Imunomarcação tecidual para o fator XIIIa+ em dendrócitos dérmicos de lesões cutâneas com doença de Jorge Lobo

A doença de Jorge Lobo (DJL) é uma infecção fúngica profunda, causada pelo Lacazia loboi, que acomete preferencialmente homens agricultores, com forma clínica queloidiana e localização nos membros inferiores. A maior incidência é encontrada na Amazônia brasileira. Há poucos relatos sobre a resposta imune tecidual nas lesões dos pacientes. Este estudo objetiva avaliar uma possível participação na patogenia da doença, dos dendrócitos dérmicos fator XIIIa (DD FXIIIa) em lesões cutâneas, através da técnica da imuno-histoquímica. Foram analisados 33 biopsias cutâneas de pacientes com DJL. O grupo controle foi representado por 10 biopsias de pele normal procedente de pacientes sem doenças dermatológicas e por 61 biopsias de pacientes com paracoccidioidomicose (PCM). Os resultados obtidos com a análise dos prontuários revelaram que a DJL acomete principalmente homens (84,8%), agricultores (72,7%), com 46-65 anos (51,5%), procedentes da região nordeste do estado do Pará (51,5%), com forma clínica queloidiana (81,8%) e localização preponderante das lesões nos membros inferiores (45,5). Os valores da contagem de DD FXIIIa nas lesões cutâneas de DJL não foram influenciados pelas variantes de gênero, idade, profissão, procedência, forma clínica e localização das lesões. A quantidade de DD FXIIIa nos pacientes com DJL foi maior do que a encontrada no grupo controle de pacientes com pele sã e no grupo de pacientes com PCM, tanto no aspecto histopatológico de granuloma frouxo (GF), como granuloma bem organizado (GBO). Em virtude dos DD FXIIIa serem considerados precursores das células de Langerhans (CLs), pode-se sugerir que o aumento deles na DJL represente um reservatório dérmico para as CLs epidérmicas e se transformariam nelas continuamente, não permitindo sua diminuição. Já foi demonstrado o aumento de citocinas do perfil Th2 (TGF-β) na DJL e o aumento de DD FXIIIa que é capaz de secretar o fator de TNF-α, observado neste estudo, mostra um predomínio do perfil Th1. Quando há uma coexpressão de citocinas de ambos os perfis na mesma doença, sugere-se a existência de padrões mistos. Então, os resultados obtidos neste trabalho sugerem que a DJL é uma doença espectral, com pólos de resistência e suscetibilidade. O que talvez explique a existência de casos localizados mesmo com longa evolução da doença e casos disseminados como manifestação precoce da DJL.

Die kutane murine Mastzelle als Initiator angeborener und adaptiver Immunreaktionen der Haut

Für lange Zeit wurde die Mastzelle nur als Effektorzelle im Rahmen von Erkrankungen des atopischen Formenkreises gesehen. Erst lange Zeit nach ihrer ersten Beschreibung konnte gezeigt werden, dass die Mastzelle einen wichtigen Beitrag zur Abwehr von Pathogenen leistet. Dies wird vor allem durch Wege der alternativen Mastzellaktivierung, z.B. über Toll- like Rezeptoren, ermöglicht. In dieser Arbeit sollte daher zunächst die mögliche Funktion der Mastzelle bei der durch den synthetischen TLR7- Liganden Imiquimod induzierten Entzündungsreaktion der Haut und der Auswanderung von Langerhans Zellen in einem Mausmodell untersucht werden. Beide Reaktion waren dabei von Mastzellen abhängig sind. Für die frühe und schnelle Induktion der Entzündungsreaktion zeigten sich vor allem die Mastzellcytokine IL-1 und TNF-α verantwortlich. Bei der Auswanderung der Langerhans Zellen hingegen spielt das Mastzell-IL1 eine entscheidende Rolle. Imiquimod wurde in Form der Creme Aldara bereits erfolgreich zur transkutanen Immunisierung (TCI) in Mausversuchen verwendet. Da die oben beschriebenen Reaktionen, welche durch Imiquimod vermittelt werden, eine deutliche Abhängigkeit von Mastzellen zeigten, sollte nun auch die Funktion der Mastzelle bei der Entstehung einer adaptiven Immunantwort am Modell der transkutanen Immunisierung untersucht werden. Der Immunisierungserfolg und damit die Entstehung einer adaptiven Immunantwort konnte auch hier auf die Anwesenheit von Mastzellen zurückgeführt werden. Mastzellen können somit als ein weiteres wichtiges Bindeglied zwischen angeborener und erworbener Immunität gesehen werden und können so einen entscheidenden Einfluß auf die Entstehung einer adaptiven Immunantwort nehmen.

