Identification of immune genes in grass carp Ctenopharyngodon idella in response to infection of the parasitic copepod Sinergasilus major

The parasitic copepod Sinergasilus major is an important pathogen of grass carp Ctenopharyngodon idella. To understand the immune response of grass carp to the copepod infection, suppression subtractive hybridization method was employed to characterize genes up-regulation during the copepod infection in liver and gills of the fish. One hundred and twenty-two dot blot positive clones from infected subtracted library were sequenced. Searching available databases by using these nucleotide sequences revealed that 23 genes are immune-related, including known acute-phase reactants, and four novel genes encoding proteins such as source of immunodominant MHC-associated peptides (SIMP), TNF receptor-associated factor 2 binding protein (T2BP), poliovirus receptor-related protein 1 precursor, glycoprotein A repetitions predominant (GARP). The differential expression of seven immune genes, i.e. GARP, alpha-2-macroglobulin, MHC class I, C3, SIMP, T2BP, transferrin, as a result of infection was further confirmed by RT-PCR, with the up-regulation of alpha-2-macroglobulin, MHC class I, C3, SIMP and T2BP in the liver of infected fish, and down-regulation of SIMP in the gills of infected fish. The present study provides foundation for understanding grass carp immune response and candidate genes for further analysis.

Fas ligand expression and tumour immune evasion; the role of prostaglandin E2 and the EP1 receptor

Background and Aim: During carcinogenesis, tumours develop multiple mechanisms to evade the immune system and suppress the anti-tumour immune response. Upregulation of Fas Ligand (FasL/CD95L) expression may represent one such mechanism. FasL is a member of the tumour necrosis factor superfamily that triggers apoptotic cell death following ligation to its receptor Fas. Numerous studies have demonstrated upregulated FasL expression in tumor cells, with FasL expression associated with numerous pro-tumorigenic effects. However, little is known about the mechanisms that regulate FasL expression in tumours. The cyclooxgenase (COX) signalling pathway may play an important role in colon carcinogenesis, via the production of prostaglandins, in particular PGE2. PGE2 signals through four different receptor subtypes, EP1 – EP4. Thus, the aim of this study was to investigate the effect of targeting the PGE2-FasL signaling pathway. Results: (i) PGE2 induces FasL expression via the EP1 receptor in colon cancer cells. (ii) Suppression of FasL expression in colon tumour cells in vivo significantly delays and reduces tumour growth. (iii) Blocking EP1 receptor signaling, or suppression of the EP1 receptor in colon tumour cells, reduces tumour growth in vivo. Suppression of tumour growth correlates in part with suppression of FasL expression. (iv) The reduction in tumour growth is associated with an improved anti-tumour immune response. Tumour infiltration by Treg cells and macrophages was reduced, and the cytotoxic activity of CTL generated from splenocytes isolated from these mice increased. Conclusion: 1) Targeting FasL expression by blocking PGE2-EP1 receptor signalling reduces tumour development in vivo. 2) The mechanism is indirect but is associated with an increased anti-tumour immune response. Thus, unraveling the mechanisms regulating FasL expression and the pro-tumorigenic effects of the EP1 receptor may aid in the search for new therapeutic targets against colon cancer.

Suppression of conformational heterogeneity at a protein-protein interface.

Staphylococcal protein A (SpA) is an important virulence factor from Staphylococcus aureus responsible for the bacterium's evasion of the host immune system. SpA includes five small three-helix-bundle domains that can each bind with high affinity to many host proteins such as antibodies. The interaction between a SpA domain and the Fc fragment of IgG was partially elucidated previously in the crystal structure 1FC2. Although informative, the previous structure was not properly folded and left many substantial questions unanswered, such as a detailed description of the tertiary structure of SpA domains in complex with Fc and the structural changes that take place upon binding. Here we report the 2.3-Å structure of a fully folded SpA domain in complex with Fc. Our structure indicates that there are extensive structural rearrangements necessary for binding Fc, including a general reduction in SpA conformational heterogeneity, freezing out of polyrotameric interfacial residues, and displacement of a SpA side chain by an Fc side chain in a molecular-recognition pocket. Such a loss of conformational heterogeneity upon formation of the protein-protein interface may occur when SpA binds its multiple binding partners. Suppression of conformational heterogeneity may be an important structural paradigm in functionally plastic proteins.

