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.

Increased Expression of Regulatory T Cells and Down-Regulatory Molecules in Lepromatous Leprosy

T regulatory cells (Tregs) play an important role in the mechanism of host's failure to control pathogen dissemination in severe forms of different chronic granulomatous diseases, but their role in leprosy has not yet been elucidated; 28 newly diagnosed patients (16 patients with lepromatous leprosy and 12 patients with tuberculoid leprosy) and 6 healthy Mycobacterium leprae-exposed individuals (contacts) were studied. Tregs were quantified by flow cytometry (CD4+ CD25+ Foxp3+) in peripheral blood mononuclear cells stimulated in vitro with a M. leprae antigenic preparation and phytohemagglutinin as well as in skin lesions by immunohistochemistry. The lymphoproliferative (LPR), interleukin-10 (IL-10), and interferon-gamma (IFN-gamma) responses of the in vitro-stimulated peripheral blood mononuclear cells and the in situ expression of IL-10, transforming growth factor-beta (TGF-beta), and cytotoxic T-lymphocyte antigen 4 (CTLA-4) were also determined. We show that M. leprae antigens induced significantly lower LPR but significantly higher Treg numbers in lepromatous than tuberculoid patients and contacts. Mitogen-induced LPR and Treg frequencies were not significantly different among the three groups. Tregs were also more frequent in situ in lepromatous patients, and this finding was paralleled by increased expression of the antiinflammatory molecules IL-10 and CTLA-4 but not TGF-beta. In lepromatous patients, Tregs were intermingled with vacuolized hystiocyte infiltrates all over the lesion, whereas in tuberculoid patients, Tregs were rare. Our results suggest that Tregs are present in increased numbers, and they may have a pathogenic role in leprosy patients harboring uncontrolled bacillary multiplication but not in those individuals capable of limiting M. leprae growth.

Leukocytes from wheezing infants release lower amounts of IL-12 and IFN-gamma compared to non-wheezing infants

Objective This study investigated environmental endotoxin exposure during early life, sensitization to aeroallergens, the production of cytokines by LPS-stimulated leukocytes, and the development of a wheezing phenotype in a prospective cohort of infants with high risk of developing allergic diseases. Materials and Methods Eighty-four infants were followed from birth until 30 months of age. We assessed endotoxin concentration in house dust of their homes during the first 6 months of life. At age 30 months they were clinically evaluated to determine the development of wheezing and other clinical events, were skin prick tested, and had blood samples collected for the evaluation of cytokine release by LPS-stimulated peripheral blood mononuclear cells (PBMC). Results The level of endotoxin exposure during early life was not associated with development of a wheezing phenotype. On the other hand a higher incidence of respiratory infections occurred among recurrent wheezing (RW) infants. PBMC from RW children exposed to higher levels of environmental endotoxin (above 50?EU/mg) released less Interleukin (IL)-12p70 and IFN-? compared to the non-RW group. TNF-a, IL-10, IL-4, IL-5, and IL17 production by LPS-stimulated PBMC from RW and non-RW children was equivalent in both groups of environmental endotoxin exposure. Conclusion In this prospective cohort of infants with high risk of developing allergic diseases we observed that RW and non-RW children were exposed to similar levels of endotoxin early in life. LPS-stimulated PBMC from RW infants exposed to higher levels of endotoxin released significantly less IL-12 and IFN-? compared to non-RW infants. Pediatr Pulmonol. 2012. 47:10541060. (C) 2012 Wiley Periodicals, Inc.

