeit untersucht. Die Expression des Allergens zusammen mit dem immunregulatorischen Molekül in transfizierten Dendritischen Zellen (DCs) sollte zu einer Induktion von Treg führen und somit eine Suppression der Immunantwort bewirken. rnIn den Versuchen wurde zunächst der Effekt einer Transgenexpression unter der Kontrolle des ubiquitären CMV-Promotors mit dem der Transgenexpression unter der Kontrolle des Fascin-Promotors, der eine Genxpression spezifisch in DCs erlaubt, verglichen. Hierbei stellte sich heraus, dass es wichtig ist die Expression des Antigens mit Hilfe des Fascin-Promotors auf DCs zu beschränken. Einzig in diesem Fall konnte nach der Vakzinierung ein inhibitorischer Effekt auf die Entwicklung einer Atemwegshyperreaktivität durch Expression des Immunmodulatoren IDO beobachtet werden. Es zeigte sich auch, dass es von Vorteil ist, wenn das immunregulatorische Molekül unter Verwendung des CMV-Promotors in allen transfizierten Zellen exprimiert wird. Dies bewirkt, dass IDO in ausreichenden Konzentrationen vorhanden ist. rnDie Expression von βGal unter der Kontrolle des Fascin-Promotors (pFascin-βGal) in Kombination mit der Expression der Moleküle IL-10, TGF-β oder IDO unter Kontrolle des CMV-Promotors (pCMV-IL-10, pCMV-TGFβ, pCMV-IDO) bewirkte eine Immunsupprimierung, die sich in einer inhibierten Produktion antigenspezifischer Antikörper, einer verminderten Zytokin-Produktion, einer reduzierten Induktion zytotoxischer T-Zellen und in einer Inhibition der allergeninduzierten Atemwegshyperreaktivität zeigte, im Vergleich zu einer Vakzinierung mit pFascin-βGal in Kombination mit einem Kontroll-Plasmid. Bei nachfolgender Proteinsensibilisierung blieben diese Effekte jedoch nicht bestehen. Einzig durch Vakzinierung mit IL-10-kodierenden Plasmiden konnte eine moderate Verminderung der Atemwegsreaktivität nachgewiesen werden. rnIn einem therapeutischen Modell der Atemwegsinflammation, in dem die Mäuse vor der DNA-Immunisierung mit dem Protein sensibilisiert wurden, wurde demonstriert, dass im Vergleich zu Mäusen, die nur mit dem Protein sensibilisiert wurden, eine DNA-Immunisierung mit pFascin-βGal aber auch mit pCMV-βGal einen inhibierenden Einfluss auf die Entwicklung einer Atemwegsinflammation hat. Eine weitere Reduktion der Atemwegsreaktivität durch eine kombinierte Vakzinierung mit pCMV-IDO wurde nur erreicht, wenn βGal unter der Kontrolle des Fascin-Promotors exprimiert wurde, nicht aber unter Kontrolle des CMV-Promotors.rn

Immunregulatorische Mechanismen bei einer experimentellen akuten Graft-versus-Host-Disease