Cellular immune responses in human immunodeficiency virus (HIV)-1-infected children: Is immune restoration by highly active anti-retroviral therapy comparable to non-progression?

The objective of this study was to investigate whether the restored immune functions of vertically human immunodeficiency virus (HIV)-infected children who were severely immunodeficient before the initiation of highly active anti-retroviral therapy (HAART) are comparable to those of untreated slow progressors. We therefore assessed T cell proliferation and cytokine [interferon (IFN)-γ, interleukin (IL)-5 and IL-13] secretions after mitogen, recall antigens and HIV-1-specific stimulation in 12 untreated slow progressors, 16 untreated progressors and 18 treated patients. Treated children were profoundly immunodeficient before the initiation of HAART and had long-lasting suppression of viral replication on treatment. We demonstrated that slow progressors are characterized not only by the preservation of HIV-1-specific lymphoproliferative responses but also by the fact that these responses are clearly T helper type 1 (Th1)-polarized. Children on HAART had proliferative responses to HIV-1 p24 antigen, purified protein derivative (PPD) and tetanus antigen similar to slow progressors and higher than those of progressors. However, in contrast to slow progressors, most treated children exhibited a release of Th2 cytokines accompanying the IFN-γ secretion in response to the HIV-1 p24 antigen. Moreover, despite higher proliferative responses to phytohaemagglutinin (PHA) than the two groups of untreated children, treated children had lower levels of IFN-γ secretion in response to PHA than slow progressors. These data show that in severely immunodeficient vertically HIV-infected children, a long-lasting HAART allows recovering lymphoproliferative responses similar to untreated slow progressors. However, alterations in IFN-γ secretion in response to the mitogen PHA persisted, and their cytokine release after HIV-specific stimulation was biased towards a Th2 response. © 2011 The Authors. Clinical and Experimental Immunology © 2011 British Society for Immunology.

PI3K beta Plays a Critical Role in Neutrophil Activation by Immune Complexes

Neutrophils are activated by immunoglobulin G (IgG)-containing immune complexes through receptors that recognize the Fc portion of IgG (Fc gamma Rs). Here, we used genetic and pharmacological approaches to define a selective role for the beta isoform of phosphoinositide 3-kinase (PI3K beta) in Fc gamma R-dependent activation of mouse neutrophils by immune complexes of IgG and antigen immobilized on a plate surface. At low concentrations of immune complexes, loss of PI3K beta alone substantially inhibited the production of reactive oxygen species (ROS) by neutrophils, whereas at higher doses, similar suppression of ROS production was achieved only by targeting both PI3K beta and PI3K delta, suggesting that this pathway displays stimulus strength-dependent redundancy. Activation of PI3K beta by immune complexes involved cooperation between Fc gamma Rs and BLT1, the receptor for the endogenous proinflammatory lipid leukotriene B-4. Coincident activation by a tyrosine kinase-coupled receptor (Fc gamma R) and a heterotrimeric guanine nucleotide-binding protein (G protein)-coupled receptor (BLT1) may provide a rationale for the preferential activation of the beta isoform of PI3K. PI3K beta-deficient mice were highly protected in an Fc gamma R-dependent model of autoantibody-induced skin blistering and were partially protected in an Fc gamma R-dependent model of inflammatory arthritis, whereas combined deficiency of PI3K beta and PI3K delta resulted in near-complete protection in the latter case. These results define PI3K beta as a potential therapeutic target in inflammatory disease.

Role of retroviral restriction factors in the interferon-α-mediated suppression of HIV-1 in vivo.