CD4+CD25highFoxp3+Cells Increased in the Peritoneal Fluid of Patients with Endometriosis

Problem To evaluate CD4+CD25highFoxp3+ cells and IL-6, IL-10, IL-17, and TGF-beta in the peritoneal fluid of women with endometriosis. Method of study A total of ninety-eight patients were studied: endometriosis (n = 70) and control (n = 28). First, peritoneal fluid lymphocytes were isolated, and CD4+CD25high cells were identified using flow cytometry. Then, RT-PCR was performed to verify Foxp3 expression in these cells. Also, IL-6, IL-10, IL-17, and TGF-beta concentration was determined. Results Of all the lymphocytes in the peritoneal fluid of women with endometriosis, 36.5% (median) were CD4+CD25high compared to only 1.15% (median) in the control group (P < 0.001). Foxp3 expression was similarly elevated in patients with the disease compared to those without (median, 50 versus 5; P < 0.001). IL-6 and TGF-beta were higher in endometriosis group (IL-6: 327.5 pg/mL versus 195.5 pg/mL; TGF-beta: 340 pg/mL versus 171.5 pg/mL; both P < 0.001). IL-10 and IL-17 showed no significant differences between the two groups. Conclusion The peritoneal fluid of patients with endometriosis had a higher percentage of CD4+CD25highFoxp3+ cells and also higher levels of IL-6 and TGF-beta compared to women without the disease. These findings suggest that CD4+CD25highFoxp3+ cells may play a role in the pathogenesis of endometriosis.

Monocyte-derived dendritic cells from breast cancer patients are biased to induce CD4(+)CD25(+)Foxp3(+) regulatory T cells

DCs orchestrate immune responses contributing to the pattern of response developed. In cancer, DCs may play a dysfunctional role in the induction of CD4(+)CD25(+) Foxp3(+) Tregs, contributing to immune evasion. We show here that Mo-DCs from breast cancer patients show an altered phenotype and induce preferentially Tregs, a phenomenon that occurred regardless of DC maturation stimulus (sCD40L, cytokine cocktail, TNF-alpha, and LPS). The Mo-DCs of patients induced low proliferation of allogeneic CD3(+)CD25(neg)Foxp3(neg) cells, which after becoming CD25(+), suppressed mitogen-stimulated T cells. Contrastingly, Mo-DCs from healthy donors induced a stronger proliferative response, a low frequency of CD4(+)CD25(+)Foxp3(+) with no suppressive activity. Furthermore, healthy Mo-DCs induced higher levels of IFN-gamma, whereas the Mo-DCs of patients induced higher levels of bioactive TGF-beta 1 and IL-10 in cocultures with allogeneic T cells. Interestingly, TGF-beta 1 blocking with mAb in cocultures was not enough to completely revert the Mo-DCs of patients' bias toward Treg induction. Altogether, these findings should be considered in immunotherapeutic approaches for cancer based on Mo-DCs. J. Leukoc. Biol. 92: 673-682; 2012.

3,4-Methylenedioxymethamphetamine (Ecstasy) Decreases Inflammation and Airway Reactivity in a Murine Model of Asthma

Objective:3,4-Methylenedioxymethamphetamine(MDMA), or ecstasy, is a synthetic drug used recreationally, mainly by young people. It has been suggested that MDMA has a Th cell skewing effect, in which Th1 cell activity is suppressed and Th2 cell activity is increased. Experimental allergic airway inflammation in ovalbumin (OVA)-sensitized rodents is a useful model to study Th2 response; therefore, based on the Th2 skewing effect of MDMA, we studied MDMA in a model of allergic lung inflammation in OVA-sensitized mice. Methods: We evaluated cell trafficking in the bronchoalveolar lavage fluid, blood and bone marrow; cytokine production; L-selectin expression and lung histology. We also investigated the effects of MDMA on tracheal reactivity in vitro and mast cell degranulation. Results: We found that MDMA given prior to OVA challenge in OVA-sensitized mice decreased leukocyte migration into the lung, as revealed by a lower cell count in the bronchoalveolar lavage fluid and lung histologic analysis. We also showed that MDMA decreased expression of both Th2-like cytokines (IL-4, IL-5 and IL-10) and adhesion molecules (L-selectin). Moreover, we showed that the hypothalamus-pituitary-adrenal axis is partially involved in the MDMA-induced reduction in leukocyte migration into the lung. Finally, we showed that MDMA decreased tracheal reactivity to methacholine as well as mast cell degranulation in situ. Conclusions:Thus, we report here that MDMA given prior to OVA challenge in OVA-sensitized allergic mice is able to decrease lung inflammation and airway reactivity and that hypothalamus-pituitary-adrenal axis activation is partially involved. Together, the data strongly suggest an involvement of a neuroinnmune mechanism in the effects of MDMA on lung inflammatory response and cell recruitment to the lungs of allergic animals. Copyright (C) 2012 S. Karger AG, Basel