GM-CSF (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor): Modulation der durch UV-B-Strahlung induzierten Hautkarzinogenese

UV-B-Strahlung, die durch die fortschreitende Zerstörung der Ozonschicht zunimmt, ist hauptsächlich für das Entstehen von Basaliomen und Plattenepithelkarzinomen verantwort-lich, an denen jedes Jahr etwa 2-3 Millionen Menschen weltweit erkranken. UV-B indu-zierte Hautkarzinogenese ist ein komplexer Prozess, bei dem vor allem die mutagenen und immunsuppressiven Wirkungen der UV-B-Strahlung von Bedeutung sind. Die Rolle von GM-CSF in der Hautkarzinogenese ist dabei widersprüchlich. Aus diesem Grund wurde die Funktion von GM-CSF in vivo in der UV-B induzierten Hautkarzinogenese mittels zwei bereits etablierter Mauslinien untersucht: Erstens transgene Mäuse, die einen GM-CSF Antagonisten unter der Kontrolle des Keratin-10-Promotors in den suprabasalen Schichten der Epidermis exprimieren und zweitens solche, die unter dem Keratin-5-Promotor murines GM-CSF in der Basalschicht der Epidermis überexprimieren. Eine Gruppe von Tieren wurde chronisch, die andere akut bestrahlt. Die konstitutionelle Verfassung der Tiere mit erhöhter GM-CSF-Aktivität in der Haut war nach chronischer UV-B-Bestrahlung insgesamt sehr schlecht. Sie wiesen deshalb eine stark erhöhte Mortali-tät auf. Dies ist sowohl auf die hohe Inzidenz als auch dem frühen Auftreten der benignen und malignen Läsionen zurückzuführen. Eine verminderte GM-CSF Aktivität verzögerte dagegen die Karzinomentwicklung und erhöhte die Überlebensrate leicht. GM-CSF wirkt auf verschiedenen Ebenen tumorpromovierend: Erstens erhöht eine gesteigerte Mastzell-anzahl in der Haut der GM-CSF überexprimierenden Tiere per se die Suszeptibilität für Hautkarzinogenese. Zweitens stimuliert GM-CSF die Keratinozytenproliferation. Dadurch kommt es nach UV-B-Bestrahlung zu einer prolongierten epidermalen Hyperproliferation, die zur endogenen Tumorpromotion beiträgt, indem sie die Bildung von Neoplasien unter-stützt. Der Antagonist verzögert dagegen den Proliferationsbeginn, die Keratinozyten blei-ben demzufolge länger in der G1-Phase und der durch UV-B verursachte DNA-Schaden kann effizienter repariert werden. Drittens kann GM-CSF die LCs nicht als APCs aktivie-ren und eine Antitumorimmunität induzieren, da UV-B-Strahlung zur Apoptose von LCs bzw. zu deren Migration in Richtung Lymphknoten führt. Zusätzlich entwickeln GM-CSF überexprimierende Tiere in ihrer Haut nach UV-B-Bestrahlung ein Millieu von antago-nistisch wirkenden Zytokinen, wie TNF-a, TGF-b1 und IL-12p40 und GM-CSF, die proinflammatorische Prozesse und somit die Karzinomentwicklung begünstigen. Der Anta-gonist hemmt nach UV-B-Bestrahlung die Ausschüttung sowohl von immunsuppressiven Zytokinen, wie etwa TNF-a, als auch solchen, die die Th2-Entwicklung unterstützen, wie etwa IL-10 und IL-4. Dies wirkt sich negativ auf die Karzinomentwicklung aus.

Der Transkriptionsfaktor NFATc2 ist essentiell für die Funktion von Mastzellen in vivo

Neueste Arbeiten zeigen, dass Mastzellen wichtige Funktionen innerhalb des angeborenen und erworbenen Immunsystems ausüben. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Fähigkeit der Mastzelle, auf IgE-unabhängige Signale zu reagieren und ein breites Spektrum an Cytokinen und Chemokinen zu produzieren. Transkriptionsfaktoren der NFAT-Familie sind wichtige Regulatoren der Immunhomöostase und Cytokinproduktion. In Mausmodellen führt die Defizienz des NFATc2 zu überschießenden Immunreaktionen, was ursächlich auf die Hyperreaktivität NFATc2-defizienter T-Zellen zurückgeführt wird. Demgegenüber zeigten unsere eigenen in vitro durchgeführten Arbeiten, dass die Produktion wichtiger entzündungsfördernder Cytokine in Mastzellen abhängig ist von NFATc2. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Bedeutung von NFATc2 in einem Mastzell-abhängigen Modell der transkutanen Immunisierung mit einem TLR7-Liganden als Adjuvans zu untersuchen. Experimente an NFATc2-defizienten Mäusen ergaben zunächst, dass die Schlüsselprozesse Entzündung, Auswanderung antigenpräsen-tierender Zellen, Lymphknotenhypertrophie sowie Expansion und Funktion spezifischer T-Zellen in Abwesenheit des Transkriptionsfaktors NFATc2 extrem beeinträchtigt sind. Dieser experimentell induzierte Phänotyp gleicht somit dem mastzellloser Mäuse in dieser Immunisierungsstudie. Rekonstitutionsexperimente erlaubten es, in vitro generierte Mastzellen aus NFATc2-defizienten und NFATc2-kompetenten Spendern in mastzelllose Mäuse zu transferieren und deren Reaktivität in dem angewandten TLR7-abhängigen Entzündungsmodell in vivo zu vergleichen. Hierbei zeigte sich, dass die in NFATc2-defizienten Mäusen nach transkutaner Immunisierung zu beobachtenden Beeinträchtigungen gänzlich auf die Abwesenheit des NFATc2 in Mastzellen zurückzuführen sind. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen somit, dass der Transkriptionsfaktor NFATc2 für die Funktion der Mastzelle in vivo eine bedeutsame Rolle spielt. Dies betrifft sowohl Reaktionen des angeborenen als auch des erworbenen Immunsystems. Darüber hinaus könnte NFATc2 ein wichtiges Ziel bei therapeutischen Maßnahmen gegen mastzellabhängige Krankheiten darstellen.

