@phdthesis{Wiese2022,
  author    = {Wiese, Teresa},
  title     = {Pharmacological targeting of acid sphingomyelinase increases CD4\(^+\) Foxp3\(^+\) regulatory T cell subsets in patients with major depression},
  doi       = {10.25972/OPUS-23347},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-233471},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Lack of acid sphingomyelinase (ASM) activity, either through genetic deficiency or through pharmacological inhibition, is linked with increased activity and frequency of Foxp3+ regulatory T cells (Treg) among cluster of differentiation (CD) 4+ T cells in mice in vivo and in vitro1. Thus, pharmacological blockade of ASM activity, which catalyzes the cleavage of sphingomyelin to ceramide and phosphocholine, might be used as a new therapeutic mechanism to correct numeric and/ or functional Treg de-ficiencies in diseases like multiple sclerosis or major depression. In the present study, the effect of pharmacological inhibition of ASM in humans, in vitro and in vivo, was analyzed. In the in vitro experiments, peripheral blood mono-nuclear cells (PBMC) of healthy human blood donors were treated with two widely prescribed antidepressants with high (sertraline, Ser) or low (citalopram, Cit) capaci-ty to inhibit ASM activity. Similar to the findings in mice an increase in the frequency of Treg among human CD4+ T cells upon inhibition of ASM activity was observed. For the analysis in vivo, a prospective study of the composition of the CD4+ T cell com-partment of patients treated for major depression was done. The data show that pharmacological inhibition of ASM activity was superior to antidepressants with little or no ASM-inhibitory activity in increasing CD45RA- CD25high effector Treg (efTreg) frequencies among CD4+ T cells to normal levels. Independently of ASM inhibition, correlating the data with the clinical response, i.e. improvement of the Hamilton rat-ing scale for depression (HAMD) by at least 50 per cent (\%) after four weeks of treatment, it was found that an increase in efTreg frequencies among CD4+ cells dur-ing the first week of treatment identified patients with a clinical response. Regarding the underlying mechanism, it could be found that the positive effect of ASM inhibition on Treg required CD28 co-stimulation suggesting that enhanced CD28 co-stimulation was the driver of the observed increase in the frequency of Treg among human CD4+ T cells. Inhibition of ASM activity was further associated with changes in the expression and shuttling of CTLA-4, a key inhibitory molecule ex-pressed by Treg, between cellular compartments but the suppressive activity of CTLA-4 through its transendocytosis activity was unaffected by the inhibition of ASM activity. In summary, the frequency of (effector) Treg among CD4+ T cells in mice and in hu-mans is increased after inhibition of ASM activity suggesting that ASM blockade might beneficially modulate autoimmune diseases and depression-promoting in-flammation.},
  subject      = {Treg},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Dennstaedt2020,
  author    = {Dennst{\"a}dt, Fabio Stefan},
  title     = {Modulation CD4+ humaner Treg- und Tconv-Zellen durch Inhibition der sauren Sphingomyelinase in vitro},
  doi       = {10.25972/OPUS-20542},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-205420},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2020},