Die allogene hämatopoetische Stammzelltransplantation ist bereits seit mehreren Jahrzehnten zur Therapie von Leukämien und anderen malignen Erkrankungen etabliert, aber ihre Effektivität wird durch Graft-versus-Host Reaktionen weiterhin deutlich eingeschränkt. Um die zu Grunde liegenden Mechanismen besser zu verstehen und Möglichkeiten zur Modulation zu untersuchen, wurden in dieser Arbeit verschiedene Ansätze verfolgt.rnRegulatorische T-Zellen sind in der Lage allogene T-Zell-Antworten, wie sie auch bei einer GvH-Erkrankung auftreten zu supprimieren. Es konnte gezeigt werden, dass dies unabhängig von Interleukin-10 geschieht, dafür jedoch ein kontaktabhängiger Mechanismus eine wichtige Rolle spielt. Dabei wird cAMP von Treg über Gap-Junctions in allogene Dendritische Zellen übertragen und deren Aktivierung dadurch verhindert. Versuche zur Modulation dieses Mechanismus mithilfe von Phosphodiesterase-Inhibitoren haben gezeigt, dass diese nicht nur die suppressiven Fähigkeiten von Treg verbessern, sondern ebenfalls direkt auf die T-Zellen einwirken, die schließlich die GvH-Erkrankung auslösen. Diese Ergebnisse konnten in vivo bestätigt werden und zeigen somit einen möglichen Ansatz hin zu einer kombinierten zellulären und pharmakologischen Therapie von GvH-Erkrankungen. Ein großer Vorteil dabei wäre, dass bereits eine Palette an PDE-Inhibitoren in der Klinik zur Verfügung steht.rnInterleukin-10 ist ein immunsuppressives und anti-inflammatorisches Zytokin, dem bei der Regulation des Immunsystems eine wichtige Rolle zukommt. Wie in dieser und anderen Arbeiten gezeigt, ist diese Funktion von IL-10 auch bei GvH-Erkrankungen essentiell. Ein Ziel war es daher, die Zellpopulationen, die für die Produktion des Zytokins verantwortlich sind, zu identifizieren. Mittels einer IL-10 Reporter-Maus konnten B-Zellen vom Spender, wie auch vom Empfänger als IL-10 Produzenten ausgemacht werden. Darüberhinaus zeigen die so gefundenen Zellen auch einen typischen Phänotyp für sog. immunregulatorische B-Zellen. Transplantationsexperimente mit Mäusen, die einen B-Zell-spezifischen Knock-out für IL-10 tragen, konnten die Relevanz der B Zellen als IL-10 Produzenten in vivo belegen.rnDendritische Zellen sind sehr potente Antigenpräsentierende Zellen und somit in der Lage GvH-Reaktionen zu induzieren. Überraschenderweise ist das Überleben von Versuchsmäusen, denen alle DC oder auch nur die BATF3-abhängige Subpopulation der CD8α+ DC fehlt, nicht besser als das des WT, sondern sogar deutlich schlechter. Dies geht einher mit entsprechenden Veränderungen im Zytokinmilieu der peripheren lymphatischen Organe. Bei Abwesenheit der CD8α+ DC sind die Zellen der mesenterialen Lymphknoten nach dem Konditionierungsprotokoll stärkere Stimulatoren für allogene T-Zell-Proliferation, was eine Erklärung für die stärkere GvH-Erkrankung ist. Eine Erklärung für diese Befunde liefert die verringerte Anzahl an Treg, die nach einer Transplantation in Abwesenheit der CD8α+ DC zu beobachten ist.rnDie aufgezeigten immunsupressiven Mechanismen stellen gute Ansatzpunkte dar, um GvH-Erkrankungen besser zu verstehen und damit die Effektivität der allogenen hämatopoetischen Stammzelltransplantation zu verbessern.rn

The continuum of intestinal CD4+ T cell adaptations in host-microbial mutualism

How a mutualistic relationship between the intestinal microbiota and intestinal T cell compartments is established is important, as a breakdown of intestinal T cell homeostasis may cause inflammatory bowel diseases. A number of studies have shown that different bacterial species modulate the intestinal CD4+ T cell compartment in different ways. We performed mechanistic in vivo studies that demonstrated the crucial requirement for regulatory T cells (Treg) and interleukin-10 (IL-10) in the induction of intestinal T cell homeostasis even following colonization with a completely benign microbiota. In the absence of a functional Treg response or IL-10 receptor signaling, the same bacteria that induced a Treg response in wild-type animals now induced T helper type 17 responses, without intestinal inflammation. Therefore, Treg, IL-10 and Th17 are crucial regulatory mechanisms in the intestine not only for controlling inflammation, but also to establish a continuum of CD4+ T cell homeostasis upon commensal colonization.

Enhanced T cell transmigration across the murine liver sinusoidal endothelium is mediated by transcytosis and surface presentation of chemokines

Transmigration through the liver endothelium is a prerequisite for the homeostatic balance of intrahepatic T cells and a key regulator of inflammatory processes within the liver. Extravasation into the liver parenchyma is regulated by the distinct expression patterns of adhesion molecules and chemokines and their receptors on the lymphocyte and endothelial cell surface. In the present study, we investigated whether liver sinusoidal endothelial cells (LSEC) inhibit or support the chemokine-driven transmigration and differentially influence the transmigration of pro-inflammatory or anti-inflammatory CD4(+) T cells, indicating a mechanism of hepatic immunoregulation. Finally, the results shed light on the molecular mechanisms by which LSEC modulate chemokine-dependent transmigration. LSEC significantly enhanced the chemotactic effect of CXC-motif chemokine ligand 12 (CXCL12) and CXCL9, but not of CXCL16 or CCL20, on naive and memory CD4(+) T cells of a T helper 1, T helper 2, or interleukin-10-producing phenotype. In contrast, brain and lymphatic endothelioma cells and ex vivo isolated lung endothelia inhibited chemokine-driven transmigration. As for the molecular mechanisms, chemokine-induced activation of LSEC was excluded by blockage of G(i)-protein-coupled signaling and the use of knockout mice. After preincubation of CXCL12 to the basal side, LSEC took up CXCL12 and enhanced transmigration as efficiently as in the presence of the soluble chemokine. Blockage of transcytosis in LSEC significantly inhibited this effect, and this suggested that chemokines taken up from the basolateral side and presented on the luminal side of endothelial cells trigger T cell transmigration. CONCLUSION: Our findings demonstrate a unique capacity of LSEC to present chemokines to circulating lymphocytes and highlight the importance of endothelial cells for the in vivo effects of chemokines. Chemokine presentation by LSEC could provide a future therapeutic target for inhibiting lymphocyte immigration and suppressing hepatic inflammation.