The antiviral potency of the cytokine IFN-α has been long appreciated but remains poorly understood. A number of studies have suggested that induction of the apolipoprotein B mRNA editing enzyme, catalytic polypeptide 3 (APOBEC3) and bone marrow stromal cell antigen 2 (BST-2/tetherin/CD317) retroviral restriction factors underlies the IFN-α-mediated suppression of HIV-1 replication in vitro. We sought to characterize the as-yet-undefined relationship between IFN-α treatment, retroviral restriction factors, and HIV-1 in vivo. APOBEC3G, APOBEC3F, and BST-2 expression levels were measured in HIV/hepatitis C virus (HCV)-coinfected, antiretroviral therapy-naïve individuals before, during, and after pegylated IFN-α/ribavirin (IFN-α/riba) combination therapy. IFN-α/riba therapy decreased HIV-1 viral load by -0.921 (±0.858) log(10) copies/mL in HIV/HCV-coinfected patients. APOBEC3G/3F and BST-2 mRNA expression was significantly elevated during IFN-α/riba treatment in patient-derived CD4+ T cells (P < 0.04 and P < 0.008, paired Wilcoxon), and extent of BST-2 induction was correlated with reduction in HIV-1 viral load during treatment (P < 0.05, Pearson's r). APOBEC3 induction during treatment was correlated with degree of viral hypermutation (P < 0.03, Spearman's ρ), and evolution of the HIV-1 accessory protein viral protein U (Vpu) during IFN-α/riba treatment was suggestive of increased BST-2-mediated selection pressure. These data suggest that host restriction factors play a critical role in the antiretroviral capacity of IFN-α in vivo, and warrant investigation into therapeutic strategies that specifically enhance the expression of these intrinsic immune factors in HIV-1-infected individuals.

Recognition of hepatitis C virus RNA by toll like receptors 7 and 8 : implications for the initiation of innate immune response

Le virus de l’hépatite C (VHC) est un virus à ARN simple brin positif (ssARN) qui se replique dans le foie. Deux cents millions de personnes sont infectées par le virus dans le monde et environ 80% d’entre elles progresseront vers un stade chronique de l’infection. Les thérapies anti-virales actuelles comme l’interféron (IFN) ou la ribavirin sont de plus en plus utilisées mais ne sont efficaces que dans la moitié des individus traités et sont souvent accompagnées d’une toxicité ou d’effets secondaires indésirables. Le système immunitaire inné est essentiel au contrôle des infections virales. Les réponses immunitaires innées sont activées suite à la reconnaissance par les Pathogen Recognition Receptors (PRRs), de motifs macromoléculaires dérivés du virus appelés Pathogen-Associated Molecular Patterns (PAMPs). Bien que l'activation du système immunitaire par l'ARN ou les protéines du VHC ait été largement étudiée, très peu de choses sont actuellement connues concernant la détection du virus par le système immunitaire inné. Et même si l’on peut très rapidement déceler des réponses immunes in vivo après infection par le VHC, l’augmentation progressive et continue de la charge virale met en évidence une incapacité du système immunitaire à contrôler l’infection virale. Une meilleure compréhension des mécanismes d’activation du système immunitaire par le VHC semble, par conséquent, essentielle au développement de stratégies antivirales plus efficaces. Dans le présent travail nous montrons, dans un modèle de cellule primaire, que le génome ARN du VHC contient des séquences riches en GU capables de stimuler spécifiquement les récepteurs de type Toll (TLR) 7 et 8. Cette stimulation a pour conséquence la maturation des cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDCs), le production d’interféron de type I (IFN) ainsi que l’induction de chémokines et cytokines inflammatoires par les différentes types de cellules présentatrices d’antigènes (APCs). Les cytokines produites après stimulation de monocytes ou de pDCs par ces séquences ssARN virales, inhibent la production du virus de façon dépendante de l’IFN. En revanche, les cytokines produites après stimulation de cellules dendritiques myéloïdes (mDCs) ou de macrophages par ces mêmes séquences n’ont pas d’effet inhibiteur sur la production virale car les séquences ssARN virales n’induisent pas la production d’IFN par ces cellules. Les cytokines produites après stimulation des TLR 7/8 ont également pour effet de diminuer, de façon indépendante de l’IFN, l’expression du récepteur au VHC (CD81) sur la lignée cellulaire Huh7.5, ce qui pourrait avoir pour conséquence de restreindre l’infection par le VHC. Quoiqu’il en soit, même si les récepteurs au VHC comme le CD81 sont largement exprimés à la surface de différentes sous populations lymphocytaires, les DCs et les monocytes ne répondent pas aux VHC, Nos résultats indiquent que seuls les macrophages sont capables de reconnaître le VHC et de produire des cytokines inflammatoires en réponse à ce dernier. La reconnaissance du VHC par les macrophages est liée à l’expression membranaire de DC-SIGN et l’engagement des TLR 7/8 qui en résulte. Comme d’autres agonistes du TLR 7/8, le VHC stimule la production de cytokines inflammatoires (TNF-α, IL-8, IL-6 et IL-1b) mais n’induit pas la production d’interféron-beta par les macrophages. De manière attendue, la production de cytokines par des macrophages stimulés par les ligands du TLR 7/8 ou les séquences ssARN virales n’inhibent pas la réplication virale. Nos résultats mettent en évidence la capacité des séquences ssARN dérivées du VHC à stimuler les TLR 7/8 dans différentes populations de DC et à initier une réponse immunitaire innée qui aboutit à la suppression de la réplication virale de façon dépendante de l’IFN. Quoiqu’il en soit, le VHC est capable d’échapper à sa reconnaissance par les monocytes et les DCs qui ont le potentiel pour produire de l’IFN et inhiber la réplication virale après engagement des TLR 7/8. Les macrophages possèdent quant à eux la capacité de reconnaître le VHC grâce en partie à l’expression de DC-SIGN à leur surface, mais n’inhibent pas la réplication du virus car ils ne produisent pas d’IFN. L’échappement du VHC aux défenses antivirales pourrait ainsi expliquer l’échec du système immunitaire inné à contrôler l’infection par le VHC. De plus, la production de cytokines inflammatoires observée après stimulation in vitro des macrophages par le VHC suggère leur potentielle contribution dans l’inflammation que l’on retrouve chez les individus infectés par le VHC.

