Association of Human T Lymphotropic Virus 1 Amplification of Periodontitis Severity with Altered Cytokine Expression in Response to a Standard Periodontopathogen Infection

Background. Periodontal diseases (PDs) are infectious diseases in which periodontopathogens trigger chronic inflammatory and immune responses that lead to tissue destruction. Recently, viruses have been implicated in the pathogenesis of PDs. Individuals infected with human T lymphotropic virus 1 (HTLV-1) present with abnormal oral health and a marked increased prevalence of periodontal disease. Methods. In this study, we investigated the patterns of periodontopathogen infection and local inflammatory immune markers in HTLV-1-seropositive individuals with chronic periodontitis (CP/HTLV-1 group) compared with HTLV-1 -seronegative individuals with chronic periodontitis (CP group) and periodontally healthy, HTLV-1 -seronegative individuals (control group). Results. Patients in the CP/HTLV-1 group had significantly higher values of bleeding on probing, mean probing depth, and attachment loss than patients in the CP group. The expression of tumor necrosis factor a and interleukin (IL) 4 was found to be similar in the CP and CP/HTLV-1 groups, whereas IL-12 and IL-17 levels trended toward a higher expression in the CP/HTLV-1 group. A significant increase was seen in the levels of IL-1 beta and interferon gamma in the CP/HTLV-1 group compared with the CP group, whereas expression of the regulatory T cell marker FOXp3 and IL-10 was significantly decreased in the lesions from the CP/HTLV-1 group. Interestingly, similar frequency and/or load of periodontopathogens (Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Treponema denticola, and Aggregatibacter actinomycetemcomitans) and frequency of viruses (herpes simplex virus 1, human cytomegalovirus, and Epstein-Barr virus) characteristically associated with PDs were found in the CP/HTLV and CP groups. Conclusions. HTLV-1 may play a critical role in the pathogenesis of periodontal disease through the deregulation of the local cytokine network, resulting in an exacerbated response against a standard periodontopathogen infection.

The imbalance between Treg and Th17 cells caused by FTY720 treatment in skin allograft rejection

OBJECTIVES: FTY720 modulates CD4(+)T cells by the augmentation of regulatory T cell activity, secretion of suppressive cytokines and suppression of IL-17 secretion by Th17 cells. To further understand the process of graft rejection/acceptance, we evaluated skin allograft survival and associated events after FTY720 treatment. METHODS: F1 mice (C57BL/6xBALB/c) and C57BL/6 mice were used as donors for and recipients of skin transplantation, respectively. The recipients were transplanted and either not treated or treated with FTY720 by gavage for 21 days to evaluate the allograft survival. In another set of experiments, the immunological evaluation was performed five days post-transplantation. The spleens, axillary lymph nodes and skin allografts of the recipient mice were harvested for phenotyping (flow cytometry), gene expression (real-time PCR) and cytokine (Bio-Plex) analysis. RESULTS: The FTY720 treatment significantly increased skin allograft survival, reduced the number of cells in the lymph nodes and decreased the percentage of Tregs at this site in the C57BL/6 recipients. Moreover, the treatment reduced the number of graft-infiltrating cells and the percentage of CD4(+) graft-infiltrating cells. The cytokine analysis (splenocytes) showed decreased levels of IL-10, IL-6 and IL-17 in the FTY720-treated mice. We also observed a decrease in the IL-10, IL-6 and IL-23 mRNA levels, as well as an increase in the IL-27 mRNA levels, in the splenocytes of the treated group. The FTY720-treated mice exhibited increased mRNA levels of IL-10, IL-27 and IL-23 in the skin graft. CONCLUSIONS: Our results demonstrated prolonged but not indefinite skin allograft survival by FTY720 treatment. This finding indicates that the drug did not prevent the imbalance between Tr1 and Th17 cells in the graft that led to rejection.