Transkutane Immunisierung - Mechanismen und Optimierungsstrategien

In dieser Arbeit wurde ein etabliertes Immunisierungsmodell auf der Basis eines synthetischen TLR 7-Liganden zur Aufhebung der suppressiven Eigenschaften von UV B-Strahlung verwendet. Es konnte gezeigt werden, dass nach Ermittlung eines geeigneten Immunisierungsprotokolls mit UV B die durch TCI vermittelte ausschließlich primäre Immunantwort verstärkt werden konnte, so dass eine Gedächtnisantwort induziert werden konnte. Durch die Immunisierung verschiedenster knockout sowie transgener Stämme konnte bewiesen werden, dass die Reaktion auch nach zusätzlicher UV B-Bestrahlung abhängig von TLR 7 und dem Adaptormolekül MyD88 ist. Bei der Aufklärung der zellulären Mechanismen, die dieser Immunisierungsmethode zu Grunde liegen, konnten dermale DCs, sowie GR1+-Zellen als wichtige Mediatoren identifiziert werden. Eine wesentliche Funktion von epidermalen Langerhans Zellen konnte in diesem Zusammenhang ausgeschlossen werden. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass auf Zytokinebene Typ I Interferone eine tragende Rolle spielen und die Produktion von IL-12p35 in den Haut-drainierenden Lymphknoten angeregt wird. Supprimiert wird die Immunantwort durch regulatorische T-Zellen, sowie durch die Freisetzung von IL-10, welches nicht ausschließlich von regulatorischen T-Zellen produziert wird. Die Applikation eines blockierenden IL-10-Rezeptor Antikörpers verhinderte die IL-10-vermittelte Suppression und führte zu einer weiteren Verstärkung der Immunantwort. Durch die induzierte Gedächtnisantwort nach UV B/TCI konnte das Immunisierungs-Modell in einem therapeutischen Tumormodell angewandt werden und führt hier zu einer verstärkten Abstoßung von Tumoren, verglichen mit TCI alleine, was die Basis für zukünftige nadelfreie Vakzinierungen für die Behandlung von Krebs oder persistierender Infektionen darstellen könnte.

Etablierung eines In-vivo-Modells zur Untersuchung der Rolle epidermaler Langerhanszellen bei der Entstehung der Transplantat-gegen-Wirt-Erkrankung nach allogener Blutstammzelltransplantation