Identification and characterization of Kava-derived compounds mediating TNF-alpha suppression

There is a substantial unmet need for new classes of drugs that block TNF-α-mediated inflammation, and particularly for small molecule agents that can be taken orally. We have screened a library of natural products against an assay measuring TNF-α secretion in lipopolysaccharide-stimulated THP-1 cells, seeking compounds capable of interfering with the TNF-α-inducing transcription factor lipopolysaccharide-induced TNF-α factor. Among the active compounds were several produced by the kava plant (Piper mysticum), extracts of which have previously been linked to a range of therapeutic effects. When tested in vivo, a representative of these compounds, kavain, was found to render mice immune to lethal doses of lipopolysaccharide. Kavain displays promising pharmaceutical properties, including good solubility and high cell permeability, but pharmacokinetic experiments in mice showed relatively rapid clearance. A small set of kavain analogs was synthesized, resulting in compounds of similar or greater potency in vitro compared with kavain. Interestingly, a ring-opened analog of kavain inhibited TNF-α secretion in the cell-based assay and suppressed lipopolysaccharide-induced TNF-α factor expression in the same cells, whereas the other compounds inhibited TNF-α secretion without affecting lipopolysaccharide-induced TNF-α factor levels, indicating a potential divergence in mechanism of action.

Role of Yersinia pseudotuberculosis outer proteins (Yops) in murine humoral immune response

The infection of mice with the wild-type (WT) strain of Y. pseudotuberculosis did not induce polyclonal activation of B lymphocytes. Suppression in the production of certain isotypes of Ig was observed, provoked mainly by YopH, YopJ and YpkA. The WT strain induced a progressive increase in the serum-specific IgG, which peaked after 4 weeks after infection, IgM being produced only after 1 week. Autoantibodies against phosphorylcholine, myelin, thyroglobulin and cardiolipin could be detected in the serum of mice infected with the WT strain. The infection of mice provoked suppression in the production of immunoglobulins by splenic B cells and that YopH, YopJ and YpkA must be involved here.