Differential expression of toll-like receptor mRNAs in recurrent aphthous ulceration

BACKGROUND: Toll-like receptors (TLR) are membrane proteins that recognize conserved molecules derived from bacterial, viral, fungal or host tissues. They are responsible for promoting the production of cytokines and chemokines, increasing the expression of costimulatory molecules and influencing the T Helper response (Th) toward either a Th1 or Th2 profile, thereby modulating the regulatory T cell response and controlling the integrity of the epithelial barrier. The key factors responsible for increased susceptibility to recurrent aphthous ulceration (RAU) are unclear, and because TLRs are involved in both immune regulation and control of the epithelial barrier, a deficiency in TLR activity is likely to cause increased susceptibility. METHODS: We investigated the gene expression of TLRs one through 10 in tissue samples and peripheral blood mononuclear cells (PBMC) of RAU patients in comparison to healthy controls using real-time quantitative reverse transcription PCR. RESULTS: The analysis of mRNA expression levels in oral lesion showed significant (P < 0.01) overexpression of the TLR2(similar to 6-fold) gene and decreased expression of the TLR3 (similar to 5-fold) and TLR5 (similar to 6-fold) genes in comparison with healthy oral mucosa. The analysis of mRNA expression in PBMC indicated a down-regulation of TLR5 gene expression in the cells from RAU patients (P < 0.05; similar to 2-fold). CONCLUSION: Our results support the hypothesis that a subset of RAU patients has fewer TLR expression that have been tentatively implicated in antiinflammatory effects. This derangement of TLR gene expression may cause an overlay exuberant inflammation reaction in situations where normal individuals are resistant. J Oral Pathol Med (2012) 41: 8085

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.

Vascular endothelial growth factor A (VEGFA) modulates bovine placenta steroidogenesis in vitro

Our objectives were to investigate the possible role of VEGFA in bovine placenta steroid synthesis and to determine whether cloned derived placental cells present similar responses as non-cloned ones. Placental cells from cloned (term) and non-cloned (days 90, 150, 210 and term) pregnancies were isolated and treated with VEGFA (50 ng/ml) for 24, 48 or 96 h. Progesterone (P-4) and estrone sulfate (E1S) were assessed by RIA, while aromatase P450-positive cells were quantified using the point counting test. The percentages of steroidogenic and non-steroidogenic populations were determined by flow cytometry. VEGFA augmented or decreased P-4 and E1S concentrations as well as aromatase P450-positive cell density, depending on gestational age and time in culture. The percentage of steroidogenic cells was lower than that of non-steroidogenic ones for each culture time (P < 0.05). VEGFA treatment did not change the proportion of steroidogenic and non-steroidogenic cells. Placental cells derived from cloned pregnancies presented higher concentrations of E1S and P4 than the non-cloned group. However, aromatase P450-positive cells were similar between groups (P > 0.05). VEGFA treatment altered P-4 and E1S levels in placental cells depending on type of gestation. These results suggest that VEGFA acts locally in the bovine placenta to modulate steroidogenesis during gestation, but in a different pattern between cloned and non-cloned derived placental cells at term. Therefore, this factor can be considered an important regulator of placental development and function. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Protection conferred by heterologous vaccination against tuberculosis is dependent on the ratio of CD4(+)/CD4(+) Foxp3(+) cells

CD4(+) Foxp3(+) regulatory T cells inhibit the production of interferon-?, which is the major mediator of protection against Mycobacterium tuberculosis infection. In this study, we evaluated whether the protection conferred by three different vaccines against tuberculosis was associated with the number of spleen and lung regulatory T cells. We observed that after homologous immunization with the 65 000 molecular weight heat-shock protein (hsp 65) DNA vaccine, there was a significantly higher number of spleen CD4(+) Foxp3(+) cells compared with non-immunized mice. Heterologous immunization using bacillus Calmette Guerin (BCG) to prime and DNA-hsp 65 to boost (BCG/DNA-hsp 65) or BCG to prime and culture filtrate proteins (CFP)-CpG to boost (BCG/CFP-CpG) induced a significantly higher ratio of spleen CD4(+)/CD4(+) Foxp3(+) cells compared with non-immunized mice. In addition, the protection conferred by either the BCG/DNA-hsp 65 or the BCG/CFP-CpG vaccines was significant compared with the DNA-hsp 65 vaccine. Despite the higher ratio of spleen CD4(+)/CD4(+) Foxp3(+) cells found in BCG/DNA-hsp 65-immunized or BCG/CFP-CpG-immunized mice, the lungs of both groups of mice were better preserved than those of DNA-hsp 65-immunized mice. These results confirm the protective efficacy of BCG/DNA-hsp 65 and BCG/CFP-CpG heterologous prime-boost vaccines and the DNA-hsp 65 homologous vaccine. Additionally, the prime-boost regimens assayed here represent a promising strategy for the development of new vaccines to protect against tuberculosis because they probably induce a proper ratio of CD4(+) and regulatory (CD4(+) Foxp3(+)) cells during the immunization regimen. In this study, this ratio was associated with a reduced number of regulatory cells and no injury to the lungs.

