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Title
Funktionelle Studien am Rezeptor BTLA in einer T-Zellreporterlinie
Additional Titles
Functional studies on the receptor BTLA in a T cell reporter line
AuthorHermann, Christina
Thesis advisorTschandl, Margarete
Published2018
Date of SubmissionJune 2018
LanguageGerman
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)T-Zellen / T-Zellaktivierung / Costimulation / Coinhibition / B and T Lymphocyte Attenuator (BTLA) / Herpes Virus Entry Mediator (HVEM) / Programmed Cell Death Protein 1 (PD-1)
Keywords (EN)T cells / T cell activation / Costimulation / Coinhibition / B and T Lymphocyte Attenuator (BTLA) / Herpes Virus Entry Mediator (HVEM) / Programmed Cell Death Protein 1 (PD-1)
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Ein essentielles Kriterium für die Entstehung einer adäquaten Immunantwort durch

T-Zellen ist das Zusammenspiel costimulatorischer und coinhibitorischer Signalmoleküle. Der B and T Lymphocyte Attenuator (BTLA) ist ein coinhibitorischer Rezeptor aus der Immunglobulin-Superfamilie (IgSF). Durch Interaktion mit seinem Liganden Herpes Virus Entry Mediator (HVEM) entfaltet dieser seine inhibitorische Wirkung und führt zu einer Abschwächung der T-Zellaktivierung. Die molekularen Mechanismen in der Signal-transduktion des Rezeptors sind noch nicht vollständig erforscht. Eine große Bedeutung in der Funktion von BTLA wird den beiden zytoplasmatischen Motiven Immunoreceptor Tyrosine-based Inhibition Motif (ITIM) und Immunoreceptor Tyrosine-based Switch Motif (ITSM) zugesprochen, welche durch konservierte Tyrosine eine Rekrutierung der Phosphatasen Src homology region 2 domain-containing phosphatase-1 (SHP-1) und Src homology region 2 domain-containing phosphatase-2 (SHP-2) bewirken sollen. Diesen beiden Protein-Tyrosin-Phosphatasen (PTPs) wird eine Rolle in der Abschwächung des T-Zellrezeptor (TCR) – Signals und in der Inhibition des Phosphoinositid-3-Kinase (PI3K) – Protein Kinase B (AKT) – Signalweges zugeschrieben.

In dieser Arbeit wurden Stimulationsexperimente mit Jurkat E6.1 Monoreporterzellen (JE6.1 MR) und K562-Stimulatorzellen (K562S) durchgeführt. Hauptaugenmerk lag auf der Stimulation von JE6.1 MR BTLA mit K562S HVEM, um die Funktion des BTLA-Moleküls zu untersuchen. Versuche mit mutierten BTLA-Varianten haben gezeigt, dass sowohl das ITIM, als auch das ITSM für die inhibitorische Funktion dieses Rezeptors erforderlich sind. Des Weiteren wurden Experimente mit einem SHP-2-Inhibitor (SHP099) durchgeführt, in welchen sich eine schwache Aufhebung der inhibitorischen Wirkung durch BTLA mit steigenden Konzentrationen des Hemmstoffes zeigte. Aufgrund weiterer Ergebnisse aus Versuchen mit SHP-1 und SHP-2 Knock-Down-Reporterzellen kann angenommen werden, dass die beiden Phosphatasen einander in ihrer Wirkweise ergänzen und sogar ersetzen können. Durch einen gleichzeitigen Knock-Down von SHP-1 und SHP-2 wurde eine deutliche Einschränkung in der inhibitorischen Funktion von BTLA ersichtlich. Diese Resultate stützen die Annahme, dass beide Phosphatasen eine Rolle in der Wirkung des Rezeptors einnehmen. Jedoch lassen sie die Vermutung zu, dass SHP-1 für die hemmende Funktion von BTLA eine größere Bedeutung hat. Experimente mit Reporterzellen, welche BTLA und HVEM coexprimierten, zeigten unter Stimulation mit K562S HVEM keine Auswirkungen auf die inhibitorische Wirkung des BTLA-Rezeptors. Jedoch ist anzumerken, dass weitere Experimente nötig sind, um diese Resultate zu bestätigen.

Abstract (English)

An essential criterion for the development of an adequate immune response by T cells is the functional interaction of costimulatory and coinhibitory signalling molecules. The B and T Lymphocyte Attenuator (BTLA) is a coinhibitory receptor and member of the Immunoglobulin Superfamily (IgSF). Its inhibitory effect develops by binding to its ligand Herpes Virus Entry Mediator (HVEM) and leads to an attenuation of T cell activation. Molecular mechanisms in signal transduction of the receptor have not yet been extensively explored. An important role in the function of BTLA is attributed to the cytoplasmic Immunoreceptor Tyrosine-based Inhibition Motif (ITIM) and Immunoreceptor Tyrosine-based Switch Motif (ITSM), which are said to be responsible for the recruitment of the two molecules Src homology region 2 domain-containing phosphatase-1 (SHP-1) and Src homology region 2 domain-containing phosphatase-2 (SHP-2). These protein tyrosine phosphatases (PTPs) are suspected to attenuate the TCR signal and to inhibit the Phosphoinositid-3-kinase (PI3K) – Protein kinase B (AKT) signalling pathway.

The aim of this research was to study the functionality of BTLA and signalling-linked proteins by performing stimulation assays with Jurkat E6.1 monoreporter cells (JE6.1 MR) and K562 stimulator cells (K562S). The main focus was on the stimulation of JE6.1 MR BTLA with K562S HVEM to investigate the function of the BTLA receptor. In order to prove that the ITIM, as well as the ITSM are necessary for adequate BTLA inhibitory function, BTLA mutants were used in the assays. Furthermore, experiments with a SHP-2 inhibitor (SHP099) showed a minor impact on the inhibitory effect of BTLA. Results from knock down trials with SHP-1 and SHP-2 support the assumption that these two phosphatases complement each other in their mode of action. The simultaneous knockdown of SHP-1 and SHP-2 led to changes in the inhibitory activity of BTLA. These results clearly highlighted the importance of both phosphatases in BTLA signalling, however, it also indicates that SHP-1 plays a much more decisive role. Experiments with reporter cells co-expressing BTLA and HVEM did not confirm any effect on the proper functioning of BTLA under stimulation with K562S HVEM. However, further studies are required to confirm these results.