TY - THES A1 - Zelinskyy, Gennadiy T1 - Untersuchungen zur Rolle von zytotoxischen Molekülen bei der Immunabwehr gegen Retroviren T1 - The role of cytotoxic molecules in immune response against retroviruses N2 - Zytotoxische T-Zellen (CD8+) spielen eine wichtige Rolle bei retroviralen Infektionen des Menschen, wie HIV und HTLV. Ihre molekulare Wirkweise war bisher aber nicht bekannt. Die Infektion von Mäusen mit dem retroviralen Friend Virus Komplex (FV) wurde daher als Modell verwendet, um die antiviralen Mechanismen gegen Retroviren aufzuklären. Als erstens wurde die Beteiligung von CD8+ T-Zellen bei der Kontrolle der FV Infektion in Depletion-Experimenten gezeigt. In akut FV infizierten Tieren konnten außerdem aktivierte Virus-spezifische CD8+ T-Effektorzellen nachgewiesen werden, welche zytotoxische Moleküle produzierten. Die Infektion von „knockout“ Mäusen ergab, dass die CD8+ T-Zellen hauptsächlich den Exozytoseweg benutzten, um FV-infizierte Zellen zu eliminieren. Die Anwesenheit eines der drei am Exozytoseweg beteiligten zytotoxischen Moleküle Perforin, Granzym A oder Granzym B war in der akuten Phase der Infektion ausreichend, um die Virusreplikation zu kontrollieren. Diese Ergebnisse weisen auf neue molekulare Mechanismen von Granzymen bei der Virusabwehr hin. In Gegensatz zur Abwehr des pathogenen FV Komplex benutzten CD8+ T-Zellen nicht den Exozytoseweg zur Abwehr von apathogenen Retroviren. Eine Infektion von Mäusen mit dem nicht-pathogenen F-MuLV induzierte keine Produktion von zytotoxischen Molekülen in CD8+ T-Zellen. Die Infektion von „knockout“ Mäusen zeigte, dass F-MuLV von CD8+ T-Zellen über den Fas/FasL Weg kontrolliert wurde. Das pathogene Potential von Retroviren scheint also einen Einfluß auf den jeweils verwendeten Abwehrmechanismus von zytotoxischen T-Zellen zu haben. Trotz der wichtigen Funktion von CD8+ T-Zellen bei der Kontrolle der akuten FV Infektion, spielten diese Zellen bei der persistierenden Infektion keine Rolle mehr. Die Untersuchungen von aktivierten CD8+ T-Zellen aus persistierend infizierten Mäusen zeigte, dass die Zellen agranulär waren und keine zytotoxischen Moleküle produzierten. Folglich hatten sie auch keine zytotoxische Aktivität in vitro. Der Exozytoseweg von Virus-spezifischen CD8+ T-Zellen war also in der persistierenden FV Infektion gestört. So entwickelten viele persistierend infizierte Tiere nach einer Reinfektion eine Splenomegalie, was zusätzlich beweist, dass die Funktion von Virus-spezifischen T-Zellen auch in vivo gestört war. Mäuse, die chronisch mit FV infiziert waren, wiesen also einen kompletten Funktionsverlust von CD8+ T-Zellen auf, der offensichtlich eine wichtige Voraussetzung für die Persistenz des Virus darstellt. Da die CD8+ T-Zellen nicht mehr funktionell waren, mussten vermutlich CD4+ T-Zellen über den Fas/FasL-Weg die Kontrolle über die chronische Infektion übernehmen. Das Verständnis der molekularen Mechanismen der CD8+ T-Zell Abwehr gegen Retroviren ermöglicht es neue Strategien der Immuntherapie gegen retroviralen Infektionen zu entwickeln. N2 - Cytotoxic T-cells play an important role in the control of retroviral infections such as HIV and HTLV; however the molecular mechanisms used by these cells is not known. We used the infection of mice with the retroviral Friend Virus complex as model to investigate the antiviral mechanisms of CD8+ T-cells. The participation of CD8+ T-cells in the control FV infection was shown in depletion experiments. Activated virus-specific CD8+ T-cells were found in acutely FV infected animals and these cells produced cytotoxic molecules. The infection of knockout mice indicated that CD8+ T-cells eliminated infected cells via the exocytosis pathway. The presence of one of these three molecules involved in the exocytosis pathway (perforin, granzyme A or granzyme B) was sufficient to control virus-replication. These results suggest new molecular mechanisms of granzyme in the defence against retroviral infection. In contrast to the control of pathogenic FV complex, CD8+ T-cells do not need the exocytosis pathway to respond to non-pathogenic retroviruses. The infection of mice with non-pathogenic F-MuLV did not induce the production of cytotoxic molecules in CD8+ T-cells and knockout mice with defects in perforin, granzyme A and granzyme B were not susceptible to F-MuLV infection. In contrast, knockout mice with defect in the Fas/FasL pathway were unable to control virus-replication. These data indicate that CD8+ T-cells used the Fas/FasL pathway to control non-pathogenic retroviruses whereas the exocytosis pathway was crucial to keep pathogenic retroviruses in check. The establishment of chronic Friend virus infections is enabled by the induction of CD4+ regulatory T cells that impair CD8+ T-cell functions and allow the virus to escape (Dittmer et