  abstract  = {Die saure Sphingomyelinase (ASM) stellt durch die Umwandlung von Sphingomyelin in Ceramid und Phosphorylcholin ein zentrales, fein reguliertes Enzym im Sphingolipidmetabolismus dar. Dadurch nimmt es Einfluss auf verschiedene zellul{\"a}re Mechanismen wie Signalvermittlung, Endo- und Exozytose und Zellaktivierung. Dementsprechend weitreichend ist auch die Bedeutung der ASM bei verschiedenen Krankheiten wie Arteriosklerose, Depression oder Neoplasien. Auch auf das Immunsystem, insbesondere auf die Signalvermittlung durch T-Zellen innerhalb des adaptiven Immunsystems, nimmt die saure Sphingomyelinase Einfluss. Aufbauend auf fr{\"u}heren Forschungsarbeiten zur pharmakologischen und genetischen Hemmung der ASM im Mausmodell untersuchten wir, welche Auswirkungen die Hemmung dieses Enzyms in humanen Zellkulturen auf die Population regulatorischer und konventioneller T-Zellen haben. Hierzu verwendeten wir die beiden selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmer Sertralin und Citalopram; zwei antidepressiv wirksame Medikamente, die durch eine Verdr{\"a}ngung der ASM von der lysosomalen Membran eine hemmende Wirkung aus{\"u}ben. Wir konnten zeigen, dass diese beiden Substanzen sowohl in Maus-T-Zellen, als auch in humanen T-Zellen, in der Lage sind, die Aktivit{\"a}t der sauren Sphingomyelinase zu inhibieren. Durch Kultivierung von Immunzellen der Maus zusammen mit den Inhibitoren konnte dar{\"u}ber hinaus eine Erh{\"o}hung der Treg-Zellfrequenz erreicht werden. Verschiedene Zellkulturexperimente mit humanen PBMCs zeigten weiterhin, dass unter gewissen Umst{\"a}nden so auch eine Vermehrung regulatorischer T-Zellen im Menschen m{\"o}glich ist, und dass dies mutmaßlich durch Einbindung der ASM im CD3/CD28-Signalweg bedingt ist. In mit AntiCD3-Antik{\"o}rper stimulierten experimentellen Ans{\"a}tzen kam es jedoch nur bei einzelnen Individuen, die als Responder identifiziert werden konnten, zu einer Treg-Zellvermehrung. Umgekehrt kam es durch externe Zugabe von C6-Ceramid zu einer Verringerung des Anteils an regulatorischen T-Zellen. Des Weiteren wurden verschiedene Ver{\"a}nderungen im Expressionsverhalten von Treg- und Tconv-Zellen bez{\"u}glich CD25, CD69 und CTLA-4 in Anwesenheit der ASMInhibitoren beobachtet. Weiterhin best{\"a}tigte sich, dass die pharmakologische Hemmung der sauren Sphingomyelinase auch Auswirkungen auf die Effektorfunktion von T-Zellen hat. W{\"a}hrend die Proliferation der Zellen weitgehend unbeeintr{\"a}chtigt blieb, kam es zu einer verringerten Sekretion der Zytokine IFN-gamma, TNF, IL-5 und IL-10. In ihrer Gesamtheit sprechen diese Ergebnisse daf{\"u}r, dass Inhibitoren der sauren Sphingomyelinase beg{\"u}nstigend auf Krankheitsgeschehen mit {\"u}berschießender oder dysregulierter Aktivit{\"a}t des Immunsystems einwirken k{\"o}nnten. Immunmodulatorischen Wirkungen durch Inhibition der ASM erkl{\"a}ren m{\"o}glicherweise auch Einfl{\"u}sse auf das Immunsystem, die f{\"u}r verschiedene Antidepressiva beschrieben wurden. Insgesamt ist die Bedeutung der sauren Sphingomyelinase innerhalb der Regulation des adaptiven Immunsystems jedoch noch ein weitgehend ungekl{\"a}rtes Thema mit vielen offenen Fragen. Daher ist auch in Zukunft weitere klinische und experimentelle Forschung erforderlich, um zu kl{\"a}ren, welchen Einfluss dieses Enzyms auf Immunzellen hat und wie sich dieser auch klinisch anwenden l{\"a}sst.},
  subject      = {T-Lymphozyt},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Hollmann2017,
  author    = {Hollmann, Claudia Beate},