Dendritische Zellen der Haut, wie z.B. die Langerhanszellen (LC) der Epidermis, sind potente antigenpräsentierende Zellen (APC). Nach allogener Blutstammzelltransplantation (engl.: hematopoietic stemm cell transplantation, HSCT) persistieren Empfänger-APC und können Spender-T-Zellen aktivieren. Somit spielen dendritische Zellen eine kritische Rolle bei der Initiierung von akuter Transplantat-Gegen-Wirt-Reaktion (engl.: graft-versus-host-disease, GvHD).rnIn der vorliegenden Arbeit wurde ein Modellsystem entwickelt, welches humane Haut in einem Xenotransplantationsmodell nutzt, um die Wechselwirkung dieser gewebsständigen APC mit alloreaktiven T-Zellen zu untersuchen. Dafür wurden humane Resthautpräparate von subkutanem Gewebe befreit und intraskaptulär auf immunsupprimierte NOD/LtSz-scid IL2R#-null Mäuse (NSG) transplantiert. Diesen Tieren fehlen funktionale T-, B- und NK-Zellen, und sie tolerieren somit ein xenogenes Transplantat. Im Vergleich zu anderen immundefizienten Stämmen, haben sie eine erhöhte Lebenserwartung und es ist zudem möglich humane Hämatopoese durch Stammzellgabe zu etablieren.rnPublizierte Methoden der Hauttransplantation wurden für diese Arbeit optimiert und weiterentwickelt. So konnte die Erfolgsrate von 44% auf bis zu 95% gesteigert werden. Erste Untersuchungen fokussierten den Einfluss der Wundheilung auf die Verteilung dermaler Zellpopulationen, wie z.B. CD11c positive APC, und die Population der LC in der Epidermis. Während der ersten Wochen der Wundheilung war ein vorübergehendes Verschwinden der LC aus der Epidermis zu beobachten. Im Gegensatz dazu waren CD11c positive dermale Zellen permanent detektierbar. Die zu späteren Zeitpunkten festgestellte Repopulation der Epidermis mit LC unterstützt die Hypothese einer lokalen Vorläuferzelle. Die vorgelegten Daten und die lokale proliferative Aktivität dieser Zellen unterstreichen ihre Unabhängigkeit vom peripheren Blut. Versuche, eine Depletion der LC mittels UVC-Bestrahlung zu erreichen, gelangen nicht. Auch dies spricht für das Vorhandensein eines lokalen Vorläufers.rnZur Induktion von GvHD in der transplantierten Haut wurden in vitro DC des Hautspenders generiert und damit HLA-disparate T-Zellen stimuliert. Auf diese Weise sollte eine maximale Alloreaktivität gegen das Hauttransplantat generiert werden. In allen vorgestellten Systemen ließ sich nach Infusion der T-Lymphozyten in transplantierte Tiere, eine T-Zellinduzierte inflammatorische Reaktion auslösen. Optisch war eine deutliche Rötung des Transplantats feststellbar. Diese war jedoch nur in den Proben besonders deutlich, welche T-Zellen mit vorheriger in vitro Stimulation durch DC des Hautspenders erhalten hatten. Histologisch konnten Anzeichen einer Entzündung nachgewiesen werden. Neben Akanthose und Hyperparakeratose, waren deutliche T-Zellinfiltrate detektierbar. Auch Spaltbildung und Ablösung der Epidermis, sowie vereinzelte Apoptosen der epidermalen Zellen wiesen auf eine GvHD artige Entzündung hin.rnEine weitere Beobachtung nach T-Zellgabe, war die Depletion der LC aus der Epidermis. Auch konnte durch spätere T-Zellgaben keine weitere Hautrötung ausgelöst werden. Dies belegt die Funktion der LC als primäre Zielzelle der alloreaktiven T-Zellen. Unterstrichen wird dies durch Verwendung einer LC defizienten Haut, welche keine Hautrötung oder Anzeichen einer Entzündung entwickelte.rnZusammenfassend wurde für diese Arbeit ein Modellsystem entwickelt, welches es erlaubt Untersuchungen entzündlicher Hautkrankheiten unter Berücksichtigung hautständiger APC durchzuführen. Dabei kann dieses Modell in Zukunft für die Untersuchung von APC modulierenden Agenzien genutzt werden, da präklinische Modelle für spezies-spezifische Therapien bislang fehlten. Das Entstehen einer Entzündung könnte so verhindert oder eine Behandlung ermöglicht werden.

Etablierung eines humanisierten Mausmodells zur In-vivo-Analyse von DC-adressierenden Nanopartikeln

In dieser Arbeit wurde zunächst ein humanisiertes Mausmodell entwickelt für die Analyse von humanen DCs in vivo. Darüber hinaus wurden erste Versuche mit Nanopartikelbeladenen DCs durchgeführt, mit der Intention, durch diese Kombination humane DCs zu untersuchen. Es wurden immunsupprimierte NOD/LtSz-scid IL2R (NSG) Mäuse verwendet und mit humanen CD34+ PBSCs transplantiert. Es wurden insgesamt 14 Modelle getestet, mit einer durchschnittlichen Humanisierungsrate von 76 %. In allen Modellen konnten ab Woche sechs nach Transplantation humane CD45+ Zellen sowie humane Bund NK-Zellen und CD14+ Monozyten gefunden werden. Darüber hinaus waren myeloide DC-Vorläuferzellen, konventionelle HLA DR CD11c DCs (cDCs) und plasmazytoide DCs (pDCs) vorhanden. Humane T-Zellen konnten nicht vor Woche 18 nach Transplantation beobachtet werden. Neben der Rekonstitution humaner DCs in peripheren Organen, wurde ebenfalls nach gewebsständigen DCs, insbesondere den Langerhans Zellen (LCs) der Epidermis geschaut. Waren humane LC vorhanden, konnten diese ab Woche zwölf nach Transplantation in der murinen Epidermis detektiert werden. Diese waren konstant bis in Woche 30 nach Transplantation nachweisbar. In Hinblick auf die Etablierung der DCs in diesem humanisierten Mausmodells wurden verschiedene Einflussgrößen getestet. IL-7 führte zu keiner veränderten Hämatopoese, wohingegen Flt3L zu einer Zunahme von CD14+ Monozyten und cDCs führte. Darüber hinaus konnte eine drastische Abnahmernhumaner B-Zellen beobachtet werden. Es zeigte sich, dass der Zeitpunkt der Flt3LrnApplikation einen entscheidenen Faktor für den Effekt von Flt3L auf die Rekonstitution humaner Zellen darstellt. Für die in dieser Arbeit durchgeführten funktionellen in vivo Studien, wurden humanisierten Mäusen alloreaktive CD8+ T-Zellen appliziert. Somit sollte die Funktionalität der rekonstituierten humanen APCs getestet werden. Es wurde deutlich, dass Monozyten und DCs ihre Funktionalität erst ab Woche 14 nach Transplantation zu entwickeln schienen,rnwohingegen B-Zellen bereits zu früheren Zeitpunkten als Zielzellen für die alloreaktiven T-Zellen dienten. Dies wurde durch den Rückgang der jeweiligen Zellen nach Applikation der T-Zellen sichtbar. Zu erwähnen ist, dass das Anwachsen einer humanen Hämatopoese stark spenderabhängig ist und somit keine allgemeingültigen Aussagen hinsichtlich der in vivo Funktion getroffen werden können. Um im Gewebe verbliebende APCs zu manipulieren gibt es verschiedene Möglichkeiten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden auf Polystyren-basierende Nanopartikel getestet. Die verwendeten Partikel hatten eine Größe von 80 bis 160 nm und waren unfunktionalisiert oder mit Amino- bzw. Carboxy-Gruppen versehen. Zusätzlich wurden die Partikel mit BODIPY (Durchflusszytometrie und kLSM-Messungen), einem Infrarotnahem Farbstoff IR 780 (BFI-Messungen) und Platin (in vivo Messungen) beladen. Der Carboxy-funktionalisierte Partikel zeigte den geringsten Einfluss auf die Vitalität von humanen DCs, wohingegen der Amino-funktionalisierte Partikel bei steigender Konzentration toxisch wirkte. Bei unfunktionalisierten Partikeln stieg die Toxizität bei zunehmender Konzentration. Hinsichtlich der Expression diverser DC spezifischer Oberflächenmoleküle nach Beladung mit Nanopartikeln zeigte sich, dass allein der unfunktionalisierte, mit Lutensol AT50 hergestellte Partikel zu einer leichten Hochregulation von MHC-Klasse-II Molekülen führte. Die Expression von CD86 wurde im Gegenzug nur durch die Beladung mit den Amino-, bzw. Carboxy funktionalisierten Partikeln und dem unfunktionalisierten, mit SDS hergestellten Partikel leicht gesteigert. Trotz der teilweise leicht veränderten Expression von Oberflächenmarkern, konnte mit Hilfe von IFN-g ELISpots keine Beeinflussungrnder Funktion als APCs von Nanopartikel-beladenen DCs beobachtet werden. In den in vivo Untersuchungen zeigten alle vier Partikel eine konstante Zirkulation imrnOrganismus und konnten bis 96 h nach Applikation nachgewiesen werden. Alle Partikel konnten primär in der Leber detektiert werden, wobei der unfunktionalisierte, mit Lutensol AT50 hergestelle Partikel das weiteste Verbreitungsmuster zeigte. Erste Versuche im humanisierten Mausmodell zeigten keine Beeinflussung der Verteilung und Kinetik von Nanopartikeln durch die humane Hämatopoese. Mit dem in dieser Arbeit etablierten humanisierten Mausmodell ist es möglich, die Entwicklung, Differenzierung, Aktivierung und Funktionalität humaner DCs in vivo zu untersuchen. Darüber hinaus kann das gezielte Adressieren von DCs in vivo analysiert werden, was sowohl die Möglichkeit der Manipulation von DCs zur Vermeidung einer akuten GvHD bietet als auch Verwendung in anderen DC-vermittelten Therapien (z.B.Vakzinationsstudien) findet.

Induktion tolerogener dendritischer Zellen zur Suppression von experimenteller autoimmuner Enzephalomyelitis und Kontaktallergie