al., 2004). The current study characterizes this CD8+ T-cell dysfunction by analyzing the production and release of cytolytic molecules by virus-specific CD8+ T-cells. During acute infection, FV-specific CD8+ T cells produced the cytotoxic molecules perforin and granzyme B, and actively degranulated cytotxic granules. In contrast, CD8+ T cells of the same specificity from chronically infected mice neither produced any of these cytotoxic molecules nor showed evidence of degranulation. The defect in cytotoxine production in T cells from persistently infected mice did not occur at the level of transcription as both CD8+ T-cells from acutely and persistently infected animals had equal levels of mRNA for perforin and granzyme. CD8+ T-cells from persistently infected mice were unable to induce apoptosis in target cells. These results demonstrate a broad impairment of cytolytic CD8+ T-cell effector functions associated with chronic retroviral infection. KW - Friend-Leukämievirus KW - Antigen CD8 KW - Friend Virus KW - CD8+ T-Zellen KW - Perforin KW - Granzym A KW - Granzym B KW - Friend Virus KW - CD8+ T-cells KW - perforin KW - granzyme A KW - granzyme B Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-13874 ER - TY - THES A1 - Kleen, Thomas Oliver T1 - Dissociated expression of granzyme B and IFN-gamma by T lymphocytes in HIV-1 infected individuals and its implications for Tc1 effector diversity T1 - Seperate Expression von Ganyme B und IFN-gamma durch T-Zellen in HIV Infizierten und die Implikationen für Tc1 Effektor Diversität N2 - A CD8+ cell-mediated host defense relies on cognate killing of infected target cells and on local inflammation induced by the secretion of IFN-g. Using assays of single cell resolution, it was studied to what extent these two effector function of CD8+ cells are linked. Granzyme B (GzB) is stored in cytolytic granules of CD8+ cells and its secretion is induced by antigen recognition of these cells. Following entry into the cytosol GzB induces apoptosis in the target cells. It was measured whether GzB release by individual CD8+ cells is accompanied by the secretion of IFN-gƒnƒnand of other cytokines. HIV peptide libraries were tested on bulk peripheral blood mononuclear cells and on purified CD4+ and CD8+ cells obtained from HIV infected individuals. The library included a panel of previously defined HLA class I restricted HIV peptides and an overlapping 20-mer peptide-series that covered the entire gp120 molecule. To characterize the in vivo differentiation state of the T-cells, freshly isolated lymphocytes were tested in assays of 24h duration. The data showed that only ~20% of the peptides triggered the release of both GzB and IFN-g from CD8+ cells. The majority of the HIV peptides induced either GzB or IFN-g, ~40% in each category. The GzB positive, IFN-g negative CD8+ cells did not produce IL-4 or IL-5, which suggests that they do not correspond to Tc2 cells but represent a novel Tc1 subclass, which was termed Tc1c. Also the IFN-g positive, GzB negative CD8+ cell subpopulation represents a yet undefined CD8+ effector cell lineage that was termed Tc1b. Tc1b and Tc1c cells are likely to make different, possibly antagonistic contributions to the control of HIV infection. Since IFN-g activates HIV replication in latently infected macrophages, the secretion of this cytokine by Tc1b cells in the absence of killing may have adverse effects on the host defense. In contrast, cytolysis by Tc1c cells in the absence of IFN-g production might represent the protective class of response. Further studies in the field of Tc1 effector cell diversity should lead to valuable insights for management of infections and developing rationales for vaccine design. N2 - Im Verlauf von Infektionskrankheiten basiert die Verteidigung durch CD8+-Zellen auf der direkten Tötung von infizierten Zellen über die Perforin/Granzyme-Kaskade und auf der Entzündungsbildung verursacht durch die Sekretion von Interferon-Gamma (IFN-g). In der vorliegenden Arbeit wurde die Granzyme B (GzB) Sezernierung als direkter Nachweis für das Abtöten von Zellen und parallel die Produktion von IFN-g durch HIV peptid-spezifische T-Zellen in chronisch HIV-infizierten Patienten gemessen. Eine Auswahl von in vorhergehenden Arbeiten definierten HLA-Klasse-I spezifischen HIV-Peptiden und eine HIV-Peptide-Bibiliotek, bestehend aus sich überlappenden 20-mer Peptiden, die das gesamte Gp120 Molekül von HIV-1 darstellten, wurden benutzt, um T-Lymphozyten aus frisch von HIV-infizierten Patienten gewonnenen mononukleären Zellen aufgereinigte CD8+-Zellen zu stimulieren. ELISPOT-Assays wurden benutzt, um die Sekretion von GzB und IFN-g mit einer Auflösung auf der Ebene der Einzelzelle zu messen. Nur ~20% der Peptide lösten die Freisetzung von sowohl GzB als auch IFN-g von CD8+ Zellen aus. