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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-30420
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/3042/


Elisabeth Diana Nikolopoulos

Analyse des Immunrepertoires von Patienten mit variablem Immundefekt

Analysis of the immunrepertoire of patients with common variable immunodeficiency

Dokument1.pdf (9.219 KB) (md5sum: 1b2fa9f7ab57abd0b5554c961baef1dd)

Kurzfassung in Deutsch

Der häufigste symptomatische Immundefekt im Erwachsenenalter ist der variable Immundefekt (CVID), der durch die Reduktion von mindestens 2 der Immunglobulinklassen IgG, IgA oder IgM, rezidivierende bakterielle Infekte und häufig schlechte Impfantworten gekennzeichnet ist. Die genauen molekularen Defekte dieser wohl heterogenen Krankheitsgruppe sind nicht geklärt. Ziel unserer Studie war, das Immunrepertoire von CVID-Patienten in Bezug auf die Diversität der T- und B-Zellen im Vergleich zu normalen Spendern zu untersuchen. Hierzu wurden vergleichende Spektratypisierungen der peripheren B- und T-Zellen von CVID-Patienten und gesunden Spendern durchgeführt. Ferner wurden die T-Zell Rezeptor-delta-Kette excision circles (delta-TRECs) analysiert, um einen Hinweis auf eine verzögerte T-Zellentwicklung im Thymus bei CVID-Patienten erhalten.
In der Untersuchung des B-Zell-Repertoires kann man zwei Gruppen unterscheiden: Die erste Gruppe zeigt ein relativ unauffälliges Repertoire, die zweite Gruppe weist eine starke Einschränkung auf. Die Untersuchung des T-Zell-Repertoires zeigt in beiden Gruppen ein relativ unauffälliges Bild, lediglich bei vier Patienten findet sich eine klonale T-Zell Subpopulation.
Die zwei Gruppen könnten unterschiedlich lokalisierte Defekte widerspiegeln. Bei der ersten Gruppe handelt es sich eher um eine Störung in der Bildung von Gedächtniszellen, während es sich bei der zweiten Gruppe um einen Defekt in der frühen B-Zell-Entwicklung während des Klassenwechsels handeln könnte. Die T-Zell-Entwicklung weist thymopoietische Defekte auf, die sich in einer herabgesetzten Fähigkeit zeigen, neue T-Zellen zu bilden. CVID-Patienten haben prozentual zwar meist keine Verminderung der T-Zellen, oft aber eine CD4/CD8-Ratio unter 1 bei gleichzeitiger Vermehrung aktivierter CD8-T-Zellen. Dies wird möglicherweise durch Viren oder Autoantigene induziert. Die Expansion eines oder mehrerer TCR-Klone durch spezifische Antigenstimulation ist bei dem hier genauer untersuchten CVID-Patienten auch in den durchflusszytometrischen Analysen gut darstellbar. Hier erkennt man die Expansion von Subpopulationen mit der Expression einer bestimmten TCR Vbeta-Kette.
Von großem Interesse ist bei diesem Patienten der mögliche Zusammenhang der Expansion mit einer CMV-Infektion oder einem LGL-Syndrom (Expansion von T-Lymphozyten oder NK-Zellen mit einem "large granular lymphocyte" Phänotyp). Man beobachtet bei immundefizienten Patienten häufig eine Expansion von gammadelta T-Lymphozyten, evtl. bedingt durch eine vermehrte Produktion im Thymus bei verminderter Produktion der alphabeta T-Lymphozyten (erniedrigte TRECs) oder durch eine periphere Expansion infolge von Infektionen mit CMV, Bakterien oder Pilzen. Auch durch bestimmte Tumorzellen wurde eine Expansion der gd T-Lymphozyten beschrieben, wobei der Mechanismus der Stimulation nicht eindeutig geklärt ist.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Aktivierung der gd T-Zellen mit Phosphoantigenen und Tumorzellen untersucht. Um neue Modelle der gd T-Zell Aktivierung zu etabileren, wurden die Genexpressionsprofile verschiedener gd T-Zell-stimulierenden und nicht stimulierenden Zelllinien mittels Affymetrix-Arrays verglichen. Die differenzielle Expression einiger Gene in beiden Gruppen wurde durch real time PCR bestätigt.
Die gd-T-Zell-Aktivierung könnte mit der Hochregulierung einiger Sialyltransferasen und der Herunterregulierung von Enoyl-Transferasen und Enoyl-Isomerasen in Verbindung stehen. Hierbei könnte es sich um einen membranständiges Glykolipid mit Sialylresten als gd T-Zell-Stimulator handeln. Auch die CSF-2 Rezeptor beta-Kette zeigte eine differenzielle Expression. Der von gd-T-Zellen freigesetzte GM-CSF bindet an den, in stimulierenden Zellen hochregulierten CSF-2 Rezeptor beta, der möglicherweise von Sialyltransferasen so modifiziert wird, dass das intrazelluläre Signal verstärkt wird. Dies könnte zu einer Kostimulation der gd-T-Zellen durch die Tumorzellen führen.