Dendritische Zellen (DC) spielen als professionelle antigenpräsentierende Zellen (APC) eine zentrale Rolle in der Aktivierung und Regulierung antigenspezifischer Immunantworten. Aus diesem Grund wird der therapeutische Einsatz von DC zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen und Allergien sowie zur Tumorbekämpfung erforscht. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit untersuchten wir das Potenzial einer biolistischen DNA-Vakzinierung zur Induktion tolerogener DC in vivo. Im Tiermodell der Myelin-Oligodendrozyten-Glykoprotein Peptid 35-55 (MOGp35-55) induzierten experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE) sollte mittels präventiver biolistischer Kovakzinierung von Plasmid-DNA kodierend für MOG und die immunregulatorischen Zytokine TGFβ oder IL-10 eine protektive Immunität induziert werden. Die MOG-Expression stand dabei entweder unter der Kontrolle des ubiquitär aktiven CMV-Promotors oder des murinen Fascin-Promotors, um eine ektopische MOG-Expression spezifisch in dermalen DC und Langerhanszellen zu erreichen. Dass MOGp35-55-präsentierende DC nach biolistischer DNA-Vakzinierung von der Haut in die drainierenden Lymphknoten migrieren und dort T-Zellen aktivieren, konnte im Vorfeld anhand einer substanziellen Proliferation von MOGp35-55-reaktiven 2D2 T-Zellen nachgewiesen werden. Im präventiven Ansatz der MOGp35-55-induzierten EAE zeigten Mäuse, die mit MOG-kodierenden Plasmiden biolistisch transfiziert wurden, eine leicht reduzierte EAE-Symptomatik. Die Kotransfektion von MOG und TGFβ führte zu einer Verstärkung der EAE-Suppression – unabhängig davon, ob die MOG-Expression unter der Kontrolle des CMV- oder des Fascin-Promotors stand. Interessanterweise resultierte die Koapplikation von MOG- und IL-10-kodierender Plasmid-DNA nur bei DC-fokussierter MOG-Expression zu reduzierter EAE-Symptomatik. Für biolistische DNA-Vakzinierungen stellt somit der Fascin-Promotor eine potente Alternative zu viralen Promotoren dar. Entsprechend der milderen EAE-Symptome beobachteten wir bei behandelten EAE-Mäusen einen geringeren Grad an Demyelinisierung sowie eine reduzierte Infiltration des ZNS mit IFNγ-produzierenden CD4+ Th1- und IL-17-produzierenden CD4+ Th17-Zellen. Desweiteren zeigten Milzzellen ex vivo nach MOGp35-55-Restimulation eine inhibierte Proliferation und eine signifikant reduzierte IFNγ- und IL-17-Zytokinproduktion. Überraschenderweise ging die antigenspezifische Immunsuppression nicht mit der Expansion von Foxp3+ regulatorischen T-Zellen einher. Da die Milzen aber erhöhte Mengen an CD8+IFNγ+ T-Zellen aufweisen, könnte ein zytotoxisch-suppressiver Mechanismus für die Inhibition der Th1- und Th17-Immunantwort verantwortlich sein. Nachfolgende Untersuchungen sind notwendig, um die induzierten immunologischen Mechansimen mittels biolistischer DNA-Vakzinierung aufzuklären. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der Generierung von tolerogenen DC in vitro. Dafür wurden murine Knochenmarkszellen unter DC-differenzierenden Bedingungen in Gegenwart des synthetischen Glucocorticoids Dexamethason (DEX) kultiviert. Die DEX-Zugabe führte zur Differenzierung von APC mit geringer CD11c-Expression. DEX-APC waren in vitro weitestgehend gegen LPS stimulierungsresistent und zeigten eine reduzierte Expression von MHC-II und den kostimulatorischen Molekülen CD80, CD86 und CD40. Ihrem tolerogenen Phänotyp entsprechend besaßen DEX-APC ein geringeres syngenes T-Zellstimulierungspotenzial als unbehandelte BM-DC. Anhand der erhöhten Oberflächenexpression von CD11b, GR1 und F4/80 besteht eine phänotypische Ähnlichkeit zu myeloiden Suppressorzellen. Die Fähigkeit von DEX-APC in vivo antigenspezifische Toleranz zu induzieren, wurde durch einen therapeutischen Ansatz im murinen Krankheitsmodell der Kontaktallergie überprüft. Die therapeutische Applikation von DEX-APC führte hierbei im Vergleich zur Applikation von PBS oder unbehandelten BM-DC zu einer signifikant reduzierten Ohrschwellungsreaktion. Zusammenfassend demonstrieren die Ergebnisse dieser Arbeit, dass potente tolerogene DC sowohl in vivo als auch in vitro induziert werden können. Dass diese Zellpopulation effektiv antigenspezifische Immunreaktionen supprimieren kann, macht sie zu einem vielversprechenden Werkzeug in der Behandlung von Autoimmunerkrankungen und Allergien.rn

Immunology and HIV expression in skin, in vitro, and in response to ultraviolet light

