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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-81150
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/8115/


Rosenits, Kerstin

Analyse der direkten Zytokinsignale und des interzellulären Membranproteinaustauschs während der Aktivierung von antigenspezifischen T-Zellen in vivo

Analysis of direct cytokine signals and intercellular membrane protein transfer during activation of antigen-specific T cells in vivo

Dokument1.pdf (1.869 KB) (md5sum: 856b0068b790bcbf4eed761bd07aa93d)

Kurzfassung in Deutsch

Im ersten Teil der Arbeit wurde die Bedeutung direkter Typ I Interferonsignale auf antigenspezifische CD8 T-Zellen während der T-Zellaktivierung untersucht. Typ I Interferone zählen neben IL-12 zu den Zytokinen, die T-Zellen ein drittes Signal vermitteln. Das Signal 3 ist neben Signal 1 (antigenspezifisches Signal) und Signal 2 (kostimulatorisches Signal) wichtig für die Aktivierung der CD8 T-Zellen. In kürzlich erschienenen Studien wurde gezeigt, dass Typ I Interferone im Kontext einer Infektion mit Lymphozytärem Choriomeningitis Virus (LCMV) eine direkte Wirkung als Überlebenssignal auf CD8 T-Zellen besitzen. In der vorliegenden Arbeit konnte im Gegensatz zu einer LCMV Infektion keine strikte Abhängigkeit der CD8 T-Zellen von einem direkten Typ I Interferonsignal für die Expansion im Kontext von Infektionen mit Vaccinia Virus (VV), Vesikulärem Stomatitis Virus (VSV) oder Listeria monozytogenes beobachtet werden. Somit stellt eine LCMV Infektion in Bezug auf die Notwendigkeit von Typ I Interferonen als Überlebenssignal für CD8 T-Zellen eine Besonderheit dar. Experimente zeigten, dass hierfür das durch die LCMV Infektion induzierte dominant-negative Zytokinmilieu ausschlaggebend ist. Durch Neutralisierung unterschiedlicher supprimierender Zytokine (IL-10, IFNg, TNFa, TGFb) konnte in der vorliegenden Arbeit das LCMV induzierte dominant-negative Zytokinmilieu jedoch nicht aufgehoben werden. Ein Charakteristikum des LCMV induzierten Zytokinmilieus ist die hohe Expression von Typ I Interferonen in der Frühphase einer LCMV Infektion. Da diese zur Unterdrückung der IL-12 Produktion führen, steht im Kontext einer LCMV Infektion dieses inflammatorische Zytokin nicht als kompensatorisches Signal 3 für CD8 T-Zellen zur Verfügung. Ermöglicht die experimentelle Anordnung eine IL-12 Produktion auch unter einer LCMV Infektion, so zeigte sich, dass CD8 T-Zellen nicht mehr strikt von einem Typ I Interferon vermittelten Überlebenssignal abhängig sind.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde ein in vivo System etabliert, mit dessen Hilfe der Membranproteinaustausch zwischen antigenpräsentierenden Zellen und antigenspezifischen T-Zellen unter physiologischen Bedingungen analysiert werden konnte. In der Literatur wird diskutiert, dass ein solcher interzellulärer Membranproteinaustausch für die Regulation von Immunantworten von Bedeutung sein könnte. Für den in vivo Nachweis eines Membranproteintransfers auf T-Zellen wurden dabei unterschiedliche Marker verwendet (biotinylierte Membranproteine, MHC Moleküle oder CD45 Moleküle). Es zeigte sich, dass die T-Zellen, die Membranproteine von antigenpräsentierenden Zellen akquiriert hatten, stärker aktiviert waren als T-Zellen, auf denen keine transferierten Membranproteine nachweisbar waren. Dies deutet darauf hin, dass mittels des etablierten Systems diejenigen T-Zellen detektiert werden können, die erst kürzlich in Interaktion mit antigenpräsentierenden Zellen waren. Weitere Experimente zeigten, dass antigenspezifische Gedächtnis T-Zellen wahrscheinlich aufgrund einer erhöhten Expression von Adhäsionsmolekülen und einem daraus resultierenden stärkeren Kontakt mit antigenpräsentierenden Zellen mehr Membranproteine von antigenpräsentierenden Zellen akquirieren als naive antigenspezifische T-Zellen. Des Weiteren ist das Ausmaß des Membranproteintransfers auf T-Zellen abhängig von der Art und der Lokalisierung (in den lymphatischen Geweben) der antigenpräsentierenden Zelle. Dies zeigten Experimente, in denen ein erhöhter Membranproteintransfer von antigenbeladenen T-Zellen als von antigenbeladenen B-Zellen auf antigenspezifische T-Zellen zu beobachten war. Mit Hilfe eines Tumormodells (A9 Lungenkarzinom) und unterschiedlichen viralen Infektionen (LCMV, Vaccinia Virus) konnte zudem der Membranproteintransfer von antigenpräsentierenden Zellen auf antigenspezifische T-Zellen im Kontext natürlich ablaufender Immunantworten erstmals in vivo gezeigt werden. Zusätzlich konnte während der viralen Infektionen beobachtet werden, dass der antigenspezifische Kontakt zwischen antigenpräsentierenden Zellen und antigenspezifischen T-Zellen entscheidend für den interzellulären Membranproteintransfer war, und das infektionsinduzierte Zytokinmilieu kaum Einfluss hatte.