  title     = {Einfluss der sauren Sphingomyelinase auf anti-virale T-Zellantworten im Masernvirus-Infektionsmodell},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-153807},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Die saure Sphingomyelinase (Asm), ein Enzym des Sphingolipidmetabolismus, spaltet Sphingomyelin zu Ceramid und Phosopocholin. Aktiviert wird die Asm unter anderem durch Stimulation des CD28 Rezeptors. CD28 Signale werden auch f{\"u}r die Aktivierung von konventionellen T-Zellen (Tconv) und f{\"u}r die Kostimulation ben{\"o}tigt und sind essentiell f{\"u}r die Differenzierung von regulatorischen T-Zellen (Treg) im Thymus und deren Erhalt in der Peripherie. Wir konnten zeigen, dass sich Tconv und Treg Zellen hinsichtlich der Asm unterscheiden. Treg haben eine h{\"o}here "basale" Asm Aktivit{\"a}t, widergespiegelt im h{\"o}heren Ceramidgehalt und haben eine niedrigere Lipidordnung als Tconv Zellen. Die Abwesenheit der Asm in defizienten M{\"a}usen bewirkt einen relativen Anstieg der Treg-Frequenz innerhalb der CD4+ T-Zellen. Außerdem f{\"u}hrt die Asm-Defizienz in Treg Zellen zu einer erh{\"o}hten Umsatzrate des immunsupprimierenden Molek{\"u}ls CTLA-4 und zu einer verst{\"a}rkten Suppressivit{\"a}t von Treg Zellen aus Asm-/- M{\"a}usen gegen{\"u}ber Wildtyp Zellen. Ein Anstieg in der Treg-Frequenz, {\"a}quivalent zur genetischen Defizienz, kann auch durch Inhibition der Asm, d. h. durch Wirkstoffe wie Amitriptylin und Desipramin erreicht werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Inhibitorbehandlung die absolute Anzahl der Tconv Zellen selektiv verringert, da Treg Zellen gegen{\"u}ber dem Asm Inhibitor-induzierten Zelltod resistenter sind. Mechanistisch erkl{\"a}rbar sind die Unterschiede gegen{\"u}ber den proapoptotischen Inhibitoreffekten zwischen Tconv und Treg Zellen dadurch, dass Treg Zellen durch die Anwesenheit von IL-2 gesch{\"u}tzt sind. In Abwesenheit von IL-2 sterben die Treg Zellen ebenfalls. Die gezielte Ver{\"a}nderung des Verh{\"a}ltnisses von Treg zu Tconv durch den Einsatz von Asm-inhibitorischen Medikamenten kann hilfreich bei der therapeutischen Behandlung von inflammatorischen- und Autoimmunerkrankungen sein. Inwiefern die Asm f{\"u}r die Funktion von T-Zellen in der anti-viralen Immunantwort entscheidend ist, wurde im Masernvirus-Infektionsmodell n{\"a}her untersucht. In Asm-/- M{\"a}usen und Amitriptylin-behandelten M{\"a}usen konnte gezeigt werden, dass in Abwesenheit der Asm die Kontrolle der Masernvirusinfektion verschlechtert ist. Treg sind auch hier von entscheidender Bedeutung, da die Asm-abh{\"a}ngige, verst{\"a}rkte Masernvirusinfektion bei Fehlen der Asm nur in Gegenwart von Treg auftritt. In der akuten Phase gibt es in Asm-/- M{\"a}usen weniger masernvirusspezifische T-Zellen und dadurch eine verringerte Beseitigung der Viruslast. In der chronischen Phase ist die Anzahl masernvirusspezifischer T-Zellen zwischen WT und Asm-/- M{\"a}usen vergleichbar. In Letzteren ist allerdings die Anzahl und Frequenz von T-Zellen im Gehirn infizierter M{\"a}use noch deutlich erh{\"o}ht, was die verst{\"a}rkte Maserninfektion widerspiegelt. Zusammenfassend zeigt sich, dass die Asm die Funktion von Treg moduliert und einen Einfluss auf das Verh{\"a}ltnis von Tconv und Treg zueinander hat. Im Masernvirus-Infektionsmodell kann die Ver{\"a}nderung des Tconv zu Treg Verh{\"a}ltnisses in Abwesenheit der Asm urs{\"a}chlich f{\"u}r die verringerte Viruskontrolle sein. Die Asm Inhibitor-induzierte Treg-Aktivierung und die Beeinflussung des Treg zu Tconv Verh{\"a}ltnisses k{\"o}nnen wiederum f{\"u}r therapeutische Zwecke genutzt werden, wie beispielsweise bei Multipler Sklerose und Rheumatoider Arthritis.},
  subject      = {saure Sphingomyelinase},
  language  = {de}
}