Naive T-Helfer-Zellen sind Teil der erworbenen Immunantwort und können in unterschiedliche Effektor T-Zellen differenzieren. Das Paradigma des Dualsystems von Th1 und Th2 nahm in den letzten Jahren sein Ende, als weitere T Zell Populationen, nämlich Th17, Th9 und regulatorische Treg beschrieben wurden.
Charakterisiert werden T-Helfer-Zellen durch eine für sie spezifische Zytokinproduktion. So ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Naive T-Helfer-Zellen sind Teil der erworbenen Immunantwort und können in unterschiedliche Effektor T-Zellen differenzieren. Das Paradigma des Dualsystems von Th1 und Th2 nahm in den letzten Jahren sein Ende, als weitere T Zell Populationen, nämlich Th17, Th9 und regulatorische Treg beschrieben wurden.
Charakterisiert werden T-Helfer-Zellen durch eine für sie spezifische Zytokinproduktion. So bilden Th1 Zellen typischerweise IFNγ, Th2 bilden IL-4, IL-5 und IL-13. Bei Th17 Zellen entsteht das namengebende IL-17A, bei Th9 ist es neben dem IL-9 das IL-10. Treg Zellen zeichnen sich durch IL-10 und TGF-β aus.
Neben dem speziellen Zytokinprofil werden die unterschiedlichen T-Helfer-Zellen durch spezifische Transkriptionsfaktoren determiniert. So transkribieren T-bet und Stat4 für Th1, GATA3 und Stat6 für Th2, RORγt und Stat3 für Th17, Foxp3 und Stat5 für Treg und Pu.1 für Th9.
Bisher galt, dass das IL-25, ein Interleukin der IL-17 Familie, neben Th2 Zellen von Mastzellen und Epithelzellen produziert wird. In vorliegender Arbeit wurde eine IL-25 produzierende Zellgruppe identifiziert, die sich von anderen T-Helfer-Zellen abgrenzen lässt - die Th25 Zellen. Diese Zellen produzieren keines der für andere T-Helfer-Zellen typischen Interleukine und sie werden auch nicht durch Transkriptionsfaktoren bestimmt, die charakteristisch für bereits etablierte T-Helfer Populationen sind.
Die durchgeführten Experimente mittels Zellkultur, quantitativer PCR, Durchflusszytometrie, Western Blot sowie Proliferationsassay definieren die in vitro Voraussetzungen, die für das Entstehen der IL-25 produzierenden T-Helfer-Zellen notwendig sind. Durch Stimulation des T-Zell-Rezeptors sowie CD28 Kostimulation und einer Kombination aus inhibitorischen Antikörpern gegen IL-4, IL-12 und IFNγ, die eine Differenzierung in Th1 und Th2 verhindern, wird eine naive CD4+ T-Zelle in die Th25 Richtung getrieben. Die durch „Default-Stimulation“ entstandene Zellpopulation zeichnet sich durch eine weitaus höhere Produktion von IL-25 als Th2 aus. Dies kann sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene nachgewiesen werden.
Wie in einer FACS-Analyse gezeigt werden konnte, exprimieren Th25 Zellen im Gegensatz zu den regulatorischen T-Zellen kein Foxp3 und sind somit von diesen abzugrenzen.
Neben Zytokinproduktion und Transkriptionsfaktorexpression wird eine T-Zelle durch ihren molekularen Phänotyp charakterisiert. Th25 Zellen zeigen eine langsamere Proliferation als Th1, Th2 oder Th17. Des Weiteren zeigen Th25 eine geringere Expression von CD25, CD62L und OX40 sowie eine höhere Expression von ICOS und etwa gleich viel CD69 und CD45RB im Vergleich zu naiven T-Helfer-Zellen.
IL-25 spielt eine Rolle in der Immunantwort auf Parasiten und bei allergischen Reaktionen und ist in der Übergangsphase intestinaler Entzündung zu Fibrogenese hoch exprimiert. In weiterer Forschungsarbeit gilt es herauszufinden, unter welchen Bedingungen es zum Entstehen der Th25 Zellpopulation in vivo kommt, welcher Funktion diese Zellen in einer Immunantwort und den Pathologien wie Allergien, Organfibrose und chronischer Entzündung nachkommen und wie dies als therapeutischer Angriffspunkt zu nutzten ist.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Naïve T helper cells are part of the adaptive immune system and can differentiate into different effector T cells. The duality paradigm of Th1 and Th2 came gradually to an end as further T cell populations like Th17, Th9 and regulatory Tregs were identified.
The production of specific cytokines production characterizes distinct T helper cell populations. Thus Th1 typically produce IFN γ, Th2 ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Naïve T helper cells are part of the adaptive immune system and can differentiate into different effector T cells. The duality paradigm of Th1 and Th2 came gradually to an end as further T cell populations like Th17, Th9 and regulatory Tregs were identified.
The production of specific cytokines production characterizes distinct T helper cell populations. Thus Th1 typically produce IFN γ, Th2 produce IL-4, IL-5 and IL-13. Th17 develop the eponymous IL-17A whereas Th9 develop IL-9 next to IL-10. IL-10 and TGF-β are characteristic for Tregs.
Besides a specific cytokine profile, specific transcription factors determine the diversity of T helper cells. T-bet and Stat4 transcribe for Th1, GATA3 and Stat6 for Th2, RORγt and Stat3 for Th17. Foxp3 and Stat5 transcribe for Treg and Pu.1 for Th9.
Up to now it was an accepted fact that IL-25 - a member of the IL-17 interleukin family - was produced by Th2 cells, mast cells and epithelial cells. This research identifies an IL-25 producing T helper cell lineage – the Th25. These cells do not produce any of the other typical T helper cell interleukins and are not determined by any transcription factors that are characteristic for the already established T helper populations.
The data underlying this work - including cell culture, quantitative PCR, flow cytometry, western blotting and proliferation assay - define the in vitro conditions necessary for evolving of IL-25 producing T helper cells. Through certain stimulation conditions a CD4+ T cell is pushed into the Th25 direction. These conditions are: a stimulation of the T cell receptor (TCR), CD28 co-stimulation and combination of inhibitory antibodies against IL-4, IL-12 and IFNγ that prevent a differentiation into Th1 and Th2. In comparison to the Th2 cells these “default stimulated” cells produce much higher levels of IL-25. This can be proven on the mRNA level as well as on the protein level.
In contrast to regulatory T cells, Th25 cells do not express Foxp3. This could be demonstrated in FACS analysis.
In addition to the cytokine production and expression of transcription factors, the molecular phenotype characterizes a specific T cell population. Th25 cells have a slower proliferation rate then Th1, Th2 or Th17. Compared to naïve T helper cells, Th25 cells express less CD25, CD62L and OX40, more ICOS, and about the same amount of CD69 and CD45 RB.
IL-25 is important in the immunological answer to parasites and in allergic reactions. Additionally, it is highly expressed in the transition phase from intestinal inflammation to fibrogenesis. Further research is needed to identify the conditions for Th25 origination in vivo, the functionality of these cells in an immunological answer and pathologies like allergies, organ fibrosis and chronic inflammation and how this can be used as a therapeutic target.
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