Effect of soluble fiber on hypertriglyceridemia and immune profile in HIV-positive individuals undergoing highly active antiretroviral therapy

The advent of highly active antiretroviral therapy (HAART), since 1996, represented a profound impact on the natural history of HIV-infection by promoting important and sustainable viral replication suppression and increasing survival and quality of life among seropositive patients. Nonetheless, antiretroviral therapy has been observed to be accompanied by metabolic alterations such as dyslipidemia, especially hypertriglyceridemia, insulin resistance, hyperglycemia and lipodystrophy (body fat redistribution). Epidemiological studies have demonstrated a correlation between high triglyceride (TG) levels and higher incidence of coronary artery disease (CAD). Some investigators suggest dietary intervention as part of hyperlipidemia treatment, including an increase in soluble fiber intake (10-25g/day). Whereas some studies have demonstrated that both cholesterol and serum triglyceride levels decrease with the use of food fiber, others have shown just a serum triglyceride decrease, and others failed to observe any alteration in lipid metabolism. The purpose of this study was to assess the effect of soluble fiber (R) (partially hydrolyzed guar gum) supplementation on hypertriglyceridemia and immune profile in HIVpositive individuals on HAART. Nineteen HIV-positive individuals with hypertriglyceridemia (serum levels >= 150 to < 500mg/dl) were studied. of these individuals, 63.16% were males and 36.84% females, with mean age of 43.52 +/- 9.22 years. These individuals had been on the same HAART regimen for at least six months, had no change in therapy during the study and received 20g/day of soluble fiber for four months at pre-established times. Clinical-nutritional, biochemical (total proteins, albumin, globulin, total cholesterol, LDL-c, HDL-c, TG, TG/HDL-c and LDLc/HDL-c), hematimetric (hemoglobin, hematocrit and total lymphocytes), and immunologic (lymphocytes T CD4(+), T CD8(+); T CD4(+)/CD8(+) ratio, viral load, TNF-alpha and IL-6) parameters were assessed in all patients at three time points (M0: pretreatment, M1: 30 days, and M2: four months after intervention). Significance level was set at 5% for all data statistically analyzed. Serum TG and TG/HDL-c ratio reduction was observed at all time points, but statistical significance was found just at M0 and M2. The remaining biochemical, hematimetric and immunologic parameters (lymphocytes T CD4(+), T CD8(+); T CD4(+)/ CD8(+) ratio, and viral load) showed no significant difference at all times. Regarding serum cytokines, TNF-alpha and IL-6 significantly decreased between M0 and M2, and only IL-6 reduced between M1 and M2. The data collected show that dietary and anthropometric parameters remained unchanged excluding potential confounding factors related with the effect of fiber supplementation on serum TG, TNF-alpha and IL-6. Thus, soluble fiber (R) contributed to an important reduction in hypertriglyceridemia and in the serum levels of the proinflammatory cytokines TNF-alpha and IL-6 in HIV-seropositive individuals on HAART. In addition, soluble fiber (R) might have minimized the process of atherosclerosis in these individuals, given that elevated serum levels of TG, TNF-alpha and IL-6 have been associated with the development of these lesions.

Differential Expression of Immune Response Genes in Steller Sea Lions (Eumetopias jubatus): An Indicator of Ecosystem Health?

Characterization of the polygenic and polymorphic features of the Steller sea lion major histocompatibility complex (MHC) provides an ideal window for evaluating immunologic vigor of the population and identifying emergence of new genotypes that reflect ecosystem pressures. MHC genotyping can be used to measure the potential immunologic vigor of a population. However, since ecosystem-induced changes to MHC genotype can be slow to emerge, measurement of differential expression of these genes can potentially provide real-time evidence of immunologic perturbations. MHC DRB genes were cloned and sequenced using peripheral blood mononuclear leukocytes derived from 10 Steller sea lions from Southeast Alaska, Prince William Sound, and the Aleutian Islands. Nine unique DRB gene sequences were represented in each of 10 animals. MHC DRB gene expression was measured in a subset of six sea lions. Although DRB in genomic DNA was identical in all individuals, relative levels of expressed DRB mRNA was highly variable. Selective suppression of MHC DRB genes could be indicative of geographically disparate environmental pressures, thereby serving as an immediate and sensitive indicator of population and ecosystem health.