HIV can enter the body through Langerhans cells, dendritic cells, and macrophages in skin mucosa, and spreads by lysis or by syncytia. Since UVL induces of HIV-LTR in transgenic mice mid in cell lines in vitro, we hypothesized that UVB may affect HIV in people and may affect HIV in T cells in relation to dose, apoptosis, and cytokine expression. To determine whether HIV is induced by UVL in humans, a clinical study of HIV+ patients with psoriasis or pruritus was conducted during six weeks of UVB phototherapy, Controls were HIV-psoriasis patients receiving UVB and HIV+ KS subjects without UVB.Blood and skin biopsy specimens were collected at baseline, weeks 2 and 6, and 4 weeks after UVL. AIDS-related skin diseases showed unique cytokine profiles in skin and serum at baseline. In patients and controls on phototherapy, we observed the following: (1) CD4+ and CD8+ T cell numbers are not significantly altered during phototherapy, (2) p24 antigen levels, and also HIV plasma levels increase in patients not on antiviral therapy, (3) HIV-RNA levels in serum or plasma. (viral load) can either increase or decrease depending on the patient's initial viral load, presence of antivirals, and skin type, (4) HIV-RNA levels in the periphery are inversely correlated to serum IL-10 and (5) HIV+ cell in skin increase after UVL at 2 weeks by RT-PCR in situ hybridization mid we negatively correlated with peripheral load. To understand the mechanisms of UVB mediated HIV transcription, we treated Jurkat T cell lines stably transfected with an HIV-LTR-luciferase plasmid only or additionally with tat-SV-40 early promoter with UVB (2 J/m2 to 200 J/m2), 50 to 200 ng/ml rhIL-10, and 10 μg/ml PHA as control. HIV promoter activity was measured by luciferase normalized to protein. Time points up to 72 hours were analyzed for HIV-LTR activation. HIV-LTR activation had the following properties: (1) requires the presence of Tat, (2) occurs at 24 hours, and (3) is UVB dose dependent. Changes in viability by MTS (3-(4,5-dimethyhhiazol-2-y1)-5-(3-carboxymethoxyphonyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium) mixed with PMS (phenazine methosulfate) solution and apoptosis by propidium iodide and annexin V using flow cytometry (FC) were seen in irradiated Jurkat cells. We determined that (1) rhIL-10 moderately decreased HIV-LTR activation if given before radiation and greatly decreases it when given after UVB, (2) HIV-LTR activation was low at doses of greater than 70 J/m2, compared to activation at 50 J/m2. (Abstract shortened by UMI.)^

Investigation of mechanisms involved in ultraviolet B radiation-induced, T cell -mediated immune suppression

Cutaneous exposure to ultraviolet-B radiation (UVR) results in the suppression of cell-mediated immune responses such as contact hypersensitivity (CHS) and delayed-type hypersensitivity (DTH). This modulation of immune responses is mediated by local or systemic mechanisms, both of which are associated with the generation of antigen-specific suppressor T lymphocytes (Ts). UV-induced Ts have been shown to be CD3+CD4+CD8 − T cells that control multiple immunological pathways. However, the precise mechanisms involved in the generation and function of these immunoregulatory cells remain unclear. We investigated the cellular basis for the generation of UV-induced Ts lymphocytes in both local and systemic models of immune suppression, and further examined the pleiotrophic function of these immunoregulatory cells. ^ We used Thy1.1 and Thy1.2 congenic mice in a draining lymph node (DLN) cell transfer model to analyze the role played by epidermal Langerhans cells in the generation of Ts cells. We demonstrate that T cells tightly adhered to antigen-presenting cells (APC) from UV-irradiated skin are the direct progenitors of UV-induced Ts lymphocytes. Our studies also reveal that UV-induced DNA-damage in the form of cyclobutyl pyrimidine dimers (CPD) in the epidermal APC is crucial for the altered maturation of these adherent T cells into Ts. ^ We used TCR transgenic mice in an adoptive transfer model and physically tracked the antigen-specific clones during immune responses in unirradiated versus UV-irradiated mice. We demonstrate that UV-induced Ts and effector TDTH cells share the same epitope specificity, indicating that both cell populations arise from the same clonal progenitors. UVR also causes profound changes in the localization and proliferation of antigen-specific T cells during an immune response. Antigen-specific T cells are not detectable in the DLNs of UV-irradiated mice after 3 days post-immunization, but are found in abundance in the spleen. In contrast, these clones continue to be found in the DLNs and spleens of normal animals several days post-immunization. Our studies also reveal that a Th2 cytokine environment is essential for the generation of Ts in UV-irradiated mice. ^ The third part of our study examined the pleiotrophic nature of UV-induced Ts. We used a model for the induction of both cellular and humoral responses to human gamma-globulin (HGG) to demonstrate that UV-induced Ts lymphocytes can suppress DTH as well as antibody responses. (Abstract shortened by UMI.) ^

Distribución de las células presentadoras de antígenos en las glándulas salivales

Las células presentadoras de antígenos profesionales como las células de Langerhans o las células dendríticas intersticiales del tejido conectivo, son las células capturadoras de antígenos más importantes del sistema inmune. En trabajos previos describimos variaciones numéricas y estructurales de las células dendríticas; con especial referencia a las células de Langerhans, en diversos epitelios del tracto digestivo. El propósito de este trabajo fue estudiar la distribución, en forma comparativa, de las células dendríticas en glándulas salivales mayores y menores de la mucosa oral. Material y métodos: para esta investigación se utilizaron muestras de glándulas salivales mayores y menores tomadas de ratas Wistar. Las muestras fueron procesadas utilizando técnicas de microscopía óptica convencional, electrónica e inmunohistoquímica. Los resultados muestran numerosas células dendríticas en los conductos salivares excretores (con epitelio estratificado) así como en el parénquima glandular. Aunque no detectamos diferencias estadísticas significativas entre los dos componentes glandulares analizados, nuestros hallazgos sugieren que, debido a su localización, estas células cumplen un rol fundamental en las defensas inmunes de la mucosa oral.