Deficient Regulatory T Cell Activity and Low Frequency of IL-17-Producing T Cells Correlate with the Extent of Cardiomyopathy in Human Chagas' Disease

Background: Myocardium damage during Chagas' disease results from the immunological imbalance between pro-and production of anti-inflammatory cytokines and has been explained based on the Th1-Th2 dichotomy and regulatory T cell activity. Recently, we demonstrated that IL-17 produced during experimental T. cruzi infection regulates Th1 cells differentiation and parasite induced myocarditis. Here, we investigated the role of IL-17 and regulatory T cell during human Chagas' disease. Methodology/Principal Findings: First, we observed CD4(+)IL-17(+) T cells in culture of peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from Chagas' disease patients and we evaluated Th1, Th2, Th17 cytokine profile production in the PBMC cells from Chagas' disease patients (cardiomyopathy-free, and with mild, moderate or severe cardiomyopathy) cultured with T. cruzi antigen. Cultures of PBMC from patients with moderate and severe cardiomyopathy produced high levels of TNF-alpha, IFN-gamma and low levels of IL-10, when compared to mild cardiomyopathy or cardiomyopathy-free patients. Flow cytometry analysis showed higher CD4(+)IL-17(+) cells in PBMC cultured from patients without or with mild cardiomyopathy, in comparison to patients with moderate or severe cardiomyopathy. We then analyzed the presence and function of regulatory T cells in all patients. All groups of Chagas' disease patients presented the same frequency of CD4(+)CD25(+) regulatory T cells. However, CD4(+)CD25(+) T cells from patients with mild cardiomyopathy or cardiomyopathy-free showed higher suppressive activity than those with moderate and severe cardiomyopathy. IFN-gamma levels during chronic Chagas' disease are inversely correlated to the LVEF (P = 0.007, r = -0.614), while regulatory T cell activity is directly correlated with LVEF (P = 0.022, r = 0.500). Conclusion/Significance: These results indicate that reduced production of the cytokines IL-10 and IL-17 in association with high levels of IFN-gamma and TNF-alpha is correlated with the severity of the Chagas' disease cardiomyopathy, and the immunological imbalance observed may be causally related with deficient suppressor activity of regulatory T cells that controls myocardial inflammation.

Humane CD4 + CD25 + regulatorische T-Zellen: Charakterisierung von Subpopulationen und Identifizierung eines Markers