Kurzfassung in Englisch

In the first part of this work he importance of direct type I interferon signals on antigen-specific CD8 T cells during T cell activation was investigated. Type I interferons belong together with interleukin 12 (IL-12) to those cytokines which provide a third signal to T cells. Signal 3 is, besides signal 1 (antigen-specific signal) and signal 2 (costimulatory signal), important for the activation of CD8 T cells. In recently published studies, type I interferons were shown to have a direct impact on the survival of CD8 T cells in the context of a LCMV infection. In contrast to a LCMV infection it could be shown in this work that there is no strict dependence of CD8 T cell expansion on direct type I interferon signals in the context of infections with vaccinia virus (VV), vesicular stomatitis virus (VSV) or Listeria monocytogenes. Therefore, a LCMV infection seems to be an exception in context of the relevance of type I interferons as survival signals for CD8 T cells. Experiments showed that this was due to the LCMV-induced dominant-negative cytokine milieu. The LCMV-induced dominant-negative cytokine milieu could not be abrogated by neutralisation of different suppressive cytokines (IL-10, IFNg, TNFa, TGFb). One characteristic of the LCMV-induced cytokine milieu is the high expression of type I interferons during the early phase of a LCMV infection which leads to the suppression of the IL-12 production. Therefore, lacking type I interferon signals cannot be compensated via IL-12 signals in the context of a LCMV infection. It could be shown experimentally that under IL-12 is production during a LCMV infection CD8 T cells are no longer strictly dependant on a survival signal delivered through type I interferons.
In the second part of the work an in vivo system was established for the detection of membrane protein transfer between antigen-presenting cells (APC) and antigen-specific T cells under physiological conditions. For the in vivo detection of membrane protein transfer onto T cells different surface markers were used (biotinylated membrane proteins, MHC or CD45 molecules). It could be shown that T cells which acquired membrane proteins from APC were stronger activated than T cells on which no transferred membrane proteins were detectable. A possible explanation for this finding is that with the established system those T cells within a population can be identified that were in recent contact with APC. Further experiments revealed that antigen-specific memory T cells acquire more membrane protein from APC than naïve antigen-specific T cells. This is due to a higher expression of adhesion molecules on memory T cells than on naïve T cells which results in a stronger contact of memory T cells with APC. Furthermore, the kind and localisation (in the lymphatic tissues) of APC have an impact on the degree of membrane protein transfer onto T cells. With the help of a tumor model (A9 lung carcinoma) and different viral infections (LCMV, VV) the membrane protein transfer from APC onto antigen-specific T cells was shown during natural occurring immune responses in vivo. Additionally, it could be observed that in the context of viral infections the antigen-specific contact between APC and antigen-specific T cells was essential for the intercellular membrane protein transfer and that the infection-induced cytokine milieu had only little influence.


SWD-Schlagwörter: Immunologie
Freie Schlagwörter (deutsch): T-Zellen, Aktivierung , Zytokinsignale , Membranproteinaustausch
Freie Schlagwörter (englisch): T cells , activation , cytokine signals , membrane protein transfer
Institut: Inst. für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene
Fakultät: Fakultät für Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Martin, Stefan (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 03.03.2011
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 03.06.2011
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