Early skin immunological disturbance after Plasmodium-infected mosquito bites

Although the role of regulatory T cells (Tregs) during malaria infection has been studied extensively, such studies have focused exclusively on the role of Treg during the blood stage of infection; little is known about the detailed mechanisms of Tregs and sporozoite deposition in the dermis by mosquito bites. In this paper we show that sporozoites introduced into the skin by mosquito bites increase the mobility of skin Tregs and dendritic cells (DCs). We also show differences in MHC class II and/or C086 expression on skin-resident dendritic cell subtypes and macrophages. From the observed decrease of the number of APCs into draining lymph nodes, suppression of CD28 expression in conventional CD4 T cells, and a low homeostatic proliferation of skin-migrated CD4 T found in nude mice indicate that Tregs may play a fundamental role during the initial phase of malaria parasite inoculation into the mammalian host. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Untersuchung der Modulation adaptiver Immunantworten in Abhängigkeit der Reifung dendritischer Zellen

Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die Bildung von DALIS während der Reifung von dendritischen Zellen untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass die DALIS-Bildung mit dem Aktivierungszustand der Zelle eng verknüpft ist. Es konnten verschiedene Hitzeschockproteine in Zusammenhang mit der DaLIS-Bildung gebracht werden und ein Molekül der Siganlgebung identifiziert werden. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Veränderung von dendritischen Zellen in Anwesenheit von regulatorischen T-Zellen untersucht. Hierbei zeigte sich, dass zwischen den Zellen Gap Junctions entstehen, durch die cAMP von den regulatorischen T-Zellen auf die dendritischen Zellen übertragen werden kann. Weiter konnte gezeigt werden, dass regulatorische T-Zellen IL-10 sezernieren und so die dendritischen Zellen inhibieren.

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.

Untersuchungen zum Einfluss des malignen Melanoms auf die Frequenz und Funktion regulatorischer T-Zellen

Im Immunsystem spielen regulatorische T-Zellen (Treg) eine essentielle Rolle bei der Unterdrückung und Eindämmung von überschüssigen oder schädlichen Immunreaktionen. Ihre suppressiven Eigenschaften wirken aber auch bei Immune Escape Mechanismen von Tumoren mit und können den Erfolg von Tumorimmuntherapien deutlich mindern.rnIn dieser Arbeit konnte zum ersten Mal die Frequenz verschiedener Treg Subpopulationen im peripheren Blut von gesunden Spendern und Melanompatienten in verschiedenen Stadien der Erkrankung verglichen werden. Dabei wurden Treg-Subpopulationen mit den Markerkombinationen CD4+CD25++, CD4+CD25+CD127low, CD4+CD25+HLA DR+, CD4+Foxp3+, CD4+Foxp3+CD25+, CD4+Foxp3+CD127low und CD4+Foxp3+HLA DR+ untersucht. Insbesondere bei den Subpopulationen, die durch die Expression von Foxp3 charakterisiert sind, konnten in Patienten im Spätstadium IV der Melanomerkrankung, verglichen mit Patienten im Stadium I-II oder gesunden Spendern, erhöhte Treg Frequenzen im peripheren Blut festgestellt werden. Diese Funde korrelierten mit der Beobachtung einer verminderten antigenspezifischen T Zellreaktivität in solchen Melanompatienten. Des Weiteren zeigte sich, dass eine DC basierte Tumorantigen-spezifische Immuntherapie bei einem Teil der behandelten Stadium IV Melanompatienten eine Abnahme der Treg Frequenzen im peripheren Blut zur Folge hatte. Dies korrelierte mit Beobachtungen aus vorangegangenen Studien unserer Arbeitsgruppe, bei denen sich zeigte, dass eine solche Immuntherapie die zuvor supprimierten T Zellantworten zumindest vorübergehend wiederherstellen kann. Bei Untersuchungen zur Expression des IL 1-Rezeptors-1 konnte dieser auf Proteinebene als verstärkt exprimierter Aktivierungsmarker auf Treg bestätigt werden. In Anwesenheit von IL-1 wird die Suppressorfunktion der Treg inhibiert. Eine Konversion von humanen Treg zu nicht suppressorischen TH-17-Zellen durch die Kostimulation mit IL 1 konnte dabei nicht nachgewiesen werden. Vielmehr scheint die Induktion von IL 2 die entscheidende Wirkung von IL 1 auf humane Treg und Teff darzustellen.rn