CD4+CD25+ regulatorische T-Zellen (CD4+CD25+ Tregs) sind essentiell an der Homöostase des Immunsystems beteiligt, indem sie eine antigenspezifische Toleranzinduktion in der Peripherie vermitteln und vor der Entstehung von Autoimmunerkrankungen schützen. Darüber hinaus sind diese Zellen wesentlich an der Kontrolle von Allergien, Infektionen und Tumoren beteiligt. Innerhalb dieser Arbeit konnten zwei bisher unbekannte Subpopulationen humaner CD4+CD25+ Tregs, isoliert aus dem peripheren Blut des Menschen, nachgewiesen werden. Diese Subpopulationen unterscheiden sich in ihrer Oberflächenexpression und exprimieren die Integrine a4b1 bzw. a4b7. Beide Treg-Subpopulationen supprimieren kokultivierte CD4+ T-Helferzellen Zellkontakt-abhängig und konvertieren gleichzeitig einen Teil dieser Zellen in sekundäre Suppressorzellen (iTregs). a4b1+ Tregs induzieren TGF-β-sezernierende iTregs, a4b7+ Tregs führen zur Bildung von IL-10-produzierenden iTregs. Differentielle Proteomanalysen humaner CD4+CD25+ Tregs, im Vergleich zu CD4+CD25- T-Helferzellen, führten zur Identifizierung von Galectin-10 als Markerprotein, das fast ausschließlich von CD4+CD25+ Tregs und nicht von CD4+ T-Helferzellen exprimiert wird. Galectin-10 ist ein intrazelluläres Protein, das essentiell für die funktionellen Eigenschaften humaner CD4+CD25+ Tregs ist. Die Blockade der Galectin-10-Bildung in den CD4+CD25+ Tregs durch RNA-Interferenz führte zu wesentlichen funktionellen Veränderungen der CD4+CD25+ Tregs. In Abwesenheit von Galectin-10 verlieren humane CD4+CD25+ Tregs ihre suppressiven Eigenschaften und ihren anergischen Phänotyp. Somit konnte mit Galectin-10 erstmals ein spezifischer Marker für humane CD4+CD25+ Tregs identifiziert werden, der wesentlich für den funktionellen Phänotyp dieser Regulatoren peripherer T-Zelltoleranz ist.

Einfluss prebiotischer Oligosaccharide und probiotischer Bakterien auf den Phänotyp und die Funktion dendritischer Zellen

Neben der Therapie allergischer Erkrankungen, wie dem allergischen Asthma oder der atopischen Dermatitis, nehmen präventive Maßnahmen zur Vermeidung einer Sensibilisierung einen immer höheren Stellenwert ein. Hierbei scheint der Einsatz von Pre- und Probiotika vielversprechend zu sein. rnrnIm Rahmen dieser Dissertation wurde der Einfluss von Pre- und Probiotika auf den Phänotyp und die Funktion von DCs untersucht. Hierzu wurden unreife DCs aus Vorläuferzellen im Knochenmark von Mäusen differenziert (BM-DCs). Nach Behandlung der Kulturen während der Differenzierung der BM-DCs mit neutrale Humanmilch-analoge Oligosaccharide-enthaltenden Präparationen (NOS-Präparationen) konnte ein Einfluss auf die Zellen nachgewiesen werden; die NOS-Präparationen sind in der Lage, die durch LPS induzierte Ausreifung der BM-DCs zu supprimieren. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die primärstimulatorische Kapazität LPS-stimulierter BM-DCs, die in Anwesenheit von NOS-Präparationen differenziert wurden, sowohl für allogene als auch für syngene T-Zellen signifikant vermindert war. Die Charakterisierung dieser T-Zellen ergab zwar eine verstärkte Expression des für regulatorische T-Zellen charakteristischen Transkriptionsfaktors FoxP3, auf funktioneller Ebene konnte jedoch keine Induktion von regulatorischen T-Zellen beobachtet werden; allerdings wurde in diesen T-Zellen eine Anergie induziert. Der Befund, dass verschiedene NOS-Präparationen unterschiedliche Wirkungen auf die Differenzierung von BM-DCs aufweisen, muss weitergehend untersucht werden. rnrnWeiterhin wurden im Rahmen dieser Arbeit die Auswirkungen einer Kultivierung der BM-DCs mit den beiden probiotischen Bakterien Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) und Lactobacillus fermentum analysiert. Hier induzierte ein Kontakt unreifer BM-DCs mit den Bakterien eine Maturierung der Zellen. Das Potential zur Produktion von IL-10 konnte dabei nicht erhöht werden. Im Gegensatz dazu induzierte eine Supplementierung der Kulturen während der Differenzierungsphase der DCs konträre Effekte; die LGG-Gabe resultierte hier in einer unvollständigen Ausreifung der DCs nach LPS-Stimulus. Dies konnte auch auf funktioneller Ebene als stark vermindertes Potential zur T-Zellstimulation bestätigt werden. Inwieweit die Supplementierung mit LGG in tolerogenen DCs resultiert, welche Tregs induzieren können, muss weiter analysiert werden.