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.

Immune escape durch Überexpression von HER-2/neu

In Tumoren und Onkogen-transformierten Zellen finden sich häufig Defizienzen in der Expression von Komponenten der MHC Klasse I-Antigenprozessierung, die mit einer verminderten MHC Klasse I-Oberflächenexpression und einer reduzierten Sensitivität der Zellen gegenüber einer ZTL-vermittelten Lyse gekoppelt sein können. Da in den meisten Fällen die reduzierten Expressionsmuster über Zytokine revertiert werden können, werden verschiedene Regulationsmechanismen als Ursache für die Defizienzen postuliert. Auch in Zellen, die den „human epidermal growth factor receptor 2“ (HER-2/neu) überexprimieren, wurden derartige „Immune escape“-Mechanismen identifiziert. Aufgrund der Amplifikation und/oder Überexpression dieses Onkogens in Tumoren, die mit einer schnellen Progression der Erkrankung und einer schlechten Heilungsprognose assoziiert ist, wurden zahlreiche Therapien entwickelt, die auf einer Mobilisierung des Immunsystems gegenüber HER-2/neu oder dessen Blockade durch spezifische Antikörper abzielen. Die bisher jedoch nur unzureichenden Erfolge dieser Therapien könnten ihre Ursache in einer verminderten Immunogenität der HER-2/neu+-Zellen aufgrund von Defizienzen in der MHC Klasse I-Antigenprozessierung haben, weshalb die Untersuchung der molekularen Ursachen dieser Suppression für die Therapie von HER-2/neu+-Tumoren von besonderer Bedeutung ist. In dieser Arbeit wurde anhand eines in vitro-Systems ein HER-2/neu-vermittelter „Immune escape“-Phänotyp charakterisiert und die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen untersucht. Hierzu wurden murine, HER-2/neu--NIH3T3-Zellen mit HER-2/neu-transfizierten NIH3T3-Zellen verglichen. Die Untersuchung zeigte, dass die Oberflächenexpression von MHC Klasse I-Antigenen bei einer HER-2/neu-Überexpression vermindert ist. Dies ist assoziiert mit reduzierten Expressionen von LMP2, LMP10, PA28a, PA28b, ERAAP, TAP1, TAP2, und Tapasin, einem blockiertem TAP-Transport und einer fehlenden Sensitivität gegenüber einer ZTL-vermittelten Lyse. Da die analysierten Defekte durch eine Stimulation mit IFN‑g wieder revertiert werden können, wird eine transkriptionelle oder translationelle Regulation der betroffenen Gene durch HER-2/neu postuliert. Aufgrund dieser Ergebnisse ist eine T-Zell-vermittelte Therapie von HER-2/neu+-Tumoren als kritisch anzusehen. Die Untersuchung der Promotoren von TAP1/LMP2, TAP2 und Tapasin ergab geringere und durch IFN‑g-induzierbare Promotoraktivitäten in den HER-2/neu+-Zellen im Vergleich zu den HER-2/neu—-Zellen. Mittels Mutagenese-PCR und Gelretardationsanalysen konnte die Bindung eines Komplexes an zwei E2F- und einer P300-Bindungsstelle im Tapasin-Promotor identifiziert werden, die für die HER-2/neu-vermittelte Hemmung der Tapasin-Promotor­aktivität essentiell ist. Eine Inaktivierung der E2F- und P300-Motve in den TAP1/LMP2- und TAP2-Promotoren hatte dagegen keinen Einfluss auf die HER-2/neu-vermittelte Blockade der Promotoraktivität. Ein Vergleich der Promotoraktivitäten der HER-2/neu+- mit Ras-transformierten Zellen ergab, dass die TAP1/LMP2- und TAP2-Promotoren in beiden Zellen supprimiert werden, während der Tapasin-Promotor bei Ras-Transformation nicht beein­trächtigt ist. Der Einsatz von Inhibitoren zeigte, dass die Suppression des Tapasin-Promotors vermutlich über die PLC-g-PKC-Kaskade erfolgt. Dagegen konnte mit Inhibitoren gegen MAPK und PI3Kinase kein vergleichbarer Effekt erzielt werden. Aufgrund dieser Daten wird postuliert, dass HER-2/neu über die Signalkaskade PLC-g–PKC–E2F/P300 die Tapasin-Promotoraktivität supprimiert, wohingegen noch bisher unbekannte Signalkaskaden von HER-2/neu und Ras zu einer Hemmung der TAP1/LMP2- und TAP2-Promotoraktivität führen. Da die Komplexbildung von E2F und P300 auch im Zellzyklus eine Rolle spielt, wird eine negative Korrelation zwischen Zell-Proliferation und MHC Klasse I-Antigenpräsentation postuliert, die Gegenstand künftiger Studien sein wird.