Analyse humaner regulatorischer T-Zellen im humanisierten Mausmodell

Regulatorische T-Zellen sind essentiell für die Aufrechterhaltung der peripheren Toleranz. Hierbei sorgen diese hocheffektiven Suppressorzellen für ein immunologisches Gleichgewicht, indem sie Immunantworten gegen Autoantigene sowie harmlose Nahrungs- und Umweltantigene verhindern. Andererseits können diese bei chronischen Infekten Immunantworten reduzieren sowie effektive Antitumor-Immunantworten hemmen. Aufgrund ethischer Erwägungen ist die Erforschung regulatorischer T-Zellen und deren Rolle bei der Tumorentwicklung weitestgehend auf Mausmodelle oder humane in vitro oder ex vivo Analysen beschränkt. Um diese Limitationen zu überwinden und translationale immunologische Experimente zu ermöglichen, wurde hier ein humanisiertes Mausmodell verwendet. T- und B-Zell-defiziente NOD-scid IL2Rgammanull (NSG) Mäuse wurden mit humanen CD34+ hämatopoetischen Stammzellen aus Nabelschnurblut rekonstituiert. Aus diesen Stammzellen entstanden in den Tieren vielfältige humane Immunzellen. Im murinen Thymus der NSG Tiere entwickelten sich CD4+ und CD8+ einzelpositive T-Zellen, welche als funktionelle Effektorpopulationen in die Peripherie auswanderten. Humane regulatorische T-Zellen (CD4+ CD25+ Foxp3+ CD127-) entwickelten sich ebenfalls im murinen Thymus der Tiere und machten ca. 10% der humanen peripheren CD4+ T-Zellen in den Mäusen aus. Diese humanen regulatorischen T-Zellen zeigten vorwiegend einen HLA-DR+ Phänotyp, welcher mit höchster Suppressivität assoziiert ist. Weiter verhielten sich die regualtorischen T-Zellen anergisch und bewiesen ihre Funktionalität unter anderem durch die Inhibition der Proliferation von Effektor-T-Zellen in vitro. rnSubkutan injizierte Tumorzellen eines humanen undifferenzierten pleomorphen Sarkoms wurden in den humanisierten Mäusen nicht abgestoßen und der Tumor konnte, trotz Infiltration humaner Immunzellen, ungehindert wachsen. Als mögliche Ursache hierfür zeigte sich die selektive Akkumulation regulatorischer T-Zellen im Tumor. Zusammen mit dem erhöhten Anteil humaner regulatorischer T-Zellen in der Peripherie, weisen diese Beobachtungen deutliche Parallelen mit Befunden aus humanen Patienten auf. Dies bietet somit erstmalig die Option in vivo die Rolle humaner regulatorischer T-Zellen im undifferenzierten pleomorphen Sarkom zu analysieren. Die hier gezeigten Daten machen deutlich, dass es das humanisierte Mausmodell ermöglicht, die Entstehung und Funktion humaner regulatorischer T-Zellen in vivo zu analysieren, deren Bedeutung in klinisch relevanten Modellen zu charakterisieren und somit innovative Therapien zu etablieren.

Evaluation zellulärer Mechanismen der allergen-spezifischen Immuntherapie in einem chronischen Modell der allergischen Atemwegsentzündung