Kurzfassung in Englisch

The most common symptomatic immunodeficiency in adults is the common variable immunodeficiency (CVID). The potential patient has to have a low serum immunglobulin IgG, IgA and IgM, recurring bacterial infections and frequent low vaccination answer. All molecular defects of this heterogenious disease group are not known. The goal of our studies was to analyze the immunrepertoire of CVID-patients in their relation of the diversity of T- and B-cells to healthy humans. We compared the peripheral B- and T-cells from CVID and normal patients by spectratyping analysis. By analysing the T-cell receptor-d-chain excision circles (d-TRECs), we could prove, that the thymus of CVID-patients has a delayed T-cell growth.
During the analysis of the B-cell-repertoire two groups could be distinguished: the first group shows a slightly understated repertoire but the second group, shows an intense limitation. Testing T-cell-repertoirs in both groups has merely shown an unobstrusive picture but we could only find clonal T-cell subpopulation in four patients.
These two groups could display different localized defects. The first group on the one hand could be associated with a dysfunction in memory cell formation, the second group on the other hand with a defect in the early development of B-cells during the class-switching. The T-cell development exhibit thymopoetic defects, which show a decreased ability in generating new T-cells. Patients suffering from CVID mostly do not show a decrease in T-cells but a CD4-/CD8 ratio of less than 1 which concurrent increase of activated CD8-T-cells.This is possibly induced by viruses or autoantigens. The expansion of one or more TCR-clons by stimulation via autoantigens could well be shown in our thoroughly investigated patient. The flow-cytometric analyses revealed an expansion of a subpopulation with the expression of a certain TCR Vß-chain.
Of great interest in this patient is the possible connection of this cell expansion with a CMV-infection or a LGL-Syndrom (expansion of T-lymphocytes or NK-cells with a "large granular lymphocyte phenotype). Immunodeficient patients often show an expansion of gd T-lymphocytes potentially caused by an increased production in the thymus in combination with a decreased production of gd T-lymphocytes (decreased TRECs) or by peripheral expansion due to infection with CMV, bacteria or fungi. Expansion of gd T-lymphocytes by certain tumorcells has also been described but the underlying mechanism of stimulation has so far not been discovered.
In the second part of this thesis the activation of gd T-cells with phosphoantigens and tumorcells has been investigated. To establish new models of gd T-cell activation gen-expression profiles performed by Affymetrix-arrays of different gd T-cell stimulating and non-stimulating celllines were compared. The differential expression of certain genes in both groups were confirmed by real time PCR.
The gd T-cell activation could be connected with the up-regulation of certain sialyltransferases and the down-regulation of enoyl-transferases and enoyl-isomerases. This could possibly be mediated through a membranic glycolipid with sialylresidues acting as the gd T-cell stimulant. Furthermore, the CSF-2 receptor ß-chain exhibited a differential expression. the GM-CSF released by gd T-cells binds to CSF-2 receptor ß which is up-regulated in stimulated cells. This CSF-2 receptor ß could possibly be modified in such way that the intracellular signaling pathway is aggravated. This could lead to a costimulation of gammadelta T-cells by tumor cells.


SWD-Schlagwörter: CVID , B-Zell-Rekombination , Gamma delta T-Zellen
Freie Schlagwörter (englisch): CVID , B-cell recombination , gamma delta t-cells
Institut: Institut für Biologie 3
Fakultät: Fakultät für Biologie
DDC-Sachgruppe: Medizin und Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Albrecht Sippel (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 24.05.2007
Erstellungsjahr: 2006
Publikationsdatum: 29.05.2007
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