| Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen mit Print on Demand (2MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-299316
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.29931
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 8 Januar 2015 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Marina Kreutz und Prof. Dr. Sigrid Karrer |
| Tag der Prüfung: | 12 Mai 2014 |
| Institutionen: | Medizin > Lehrstuhl für Innere Medizin III (Hämatologie und Internistische Onkologie) |
| Stichwörter / Keywords: | dendritische Zelle, GvHD, LPS, MDP, allogene T-Zellantwort |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 29931 |
Zusammenfassung (Deutsch)
Die Translokation von bakteriellen Komponenten wie beispielsweise Lipopolysaccharid (LPS) durch eine geschädigte Epithelbarriere, die im Rahmen der myeloablativen Konditionierung vor der Stammzell-transplantation (SZT) entsteht, spielt eine wesentliche Rolle in der Pathogenese der akuten „Graft-versus-Host-Disease“ (GvHD). Hierbei wird dendritischen Zellen (DC, dendritic cell) des Empfängers als ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Die Translokation von bakteriellen Komponenten wie beispielsweise Lipopolysaccharid (LPS) durch eine geschädigte Epithelbarriere, die im Rahmen der myeloablativen Konditionierung vor der Stammzell-transplantation (SZT) entsteht, spielt eine wesentliche Rolle in der Pathogenese der akuten „Graft-versus-Host-Disease“ (GvHD). Hierbei wird dendritischen Zellen (DC, dendritic cell) des Empfängers als Antigen-präsentierende Zellen eine essentielle Bedeutung in der Detektion dieser bakteriellen Komponenten zugeschrieben. Des Weiteren bestehen Assoziationen von Mutationen der Rezeptoren NOD2 (nucleotide-binding oligomerisation domain-containing protein), „Toll-like“-Rezeptor (TLR) 4 und TLR5 sowie des Vitamin-D-Rezeptors (VDR) mit dem Auftreten der akuten GvHD. DCs sind zudem durch die Expression von Vitamin D3 (VD3)- und Vitamin A-metabolisierenden Enzymen, wie die 25-Hydroxycholesterol-1-Hydroxylase (CYP27B1) und die Aldehyddehydrogenasen ALDH1A1-3, in der Lage, die aktiven Metabolite 1,25-Dihydroxy-Vitamin D3 (1,25(OH)2-VD3) und Retinsäure aus deren Vorstufen zu synthetisieren. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, inwiefern die bakteriellen Bestandteile LPS, Flagellin und Muramyldipeptid (MDP) und deren Kombinationen, die Eigenschaften von DCs beeinflussen.
LPS zeigte den stärksten proinflammatorischen Einfluss auf die humanen DCs. Es induzierte über die verstärkte Expression von kostimulatorischen Molekülen wie CD86 sowie der HLA-Moleküle HLA-DR und β2M (β2-Mikroglobulin) die Reifung der DCs. Des Weiteren sezernierten die DCs, die mit LPS stimuliert wurden (LPS-DC), signifikant erhöhte Mengen an proinflammatorischen Zytokinen wie IL-1β, TNF (Tumornekrosefaktor), IL-6, IL-8, IL-23 und IL-12. Dies spiegelte sich in der verstärkten Induktion einer allogenen T-Zellproliferation wider, bei der vor allem TH1-typische IFN (Interferon)-γ+ T-Zellen und deutlich weniger TH2-typische IL-4+ T-Zellen und FoxP3+ (forkhead-box protein 3) T-Zellen detektiert wurden. Neben den proinflammatorischen Einflüssen von LPS ließen sich im Sinne der Aufrechterhaltung der Immunhomöostase zudem immunregulatorische Veränderungen, wie eine verstärkte Sekretion von IL-10, eine erhöhte Expression des koinhibitorischen Moleküls PD-L1 (programmed cell death ligand), des Fas-Rezeptors CD95 sowie der Indolamin-2,3-dihydrogenasen (IDO) 1, IDO2 und des Arylhydrocarbonrezeptors (AHR) in LPS-DCs beobachten. LPS inhibierte die mRNA-Expression von ALDH1A1 in den DCs, wohingegen es die von CYP27B1 signifikant verstärkte. Die Zugabe von 25-Hydroxy-Vitamin D3 (25(OH)-VD3), dem Vorläufer von 1,25(OH)2-VD3, führte bei niedrigen DC-T-Zellkonzentrationen zu einer verminderten T-Zellproliferation.