Klinische Studien haben gezeigt, dass die allergenspezifische Immuntherapie (SIT) eine effektive Therapieoption für allergische Erkrankungen ist. Obwohl dieses Therapieverfahren seit über 100 Jahren existiert, sind die zugrunde liegenden Suppressionsmechanismen jedoch nicht vollständig verstanden. Bisher wird angenommen, dass der Behandlungserfolg der SIT auf einer Blockade durch allergenspezifische Antikörper, einer Verschiebung des Th1-Th2-Gleichgewichtes und/oder auf einer Suppression durch regulatorische T-Zellen (Tregs) basiert. Um die Effekte der SIT in einer chronischen Erkrankung in vivo untersuchen zu können, wurde in dieser Doktorarbeit ein Mausmodell für chronisches Asthma entwickelt, das die Situation im Menschen nach einer SIT nachahmt. rnDurch eine SIT war es möglich, allergeninduzierte Asthmasymptome wie Atemwegshyperreagibilität (AHR), Eosinophilie in der Lunge, IgE-Produktion und Atemwegsentzündung im Modell zu unterdrücken. Bemerkenswert ist, dass durch OVA-spezifische Immuntherapie (OVA-IT) ebenfalls eine Verringerung der strukturellen Veränderungen im Lungengewebe im chronischen Krankheitsverlauf erreicht wurde.rnDes Weiteren wurde in diesem Modell nach den Prozessen gesucht, die für die toleranzinduzierende Wirkung der SIT verantwortlich sein können. Dabei wurde im Vergleich zur Placebo-behandelten Gruppe eine erhöhte Antwort spezifischer IgG1-Antikörper, eine verstärkte Th1-Antwort, sowie eine erhöhte Frequenz von FoxP3+ Tregs und von IL-10-produzierenden T-Zellen (Tr1-Zellen) nach OVA-IT festge-stellt. Zur weiteren Untersuchung der von SIT-induzierten T-Zellantworten wurden Mausmodelle des allergischen Asthmas mit einem akuten Verlauf gewählt.rnDie Bedeutung der Th1-Zellen für die SIT wurde in T-bet-/- Mäusen untersucht, welche aufgrund des Fehlens des Transkriptionsfaktors T-bet keine stabile Th1-Antwort induzieren können. Durch SIT war es möglich, allergeninduzierte Asthmasymptome wie AHR, eosinophile Granulozyten in der Lunge, IgE-Produktion und Atemwegsentzündung in den T-bet-/- Tieren im gleichen Maße wie in den Wildtyptieren zu unterdrücken. Diese Untersuchung zeigte, dass die SIT auch ohne funktionelle Th1-Zellen die allergische Entzündung unterdrücken kann. rnDie Rolle der Tregs für die SIT wurde in DO11.10 Mäusen und DO11.10 RAG-/- Mäusen untersucht. In beiden Stämmen konnte nach SIT eine Induktion OVA-spezifischer Tregs nachgewiesen werden. In DO11.10 RAG-/- Mäusen können durch den Knockout im rag2-Gen keine natürlichen, d.h. im Thymus gereiften, Tregs entstehen. Im Blut von DO11.10 RAG-/- Mäusen war direkt nach Durchführung der OVA-IT eine FoxP3+ Treg-Population detektierbar. Demnach wird durch die OVA-IT eine de-novo-Induktion von FoxP3+ Tregs in Gang gesetzt. In Abwesenheit der natürlichen Tregs zeigte sich weiterhin, dass diese Zellen zur Produktion von IL-10 in T-Zellen und somit zum Erfolg der SIT beitragen.rnDie Rolle der FoxP3+ Tregs bei der SIT wurde in DEREG Mäusen untersucht. Eine Depletion der FoxP3+ Tregs in DEREG Mäusen während der Durchführung der OVA-IT hob die protektiven Effekte der Therapie jedoch nur teilweise auf. rnUm die Rolle des regulatorischen Zytokins IL-10 bei der SIT zu untersuchen, wurde ein blockierender Antikörper gegen den IL-10-Rezeptor (anti-IL-10R) im chronischen Modell des allergischen Asthmas mit SIT angewendet. Anti-IL-10R hob die protektive Wirkung der SIT auf die AHR, die Atemwegsentzündung und die strukturellen Veränderungen im Lungengewebe auf. Somit ist die protektive Wirkung der SIT abhängig vom IL-10-Signalweg.rnZusammenfassend stellt diese Arbeit die Bedeutung der SIT für allergische Erkrankungen heraus. SIT kann durch die positive Beeinflussung der allergiebedingten, strukturellen Veränderungen in der Lunge auch für Asthmapatienten große Vorteile bringen. Die aus Studien bekannten Mechanismen konnten im Modell bestätigt werden und wurden im weiteren Verlauf untersucht. Die Arbeit stellt im Besonderen die Bedeutung der IL-10-produzierenden und FoxP3+ Tregs für die Effektivität der SIT in den Vordergrund. Zudem ist durch die Etablierung eines neuen Mausmodells der SIT für chronisches allergisches Asthma ein Mittel zur weiteren Erforschung der zugrunde liegenden Prozesse dieser erfolgreichen Therapie geschaffen worden. rn

