Titelaufnahme

Titel
Spender T-Zellen - Verhinderung der Abstoßungsreaktion durch Induktion von immunologischer Toleranz
Weitere Titel
Donor T Cells - Prevention of Rejection through Induction of Immunological Tolerance
AutorInnenPlach, Angelika
Erschienen2012
Datum der AbgabeJuli 2012
SpracheEnglisch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Haematopoietische Stammzelltransplantation / Cytotoxische T Zellen / CTLA-4-Ig / T Zellaktivierung / Cytotoxizität
Schlagwörter (EN)haematopoietic Stemcelltransplantation / cytotoxic T cell / CTLA-4-Ig / T cell activation / cytotoxicity
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Spender-T-Zellen - Vermeidung der Abstoßungsreaktion durch Induktion von immunologischen Toleranz

Hämatopoetische Stammzelltransplantation (HSCT) ist oft die beste verfügbare kurative Behandlungsmöglichkeit für Patienten mit hämatologischen malignen Erkrankungen, angeborenen Immundefekten, und anderen Erkrankungen des blutbildenden Systems. Jedoch ist die HSCT Therapie mit schwerem Immundefekten nach der Transplantation verbunden. Da das Immunsystem des Patienten fast vollständig durch Bestrahlung und / oder Chemotherapie abgetragen wird, um resistente maligne Zellen zu beseitigen, Empfänger T-Zellen zu depletieren und Platz für hämatopoetischen Zellen des Spenders zu bereiten, ist die Immunabwehr gestört, was eine höhere Anfälligkeit für Infektionen mit in der Regel harmlosen Erregern zur Folge hat.

Ein weiteres Risiko, das den HSZT erhaltenden PatientInnen schaden kann, ist eine Immunreaktion des transplantierten Spender-Immunsystem gegen den Empfängerorganismus, welche als Graft-versus-host disease (GvHD) bezeichnet wird. Im Allgemeinen, ist eine GvHD die Generierung einer Allo-Reaktion gegen Empängerzellen. Daher könnte eine Allo-Reaktivität von Spender-T-Zellen gegen die allogenen Empfänger-Antigene im immunospremierten Patienten schwerwiegende Folgen für HSZT Patienten haben.

Das ultimative Ziel in der allogenen HSZT ist es, einen Zustand der wahren Toleranz, also einen stabilen Chimärismus (die Koexistenz von Spender-Zellen und Empfänger-Zellen) in Abwesenheit einer pathologischen Immunreaktion (meistens GvHD) und einer pharmakologischen Immunsuppression aufzubauen.

Um Transplantationstoleranz zu erreichen, sind zwei kritischen Prozesse wesentlich beteiligt: (1) Die Beseitigung der alloreaktiven T-Zellen und (2) die Entwicklung von Anergie und regulatorischer Aktivität von alloreaktiven T-Zellen. Anergie äußert sich in verringerter Proliferation, Differenzierung und Zytokin-Produktion und kann durch die Blockade der co-stimulatorischen Signals, das wesentlich in der T-Zell-Aktivierung beteiligt ist, induziert werden.

Aufgrund dessen und der Tatsache, dass co-stimulations Blockade über CTLA-4-Ig bereits in der CD4-T-Zellpopulation beobachtet wurde, wurde der tolerisierende Effekt über co-stimulations Blockade in CD8 T Zellen untersucht. Unsere Hypothese war, dass der co-stimulation Blocker CTLA-4-Ig CD8 T-Zellen in ihrer zytotoxischen Aktivität hemmt. Um diese Hypothese zu testen, wurde die Aktivierung, Proliferation und Zytokin-Sekretion der CD8 T Zellpopulation analysiert. Dazu wurden gemischte Lymphozytenkulturen mit T-Zellen und allogenen dendritischen Zellen, zur Stimulierung der T Zellen, in Gegenwart und in Abwesenheit von CTLA-4-Ig durchgeführt. Die T Zellaktivierung wurde durch die Expression von Aktivierungsmarkern an der Zelloberfläche über Durchflusszytometrie nach 3 bis 7 Tage in einer gemischten Lymphozytenkultur beurteilt. Durch die Behandlung mit co-stimulations Blockade wurde eine reduzierte Expression des T Zell Aktivierungsmarkers CD25 beobachtet. Zusätzlich wurde eine Verringerung der T Zellproliferation und Interferon gamma Sekretion durch CTLA-4-Ig nachgewiesen. Diese Ergebnisse bestätigen, die inhibitorische Wirkung von CTLA-4-Ig auf CD8 T Zellen. Außerdem wurde, um zu testen, ob co-stimulations Blockade eine Wirkung auf die zytotoxische Aktivität von CD8 T Zellen hat, die Expression des Degranulierungsmarkers CD107a, welcher zytotoxische Aktivität anzeigt, untersucht. Eine Reduzierung der CD107a Expression in den CD8 T Zellen unter CTLA-4-Ig lässt vermuten, dass co-stimulations Blockade eine inhibitorische Wirkung auf das zytotoxische Potential der CD8 T Zellen hat. Jedoch sollte diese Beobachtung noch mit weiteren Untersuchungen bestätigt werden.