Die Inkubation der DCs mit Flagellin (Flag-DC) zeigte einen nur begrenzt stimulatorischen Einfluss auf die Zellen. Flagellin induzierte nur partiell eine verstärkte Expression der DC-Reifungsmarker wie CD80 sowie eine vermehrte Freisetzung von TNF, IL-6 und IL-8. Dies steht in Kongruenz mit den Beobachtungen, dass Flag-DCs weder die allogene T-Zellproliferation noch die T-Zelldifferenzierung beeinflussten. Zudem wurde die mRNA-Expression von TLR5 und ALDH1A1 nach Einfluss von Flagellin in den DCs signifikant herabreguliert, wobei die mRNA von CYP27B1 und IDO1, IDO2 und AHR nach Flagellin-Einfluss in den DCs signifikant verstärkt exprimiert wurde. Die Zugabe von 25(OH)-VD3 zu den Flag-DCs hatte keinen inhibitorischen Einfluss auf die allogene T-Zellproliferation.
Demgegenüber bewirkte MDP im Vergleich zur Kontrolle zwar keine Veränderungen bezüglich des Reifungszustandes der DCs, induzierte allerdings die verstärkte Sekretion von IL-6, wobei die Freisetzung der übrigen Zytokine und die mRNA-Expression aller untersuchten Gene durch MDP unbeeinflusst blieben. Die Stimulation der DCs mit MDP (MDP-DC) im Vergleich zu unreifen DCs hatte, auch bei Anwesenheit von 25(OH)-VD3, keine Auswirkungen auf das Ausmaß der allogenen T-Zellproliferation. Allerdings ließ sich bei der Inkubation der allogenen T-Zellen mit MDP-DCs ein signifikant höherer Anteil an IFN-γ+ T-Zellen nachweisen.
Die Stimulation der DCs mit der Kombination von LPS und MDP zeigte zwar im Vergleich zur Stimulation mit LPS alleine keinen Einfluss auf den Reifungszustand der DCs im Hinblick auf die Oberflächenantigenexpression und die Auswirkungen auf die allogene T-Zellantwort, induzierte allerdings eine signifikant verstärkte Sekretion der T-Zellpolarisierenden Zytokine IL-12, IL-23 und IL-10. Interessanterweise exprimierten die DCs, die mit LPS und MDP bzw. Flagellin stimuliert wurden (MDP+LPS-DC bzw. Flag+LPS-DC), im Vergleich zu LPS alleine die mRNA von ALDH1A1 und ALDH1A2 in signifikant verstärktem Maße. Zudem führte die Zugabe des Vitamin D3-Vorläufers zur einer verminderten allogenen Proliferation der T-Zellen bei Inkubation mit MDP+LPS-DCs, was darauf hindeutet, dass MDP einen immunregulatorischen Einfluss auf die LPS-vermittelte proinflammatorische Immunantwort haben könnte.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
The translocation of bacterial components such as lipopolysaccharides (LPS) across a damaged epithelial barrier, caused by myeloablative conditioning before a stem cell transplant (SCT), plays a crucial role in the pathogenesis of the acute graft-versus-host disease (GvHD). Host dendritic cells (DC) – as antigen-presenting cells – are attributed an essential function in the course of detecting ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
The translocation of bacterial components such as lipopolysaccharides (LPS) across a damaged epithelial barrier, caused by myeloablative conditioning before a stem cell transplant (SCT), plays a crucial role in the pathogenesis of the acute graft-versus-host disease (GvHD). Host dendritic cells (DC) – as antigen-presenting cells – are attributed an essential function in the course of detecting bacterial components. In addition, mutations of NOD2 receptors (nucleotide-binding oligomerisation domain-containing protein), “Toll-like”-receptors TLR4 and TLR5 as well as vitamin D receptors (VDR) are associated with the appearance of the acute GvHD. Furthermore, by expressing vitamin D3 (VD3) and vitamin A metabolizing enzymes such as 25-hydroxcholesterol-1α-hydroxylase (CYP27B1) and aldehyde dehydro-genase ALDH1A1-3, DCs are able to synthesize the active metabolites 1,25-dihydroxy-vitamin D3 (1,25(OH)2-VD3) and retinoic acid from their precursors. This study deals with the question, how bacterial components such as LPS, flagellin, muramyldipeptide (MDP) or their combinations affect the properties of DCs.