Optical projection tomography reveals dynamics of HEV growth after immunization with protein plus CFA and features shared with HEVs in acute autoinflammatory lymphadenopathy

The vascular-stromal compartment of lymph nodes is important for lymph node function, and high endothelial venules (HEVs) play a critical role in controlling the entry of recirculating lymphocytes. In autoimmune and autoinflammatory diseases, lymph node swelling is often accompanied by apparent HEV expansion and, potentially, targeting HEV expansion could be used therapeutically to limit autoimmunity. In previous studies using mostly flow cytometry analysis, we defined three differentially regulated phases of lymph node vascular-stromal growth: initiation, expansion, and the re-establishment of vascular quiescence and stabilization. In this study, we use optical projection tomography to better understand the morphologic aspects of HEV growth upon immunization with ovalbumin/CFA (OVA/CFA). We find HEV elongation as well as modest arborization during the initiation phase, increased arborization during the expansion phase, and, finally, vessel narrowing during the re-establishment of vascular quiescence and stabilization. We also examine acutely enlarged autoinflammatory lymph nodes induced by regulatory T cell depletion and show that HEVs are expanded and morphologically similar to the expanded HEVs in OVA/CFA-stimulated lymph nodes. These results reinforce the idea of differentially regulated, distinct phases of vascular-stromal growth after immunization and suggest that insights gained from studying immunization-induced lymph node vascular growth may help to understand how the lymph node vascular-stromal compartment could be therapeutically targeted in autoimmune and autoinflammatory diseases.

De novo ceramide biosynthesis is associated with resveratrol-induced inhibition of ornithine decarboxylase activity

Previous studies could demonstrate, that the naturally occuring polyphenol resveratrol inhibits cell growth of colon carcinoma cells at least in part by inhibition of protooncogene ornithine decarboxylase (ODC). The objective of this study was to provide several lines of evidence suggesting that the induction of ceramide synthesis is involved in this regulatory mechanisms. Cell growth was determined by BrdU incorporation and crystal violet staining. Ceramide concentrations were detected by HPLC-coupled mass-spectrometry. Protein levels were examined by Western blot analysis. ODC activity was assayed radiometrically measuring [(14)CO(2)]-liberation. A dominant-negative PPARgamma mutant was transfected in Caco-2 cells to suppress PPARgamma-mediated functions. Antiproliferative effects of resveratrol closely correlate with a dose-dependent increase of endogenous ceramides (p<0.001). Compared to controls the cell-permeable ceramide analogues C2- and C6-ceramide significantly inhibit ODC-activity (p<0.001) in colorectal cancer cells. C6-ceramide further diminished protein levels of protooncogenes c-myc (p<0.05) and ODC (p<0.01), which is strictly related to the ability of ceramides to inhibit cell growth in a time- and dose-dependent manner. These results were further confirmed using inhibitors of sphingolipid metabolism, where only co-incubation with a serine palmitoyltransferase (SPT) inhibitor could significantly counteract resveratrol-mediated actions. These data suggest that the induction of ceramide de novo biosynthesis but not hydrolysis of sphingomyelin is involved in resveratrol-mediated inhibition of ODC. In contrast to the regulation of catabolic spermidine/spermine acetyltransferase by resveratrol, inhibitory effects on ODC occur PPARgamma-independently, indicating independent pathways of resveratrol-action. Due to our findings resveratrol could show great chemopreventive and therapeutic potential in the treatment of colorectal cancers.

Metabolites from intestinal microbes shape Treg

Intestinal bacterial metabolites are an important communication tool between the host immune system and the commensal microbiota to establish mutualism. In a recent paper published in Science, Wendy Garrett and her colleagues report an exciting role of the three most abundant microbial-derived short-chain fatty acids (SCFA), acetic acid, propionic acid and butyric acid, in colonic regulatory T cell (cTreg) homeostasis.