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.

Lentivirus-mediated knockdown of Galectin-10 and Foxp3 in human immune cells

Die Suppression von autoreaktiven T-Zellen ist eine Funktion von CD4+CD25+ regulatorischen T-Zellen (CD4+CD25+ Tregs). CD4+CD25+ Tregs unterdrücken autoaggressive Immunantworten. Galectin-10 und Foxp3 sind wichtige Proteine, die an dem supprimierenden Mechanismus der Tregs beteiligt sind. Galectin-10 ist eines der ältesten bekannten humanen Proteine, die nicht in anderen Spezies gefunden worden sind. Foxp3 ist ein Transkriptionsfaktor, der in menschlichen CD4+CD25+ Tregs und in CD4+CD25- T-Effektor-Zellen nach Aktivierung exprimiert wird. Ein siRNA-vermittelter Knockdown dieses intrazellulären löslichen Proteins hebt die supprimierende Funktion der humanen CD4+CD25+ Tregs auf.rnDiese Arbeit beinhaltet in vitro durchgeführte Untersuchungen zur Ermöglichung eines Knockdown von Galectin-10 und/oder Foxp3 in humanisierten Mäusen. Es war möglich, ein Verfahren für die Produktion von lentiviralen Partikeln zu etablierten, die sich als effizientes Vehikel für den Gentransfer in humane Stammzellen und verschiedene Tumor- und Immunzellen erwiesen. Nach der Transduktion von AML14.3D10 Tumorzellen mit GFP-codierenden lentiviralen Partikeln konnte eine langfristige Expression von GFP erreicht werden. Außerdem war es möglich lentivirale Partikel zu erzeugen, die mit shRNA gegen Galectin-10 codiert waren. Die erzeugten Partikel erwiesen sich als funktionell, indem sie eine deutliche Herunterregulation von Galectin-10 in konstitutiv Galectin-10 exprimierenden AML14.3D10 Tumorzellen bewirkten. Unsere Studie präsentierte außerdem eine erstmalige Untersuchung zum Nachweis von Galectin-10-Protein in Eosinophilen aus humanen CD34+ hämatopoetischen Stammzellen (HSC). Diese stabile in vitro Galectin-10-Expression bietet ein alternatives Untersuchungsmodell zu CD4+CD25+ Tregs, die nicht aus CD34+ HSC differenziert werden können. Der zusätzliche Einbau des GFP-Gens in die mit shRNA gegen Galectin-10 codierende lentivirale Partikel war ein wichtiger Schritt zur Markierung von Zellen, die einen Galectin-10-Knockdown aufwiesen. Die neuen bicistronischen lentiviralen Partikel erwiesen sich sowohl in aus CD34+ HSC differenzierten Eosinophilen als auch in AML14.3D10 Zellen, die einen eosinophilen Phänotyp aufweisen, als funktionell. Schließlich konnte mit den bicistronischen lentiviralen Partikeln, die mit GFP und shRNA gegen Foxp3 codiert waren, eine Herunterregulation von Foxp3 in CD4+CD25- T-Effektor-Zellen erreicht werden, was erneut die erfolgreiche Herstellung von funktionellen lentiviralen Partikeln bewies.rn