All diese Resultate unterstützen unsere Hypothese, dass in murinen Zellen CTLA-4-Ig die CD8 T Zell Population gleichermaßen wie die CD4 T Zell Population inhibiert. Zusammenfassend, reduziert CTLA-4-Ig (1) die Aktivierung, Proliferation und IF

Zusammenfassung (Englisch)

Donor T cells – Prevention of rejection through Induction of immunological Tolerance

Haematopoietic stem cell transplantation (HSCT) is often the best available curative treatment option for patients suffering from haematological malignancies, congenital immune deficiencies, and other diseases affecting the haematopoietic system. Unfortunately, HSCT therapy is associated with severe immune deficiency post-transplant [3]. Because the patient´s immune system will be almost completely ablated by radiation and/or chemotherapy to eradicate resistant malignant cells, deplete host T cells and provide space for donor hematopoietic cells, the immune surveillance is disturbed, which results in a higher susceptibility to infections with normally less harmful pathogens [4]. Another risk, which may be harmful to HSCT-receiving patients, is an overt immune reaction of the donor-derived immune system against the host organism, commonly known as graft-versus-host disease (GvHD). GvHD is the generation of an allo-reaction against host cells. Therefore, allo-reactivity of donor T cells against the host allogeneic antigens in the immunosuppressed patient [9], [10] may be very harmful for HSCT patients.

Importantly, the ultimate goal of allogeneic HSCT is to establish a state of true tolerance, which is defined by stable chimerism (the co-existence of donor type cells and host type cells) in the absence of a pathological immune reaction (most often GvHD) and of pharmacological immunosuppression.

Therefore, these two critical processes are essentially involved to achieve transplantation tolerance: (1) the deletion of alloreactive T cells and (2) the development of anergy and regulatory activity of alloreactive T cells [15]. Anergy manifests in reduced proliferation, differentiation and cytokine production and may be induced by the blockade of the co-stimulatory signal, which is essentially involved in T cell activation.

Due to these case and the fact that co-stimulation blockade via CTLA-4-Ig has been already established in the CD4 T cell population, the tolerizing effect of co-stimulation blockade was investigated on CD8 T cells. Thus, we hypothesized that the co-stimulation blocker CTLA-4-Ig affects CD8 T cells by inhibiting their cytotoxic activity. To test this hypothesis, the activation, proliferation and cytokine secretion of the CD8 T cell population was analyzed. Therefore, mixed lymphocyte reactions were performed with T cells having undergone allogeneic stimulation with dentritic cells in the presence and absence of CTLA-4-Ig. Cellular activation was assessed by flow cytometric examination of cell surface expression of activation markers after 3 to 7 days in a mixed lymphocyte reaction. By the treatment with co-stimulation blockade a reduced expression of the T cell activation marker CD25 was observed. Additionally, a reduction of T cell proliferation and Interferon gamma release was detectable by the exposure to CTLA-4-Ig. These findings confirm the immune inhibitory effect of CTLA-4-Ig on CD8 T cells. Furthermore, to test whether co-stimulation blockade has an effect on cytotoxic activity of CD8 T cells, the expression of the degranulation marker CD107a, which indicates cytotoxicity activity, was investigated. A reduction of CD107a expression in the CD8 subset upon exposure to CTLA-4-Ig suggests that co-stimulation blockade has an effect on the cytotoxic potential of CD8 T cells. This observation needs to be confirmed in further more detailed studies.

All these observations support our hypothesis, that in murine cells CTLA-4-Ig affects CD8 T cells similarely as CD4 cells. All in all, it reduces (1) activation, proliferation and IFNg release not only in CD4 T cells, as already known [25], but also in CD8 T cells, and (2) inhibits the cytotoxic potential of allo-reactive CD8 T cells.

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