Dendritic cell ontogeny: A human dendritic cell lineage of myeloid origin

Dendritic cells (DC) have been thought to represent a family of closely related cells with similar functions and developmental pathways. The best-characterized precursors are the epidermal Langerhans cells, which migrate to lymphoid organs and become activated DC in response to inflammatory stimuli. Here, we demonstrate that a large subset of DC in the T cell-dependent areas of human lymphoid organs are nonactivated cells and belong to a separate lineage that can be identified by high levels of the interleukin 3 receptor α chain (IL-3Rαhi). The CD34+IL-3Rαhi DC progenitors are of myeloid origin and are distinct from those that give rise to Langerhans cells in vitro. The IL-3Rαhi DC furthermore appear to migrate to lymphoid organs independently of inflammatory stimuli or foreign antigens. Thus, DC are heterogeneous with regard to function and ontogeny.

Percutaneous peptide immunization via corneum barrier-disrupted murine skin for experimental tumor immunoprophylaxis

H-2Kb-restricted tumor epitope peptides, including tyrosinase-related protein 2 residues 181–188 (TRP-2) and connexin 37 residues 52–59 (MUT1), were applied to permeability barrier-disrupted C57BL/6 (B6) mouse skin from which the stratum corneum of the epidermis had been removed by tape-stripping. This procedure primed tumor-specific cytotoxic T lymphocytes (CTLs) in the lymph nodes and spleen, protected mice against subsequent challenge with corresponding tumor cells, and suppressed the growth of established tumors. Preventive and therapeutic effectiveness was correlated with the frequency of tumor-specific CTL precursors. MHC class II Iab+ cells separated from tape-stripped skin, compared with those from intact skin, exhibited a strong antigen-presenting capacity for CTL, suggesting that CTL expansion after peptide application is primarily mediated by epidermal Langerhans cells. Thus, percutaneous peptide immunization via barrier-disrupted skin provides a simple and noninvasive means of inducing potent anti-tumor immunity which may be exploited for cancer immunotherapy.

CD1c molecules broadly survey the endocytic system

The ability of antigen-presenting cells to sample distinct intracellular compartments is crucial for microbe detection. Major histocompatibility complex class I and class II molecules sample the cytosol or the late endocytic compartment, allowing detection of microbial peptide antigens that arise in distinct intracellular compartments. In contrast, CD1a and CD1b molecules mediate the presentation of lipid and glycolipid antigens and differentially sample early recycling endosomes or late endocytic compartments, respectively, that contain distinct sets of lipid antigens. Here, we show that, unlike the other CD1 isoforms or major histocompatibility complex molecules that each sample restricted only intracellular compartments, CD1c is remarkable in that it distributes broadly throughout the endocytic system and is expressed in both recycling endosomes and late endocytic compartments. Further, in contrast to CD1b, which requires an acidic environment to function, antigen presentation by CD1c was able to overcome dependence on vesicular acidification. Because CD1c is expressed on essential antigen-presenting cells, such as epidermal Langerhans cells (in the absence of CD1b), or on B cells (without CD1a or -b), we suggest that CD1c molecules allow a comprehensive survey for lipid antigens throughout the endocytic system even in the absence of other CD1 isoforms.

Expression of a candidate cadherin in T lymphocytes.

Cadherins are homotypic adhesion molecules that classically mediate interactions between cells of the same type in solid tissues. In addition, E-cadherin is able to support homotypic adhesion of epidermal Langerhans cells to keratinocytes (Tang, A., Amagai, M., Granger, L. G., Stanley, J. R. & Udey, M. C. (1993) Nature (London) 361, 82-85) and heterotypic adhesion of mucosal epithelial cells to E-cadherin-negative intestinal intraepithelial T lymphocytes. Thus, we hypothesized that cadherins may play a wider role in cell-to-cell adhesion events involving T lymphocytes. We searched for a cadherin or cadherins in T lymphocytes with a pan-cadherin antiserum and antisera against alpha- or beta-catenin, molecules known to associate with the cytoplasmic domain of cadherins. The anti-beta-catenin antisera coimmunoprecipitated a radiolabeled species in T-lymphocyte lines that had a molecular mass of 129 kDa and was specifically immunoblotted with the pan-cadherin antiserum. Also, the pan-cadherin antiserum directly immunoprecipitated a 129-kDa radiolabeled species from an 125I surface-labeled Jurkat human T-cell leukemic cell line. After V8 protease digestion, the peptide map of this pan-cadherin-immunoprecipitated, 129-kDa species exactly matched that of the 129-kDa species coimmunoprecipitated with the beta-catenin antiserum. These results demonstrate that T lymphocytes express a catenin-associated protein that appears to be a member of the cadherin superfamily and may contribute to T cell-mediated immune surveillance.