| License: Creative Commons Attribution 4.0 (3MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-455875
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.45587
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 21 February 2023 |
| Referee: | Prof. Dr. Matthias Mack |
| Date of exam: | 22 February 2021 |
| Institutions: | Medicine > Abteilung für Nephrologie |
| Keywords: | Chondroitinsulfat, Experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis, Regulatorische B-Zellen |
| Dewey Decimal Classification: | 500 Science > 500 Natural sciences & mathematics 500 Science > 570 Life sciences |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 45587 |
Abstract (German)
Bei der demyelinisierenden Autoimmunerkrankung der Multiplen Sklerose (MS) handelt es sich um eine Krankheit mit einer hohen Inzidenz in der westlichen Bevölkerung, deren genaue Ursache noch nicht komplett geklärt ist. Ebenfalls konnte bis heute die Immunpathogenese der Krankheit noch nicht vollständig aufgedeckt werden. Obwohl mittlerweile viele Medikamente für die Behandlung der MS zugelassen ...
Abstract (German)
Bei der demyelinisierenden Autoimmunerkrankung der Multiplen Sklerose (MS) handelt es sich um eine Krankheit mit einer hohen Inzidenz in der westlichen Bevölkerung, deren genaue Ursache noch nicht komplett geklärt ist. Ebenfalls konnte bis heute die Immunpathogenese der Krankheit noch nicht vollständig aufgedeckt werden. Obwohl mittlerweile viele Medikamente für die Behandlung der MS zugelassen sind, konnte für die unterschiedlichen Symptomatiken und Verlaufsformen der MS noch keine zufriedenstellende Medikation identifiziert werden.
Ein suppressiver Einfluss von regulatorischen B-Zellen auf den Krankheitsverlauf wurde bislang in einigen Krankheiten, unter anderem auch der MS, gezeigt. Die genaue funktionelle Rolle von regulatorischen B-Zellen in der MS muss jedoch noch geklärt werden. Eine suppressive Eigenschaft von regulatorischen B-Zellen ist bereits seit Langem bekannt, allerdings ist es bisher noch nicht gelungen, einen Oberflächenmarker oder Transkriptionsfaktor zu identifizieren, der einzigartig für die Definition einer regulatorischen B-Zelle wäre. Stattdessen wurde bislang eine Vielzahl an regulatorischen B-Zellen mit unterschiedlichen Phänotypen beschrieben.
Es wurde gezeigt, dass die Stimulation von B-Zellen mit dem Glykosaminoglykan Chondroitinsulfat C (CSC) zur Proliferation von B-Zellen führt und es wird vermutet, dass diese B-Zellen einen regulatorischen Phänotyp besitzen.
Daher sollten im Rahmen dieser Arbeit B-Zellen, die mit CSC stimuliert wurden, genauer in vitro und in vivo charakterisiert werden und eine mögliche suppressive Wirkung im Modell der Experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE), welches die humane MS abbildet, untersucht werden.
Bei Analysen in vitro zeigte sich, dass die Stimulation von B-Zellen mit CSC einerseits zu deren Proliferation beitrug und andererseits zur Ausbildung eines antiinflammatorischen Zytokin-Profils führte. Dabei war die Expression von IL-10 deutlich erhöht. Sowohl in vitro als auch in vivo führte die Stimulation mit CSC zu einer Hochregulation des Oberflächenmarkers CD138, welcher für Zell-Zell-Interaktionen und Zell-Matrix-Interaktionen wichtig ist und als Marker für regulatorische Plasmazellen definiert wurde. Die Behandlung mit CSC für 14 Tage, nicht aber für 5 Tage in vivo führte zu einer massiven Sekretion von IgE ins Plasma. Das produzierte IgE wurde durch FcεRI auf Basophilen gebunden, wodurch diese besser durch IgE aktivierbar waren.