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

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

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

Klinische, zelluläre und immunologische Charakterisierung des Asthmas im Hinblick auf die Asthma-Kontrolle

Asthma, eine der häufigsten Atemwegserkrankungen, ist ein komplexes Syndrom heterogener Phänotypen. Ihnen allen gemeinsam ist eine Entzündung der Atemwege mit bronchialer Hyperreagibilität und variabler Atemwegsobstruktion.Die Globale Initiative für Asthma (GINA) empfiehlt, eine Therapie am Grad der Asthmakontrolle zu orientieren. Es wird dabei zwischen kontrolliertem, teilweise kontrolliertem und unkontrolliertem Asthma unterschieden. rnDer vorliegenden Dissertation lag die Frage zu Grunde, inwieweit etablierte klinische, funktionelle, zelluläre und Labor-Parameter den Verlauf der Asthmakontrolle wiederspiegeln. Diese Parameter sollten bei klinisch stabiler Kontrolle ebenfalls stabil bleiben, oder eine Änderung gleichgerichtet wiedergeben. Hierzu wurden 120 Patienten im Hinblick auf ihre Asthmakontrolle kategorisiert und im zeitlichen Verlauf an 3 Visiten zum Zeitpunkt 0 (V0), eine Woche (V1) und 6 Monate später (V2) untersucht. Bestimmt wurden klinische Parameter wie Fragebögen zur Asthmakontrolle (ACQ-5 Scores), funktionelle Parameter wie die Lungenfunktion oder die bronchiale Hyperreagibilität zelluläre Parameter wie das Stickoxid im Exhalat (NO) als Korrelat der bronchialen Entzündung, der Anteil eosinophiler Granulozyten im Sputum, die Anzahl eosinophiler und neutrophiler Granulozyten pro nl Blut, die Gesamt-IgE-Spiegel im Serum und zellbiologische Parameter wie die Anteile regulatorischer T-Zellen und die Anteile der T-Zellen, die die Zytokine IFN-ɣ, IL-4, IL-5, IL-10, IL-13 und IL-17 produzieren.rnDie Verbesserung der Asthmakontrolle spiegelte sich in einem Rückgang des NOs um im Median 5,8 ppb (p=0,016) nach 6 Monaten wieder. Sonst ließen sich keine Parameter identifizieren, die die Entwicklung der Asthmakontrolle in positiver oder negativer Richtung abbildeten. Bemerkenswerter Weise bildete selbst der ACQ, der als etabliertes Messinstrument für die Asthmakontrolle gilt, diese Veränderungen nicht ab.rnZellbiologisch unterschieden sich die Patienten mit unterschiedlicher Asthmakontrolle weder in den Anteilen Zytokin-produzierender T-Zellen, noch im Anteil regulatorischer T-Zellen.rnDie Anteile der Zytokin-produzierenden T-Zellen unterlagen im zeitlichen Verlauf zwar deutlicheren Schwankungen als die Anteile regulatorischer T-Zellen, im Median blieben beide jedoch konstant. Die Anteile der Zytokin-produzierenden T-Zellen und regulatorischer Zellen lassen also keine Rückschlüsse auf den Verlauf der Asthmakontrolle zu.rnZusammenfassend ist lediglich das NO geeignet, die Verbesserung der Asthmakontrolle zu beschreiben. Deshalb erscheint es im Angesicht der Ergebnisse dieser Studie nicht sinnvoll, therapeutische Entscheidung lediglich auf Basis eines einzelnen Parameters zu treffen. Hierfür bleibt nach wie vor nur die Zusammenschau verschiedener Untersuchungsergebnisse.rn

Equine CD4(+) CD25(high) T cells exhibit regulatory activity by close contact and cytokine-dependent mechanisms in vitro