LPS showed the strongest pro-inflammatory effect on human DCs. It induced DC maturation by increased expression of costimulatory molecules like CD86, as well as HLA-DR (human leukocyte antigen) and β2M (β2 microglobulin). Furthermore, DCs stimulated with LPS (LPS-DC) secreted significant higher levels of pro-inflammatory cytokines such as IL-1β, TNF (tumor necrosis factor), IL-6, IL-8, IL-23 and IL-12. This was reflected in an increased induction of allogeneic T cell proliferation, where mostly TH1-typic IFN(interferon)-γ+ T cells and distinctly less TH2-typic IL-4+ T cells and FoxP3+ (forkhead-box protein 3) T cells were detected. In addition to the pro-inflammatory effect of LPS, the LPS-DCs showed – in terms of maintaining the immune homeostasis – immunoregulatory changes, such as increased secretion of IL-10 and increased expression of the co-inhibitory molecule PD-L1 (programmed cell death ligand), the Fas receptor CD95, the indoleamine 2,3-dehydrogenases IDO1 and IDO2, and the aryl hydrocarbon receptor (AHR). In DCs, LPS inhibited the mRNA-expression of ALDH1A1, whereas significantly increased the expression of CYP27B1. The addition of 25-hydroxy vitamin D3, the precursor of 1,25(OH)2-VD3, leaded to a reduced T cell proliferation in small DC-T cell concentrations.
Incubation of DCs with flagellin (Flag-DC) showed only limited stimulatory effect. Flagellin partially induced an increased expression of DC maturation markers such as CD80, as well as an increased release of TNF, IL-6 and IL-8. This concurred with the observation, that Flag-DCs influenced neither the allogeneic T cell proliferation nor T cell differentiation. Moreover, following incubation with flagellin, the mRNA levels of TLR5 and ALDH1A1 were significantly reduced in DCs, whereas significantly increased mRNA levels of CYP27B1, IDO1, IDO2 and AHR were detected. The addition of 25(OH)-VD3 on Flag-DCs had no inhibitory effect on allogeneic T cell proliferation.
In contrast, MDP caused no changes regarding maturation status of the DCs in com-parison to the control, however induced increased secretion of IL-6, whereas the release of the remaining cytokines and the mRNA expression of all other investigated genes were unaffected by MDP. Compared to immature DCs, the stimulation of DCs with MDP (MDP-DC) had no impact on allogeneic T cell proliferation, even in presence of 25(OH)-VD3. However, after incubating allogeneic T cells with MDP-DCs, a significantly increased amount of IFN-γ+ T cells was detected.
The combined stimulation of DCs with LPS and MDP, in comparison with LPS only, showed no influence on the DC maturation status regarding surface antigen expression and the allogeneic T cell response, however induced a significantly increased secretion of the T cell polarizing cytokines IL-12, IL-23 and IL-10. Intriguingly, DCs stimulated with LPS and MDP respectively flagellin (MDP+LPS-DC resp. Flag+LPS-DC), in comparison to incubation with LPS only, showed increased mRNA levels of ALDH1A1 and ALDH1A2. Furthermore, the addition of the VD3-precursor led to a decreased level of allogeneic T cell proliferation in incubation with MDP-LPS-DCs, hinting that MDP may have an immunoregulatory effect on the pro-inflammatory immune response mediated by LPS.
Metadaten zuletzt geändert: 26 Nov 2020 01:10
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