Um letztlich herauszufinden, ob durch CSC-induzierte B-Zellen mit einem regulatorischen Phänotyp in der Lage sind, den Verlauf der induzierten Autoimmunerkrankung der EAE zu verbessern, sollten die induzierten B-Zellen im Modell der EAE untersucht werden. Es zeigte sich, dass die Behandlung von EAE-immunisierten Mäusen mit CSC zu einer signifikanten Minderung von klinischen Krankheitssymptomen führte. Des Weiteren konnte unter Zuhilfenahme von B-Zell-defizienten Mäusen gezeigt werden, dass diese Verbesserung in Abhängigkeit von B Zellen stattfand. Bei diesen CSC-induzierten regulatorischen B-Zellen, die durch ihren suppressiven Phänotyp den Verlauf der Krankheit verbessern konnten, handelte es sich jedoch nicht um CD138+ Plasmazellen. Zudem führte der adoptive Transfer von CSC-induzierten B-Zellen zu einer Verbesserung des klinischen Scores. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass der Transfer von Plasma aus CSC-behandelten Mäusen zu einer Verbesserung des Scores führte. Dabei wurde festgestellt, dass die suppressive Wirkung von im Plasma vorhandenem CSC-induziertem IgE ausging. Es konnte mittels Depletion von Basophilen demonstriert werden, dass die suppressive Wirkung von CSC im Modell der EAE außerdem von Basophilen abhing.
Insgesamt konnten CSC-induzierte B-Zellen als regulatorische B-Zellen charakterisiert werden. Es wurde demonstriert, dass diese zur Suppression der EAE nach Behandlung mit CSC beitrugen. Dabei scheinen die CSC-induzierten B-Zellen über ihre Sekretion von antiinflammatorisch wirkendem IgE zu agieren, das wiederum über Bindung an Basophile eine Verringerung der EAE bewirkt. Die CSC-induzierte Aktivierung von B-Zellen mit gesteigerter Sekretion von IgE und Bindung von IgE an Basophile könnte einen völlig neuen regulatorischen Pathway darstellen. Weitere Arbeiten sind notwendig, um genauer zu verstehen, wie CSC-induziertes IgE zur Suppression von Autoimmunität führt.
Translation of the abstract (English)
The demyelinating disease multiple sclerosis (MS) is an autoimmune disease with a high incidence in the western population. Though many different drugs are available, no satisfactory medication has been identified yet. A suppressive role of regulatory B cells in different diseases such as MS has already been shown, but the exact functional role of regulatory B cells in this disease must be ...
Translation of the abstract (English)
The demyelinating disease multiple sclerosis (MS) is an autoimmune disease with a high incidence in the western population. Though many different drugs are available, no satisfactory medication has been identified yet.
A suppressive role of regulatory B cells in different diseases such as MS has already been shown, but the exact functional role of regulatory B cells in this disease must be clarified. It is known that the stimulation of B cells with chondroitin sulfate C (CSC) leads to the proliferation of B cells and it is assumed, that these B cells possess a regulatory phenotype.
Therefore, the aim of this thesis was to characterize B cells stimulated with CSC in vitro, in vivo and in the mouse model experimental autoimmune enzephalomyelitis (EAE), with is a model for the human MS.
In vitro experiments showed that the stimulation of B cells with CSC lead to an anti-inflammatory cytokine profile and the proliferation of B cells. Stimulation of B cells in vivo resulted in a massive secretion of IgE into the plasma, which was also bound by FcεRI on basophilic granulocytes. Treatment of mice with an active EAE with CSC lead to a significant lower disease score compared to the control group. By using B cell deficient mice, it was shown, that this improvement of the disease was dependent on B cells. The transfer of B cells stimulated with CSC in vivo also lead to an improvement of the disease. When plasma of mice treated with CSC was transferred into mice with an active EAE, the disease was also improved. This improvement was due to the IgE present in the plasma. When basophilic granulocytes were depleted, the treatement of mice with active EAE with CSC did not result in an improvement of the disease anymore.
In summary, B cells induced with CSC showed a regulatory phenotype and could significantly improve the disease EAE. The suppression of the disease was due to the secretion of IgE by CSC-induced B cells, which in turn was bound by basophilic granulocytes via FcεRI.
Metadata last modified: 21 Feb 2023 06:25
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