Horses are particularly prone to allergic and autoimmune diseases, but little information about equine regulatory T cells (Treg) is currently available. The aim of this study therefore was to investigate the existence of CD4(+) Treg cells in horses, determine their suppressive function as well as their mechanism of action. Freshly isolated peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from healthy horses were examined for CD4, CD25 and forkhead box P3 (FoxP3) expression. We show that equine FoxP3 is expressed constitutively by a population of CD4(+) CD25(+) T cells, mainly in the CD4(+) CD25(high) subpopulation. Proliferation of CD4(+) CD25(-) sorted cells stimulated with irradiated allogenic PBMC was significantly suppressed in co-culture with CD4(+) CD25(high) sorted cells in a dose-dependent manner. The mechanism of suppression by the CD4(+) CD25(high) cell population is mediated by close contact as well as interleukin (IL)-10 and transforming growth factor-beta1 (TGF-beta1) and probably other factors. In addition, we studied the in vitro induction of CD4(+) Treg and their characteristics compared to those of freshly isolated CD4(+) Treg cells. Upon stimulation with a combination of concanavalin A, TGF-beta1 and IL-2, CD4(+) CD25(+) T cells which express FoxP3 and have suppressive capability were induced from CD4(+) CD25(-) cells. The induced CD4(+) CD25(high) express higher levels of IL-10 and TGF-beta1 mRNA compared to the freshly isolated ones. Thus, in horses as in man, the circulating CD4(+) CD25(high) subpopulation contains natural Treg cells and functional Treg can be induced in vitro upon appropriate stimulation. Our study provides the first evidence of the regulatory function of CD4(+) CD25(+) cells in horses and offers insights into ex vivo manipulation of Treg cells.

Intraperitoneal Echinococcus multilocularis infection in mice modulates peritoneal CD4+ and CD8+ regulatory T cell development

Intraperitoneal proliferation of the metacestode stage of Echinococcus multilocularis in experimentally infected mice is followed by an impaired host immune response favoring parasite survival. We here demonstrate that infection in chronically infected mice was associated with a 3-fold increase of the percentages of CD4+ and CD8+ peritoneal T (pT) cells compared to uninfected controls. pT cells of infected mice expressed high levels of IL-4 mRNA, while only low amounts of IFN-gamma mRNA were detected, suggesting that a Th2-biased immune response predominated the late stage of disease. Peritoneal dendritic cells from infected mice (AE-pDCs) expressed high levels of TGF-beta mRNA and very low levels of IL-10 and IL-12 (p40) mRNA, and the expression of surface markers for DC-maturation such as MHC class II (Ia) molecules, CD80, CD86 and CD40 was down-regulated. In contrast to pDCs from non-infected mice, AE-pDCs did not enhance Concanavalin A (ConA)-induced proliferation when added to CD4+ pT and CD8+ pT cells of infected and non-infected mice, respectively. In addition, in the presence of a constant number of pDCs from non-infected mice, the proliferation of CD4+ pT cells obtained from infected animals to stimulation with ConA was lower when compared to the responses of CD4+ pT cells obtained from non-infected mice. This indicated that regulatory T cells (Treg) may interfere in the complex immunological host response to infection. Indeed, a subpopulation of regulatory CD4+ CD25+ pT cells isolated from E. multilocularis-infected mice reduced ConA-driven proliferation of CD4+ pT cells. The high expression levels of Foxp3 mRNA by CD4+ and CD8+ pT cells suggested that subpopulations of regulatory CD4+ Foxp3+ and CD8+ Foxp3+ T cells were involved in modulating the immune responses within the peritoneal cavity of E. multilocularis-infected mice.

Increased IL-4 and decreased regulatory cytokine production following relocation of Icelandic horses from a high to low endoparasite environment

Insect bite hypersensitivity (IBH) is an IgE-mediated dermatitis of horses caused by bites of Culicoides spp. IBH does not occur in Iceland where Culicoides are absent. However, following importation into continental Europe where Culicoides are present, >or=50% of Icelandic horses (1st generation) develop IBH but