| License: Publishing license for publications excluding print on demand (5MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-133928
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.13392
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 16 November 2010 |
| Referee: | Prof. Dr. Susanne Modrow |
| Date of exam: | 20 October 2009 |
| Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Innere Medizin I Biology, Preclinical Medicine |
| Interdisciplinary Subject Network: | Not selected |
| Keywords: | Lymphozytenmischkultur, Immunregulation, CD4+CD25+ regulatorische T-Zellen, allogene Knochenmarktransplantation, MHC-Kompatibilität, immune regulation, CD4+CD25+ regulatory T cells, allogeneic bone marrow transplantation, MHC compatibility, mixed lymphocyte reaction |
| Dewey Decimal Classification: | 500 Science > 570 Life sciences 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 13392 |
Abstract (German)
Tierexperimentelle Studien von Hoffmann et al. zeigten, dass der adoptive Transfer von frisch isolierten nTreg-Zellen des Spenders im komplett MHC-differenten KMT-Modell die GvHD-induzierenden alloreaktiven Tconv-Zellen unterdrückt und die Tiere dadurch vor letaler GvHD schützt. Dagegen konnten unter gleichen Bedingungen die nTreg-Zellen des Empfängerstamms keinen Schutz vor GvHD aufbauen. ...
Abstract (German)
Tierexperimentelle Studien von Hoffmann et al. zeigten, dass der adoptive Transfer von frisch isolierten nTreg-Zellen des Spenders im komplett MHC-differenten KMT-Modell die GvHD-induzierenden alloreaktiven Tconv-Zellen unterdrückt und die Tiere dadurch vor letaler GvHD schützt. Dagegen konnten unter gleichen Bedingungen die nTreg-Zellen des Empfängerstamms keinen Schutz vor GvHD aufbauen. Deshalb wurde u.a. vermutet, dass nTreg-Zellen alloreaktive Tconv-Zellen eines MHC-differenten Mausstamms nur unzureichend supprimieren. Im Rahmen dieser Dissertation konnte diese Vermutung durch detaillierte in vitro und in vivo Untersuchungen bestätigt werden.
Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die suppressive Aktivität von nTreg-Zellen auf die Proliferation und Zytokinproduktion von autologen und allogenen Tresp-Zellen nach polyklonaler und allogener Stimulation untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass nTreg-Zellen nach polyklonaler Stimulation sowohl autologe als auch allogene Tresp-Zellen inhibieren können. Wurden die beteiligten T-Zellpopulationen jedoch allogen durch MHC-differente APCs in MLRs stimuliert, so konnten nTreg-Zellen nur autologe Tresp-Zellen an der Hochregulation kostimulatorischer Moleküle (CD134 und CD137) hindern und in ihrer Proliferation und Zytokinproduktion inhibieren, wohingegen allogene Tresp-Zellen nicht supprimiert wurden. Durch systematische Variation der eingesetzten APCs, Treg- und Tresp-Zellen wurde nachgewiesen, dass dies nicht auf mausstammspezifische Unterschiede in der Suppressionskapazität der Treg-Zellpopulationen zurückzuführen war, sondern tatsächlich auf der exklusiven Suppression MHC-identer, nicht jedoch MHC-differenter Tresp-Zellen durch aktivierte nTreg-Zellen. Durch Verwendung von APCs der F1 Generation MHC-differenter Elternstämme und Verwendung von APCs von Drittspendern wurde ausgeschlossen, dass die räumliche Separation der Aktivierung von allogenen Treg- und Tresp-Zellen für diese Unterschiede verantwortlich war. Durch Verwendung von Mäusen mit unterschiedlichem genetischem Hintergrund aber identischem MHC wurde nachgewiesen, dass vermutlich Genprodukte des MHC-Locus für die differentielle Sensitivität von Tresp-Zellen für die von Treg-Zellen-vermittelte Suppression verantwortlich sind, da nTreg-Zellen MHC-idente, nicht aber MHC-differente Tresp-Zellen unterdrücken, selbst wenn die Hintergrundgene verschieden sind. Wahrscheinlich ist hierfür nicht der MHC selbst verantwortlich, sondern andere Gene die im Rahmen der Auskreuzung der Mausstämme mitvererbt wurden. Im zweiten Teil der vorgelegten Arbeit wurden diese in vitro Beobachtungen in Mausmodellen der akuten GvHD überprüft. Hierfür wurde zum einen ein haploidentes F1-Transplantationsmodell verwendet, in dem letal bestrahlte CB6F1 Rezipienten (H-2bd) ihr eigenes Knochenmark und elterliche Tconv- und nTreg-Zellen transplantiert bekamen. Dadurch war gewährleistet, dass die T-Zell-Subpopulationen beider Elternstämme gleichermaßen durch Empfänger-APCs aktiviert werden. Dies war insofern wichtig, als nTreg-Zellen nur nach ihrer eigenen Stimulation suppressiv wirken. Zum zweiten wurde ein komplett MHC-differentes KMT-Modell eingesetzt und untersucht, ob allogene nTreg-Zellen eines Drittspenderstamms vor GvHD schützen. In beiden KMT-Modellen konnte nur der adoptive Transfer von nTreg-Zellen des GvHD auslösenden Mausstamms vor letaler GvHD schützen, während nTreg-Zellen MHC-differenter Mäuse keinen Schutz boten. Um die räumliche und zeitliche Verteilung der GvHD-induzierenden Tconv-Zellen im lebenden Tier zu untersuchen, wurde das nicht-invasive in vivo Biolumineszenzimaging-Verfahren angewandt. Durch Kotransplantation von autologen nTreg-Zellen wurde die frühe Expansion der alloreaktiven Tconv-Zellen in lymphatischen und nicht-lymphatischen Organen stark vermindert, während nTreg-Zellen eines Drittspenderstamms nicht in der Lage waren, die rapide Expansion und Migration von alloreaktiven Tconv-Zellen in GvHD Zielorgane zu supprimieren.
Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die MHC-Kompatibilität zwischen Tconv- und nTreg-Zellen für einen effizienten Schutz vor letaler GvHD nach allogener KMT von entscheidender Bedeutung ist.
Translation of the abstract (English)
Hoffmann et al. showed that the co-transplantation of freshly isolated donor-derived natural CD4+CD25+ regulatory T cells (nTreg) prevents lethal GvHD after allogeneic bone marrow transplantation in experimental models. In contrast, host-type nTreg cells failed to protect from GvHD when co-transplanted under identical conditions. This raised the question whether nTreg cells are unable to suppress ...
Translation of the abstract (English)
Hoffmann et al. showed that the co-transplantation of freshly isolated donor-derived natural CD4+CD25+ regulatory T cells (nTreg) prevents lethal GvHD after allogeneic bone marrow transplantation in experimental models. In contrast, host-type nTreg cells failed to protect from GvHD when co-transplanted under identical conditions. This raised the question whether nTreg cells are unable to suppress MHC-disparate Tconv cells. During the course of the presented thesis this hypothesis was confirmed in in vitro and in vivo experiments.
In the first part of this work the suppressive activity of nTreg cells on the proliferation and cytokine production of autologous and allogeneic Tconv cells after polyclonal and allogeneic stimulation was analysed. It was shown that nTreg cells inhibited both autologous and allogneneic Tconv cells after polyclonal stimulation. However, after allogeneic stimulation by MHC-different APCs nTreg cells prevented the upregulation of costimulatory molecules (CD134 and CD137) and the proliferation and cytokine production of autologous responder T cells, whereas allogeneic Tconv cells were not suppressed. By systematic permutation of APCs, nTreg and Tconv cells with respect to their MHC-expression, it was verified that nTreg cells only suppress MHC-identical, but not MHC-disparate Tconv cells. The use of F1 (BALB/c x C57BL/6) and third party APCs revealed that the spatial separation of MHC-presentation on different APCs was not responsible for the lack of Treg-mediated suppression. Using mice with different genetic background but identical MHC-haplotype revealed that gene products of the MHC locus are probably responsible for the different sensitivity to nTreg-mediated suppression, as nTreg cells suppress MHC-identical but otherwise genetically different Tconv cells. This effect is not mediated by the MHC-genes themselves but rather by other genes inherited during the backcross of the mouse strains.
In the second part of the theses we confirmed the in vitro observations in murine GvHD models. For this purpose a haploidentical F1 BMT model was established using lethally irradiated CB6F1 mice (H-2bd) as recipients. These animals present alloantigen to T cells of both parental strains and thus ensure sufficient donor T cell stimulation. This was crucial, as nTreg cells have to be stimulated via their TCR to gain suppressive activity. In this BMT model only the adoptive transfer of MHC-identical donor-type nTreg cells protected from lethal GvHD, while nTreg cells of the alternative parental strain failed to protect. To investigate the regional and temporal distribution of Tconv cells in living animals, a none invasive in vivo imaging method (bioluminescence imaging) was applied. The co-transplantation of autologous nTreg cells diminshed the early expansion of alloreactive Tconv cells in lymphatic and non-lymphatic tissues. In contrast, MHC-disparate nTreg cells failed to suppress the rapid expansion and migration of alloreactive Tconv cells in GvHD target organs.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 10:01
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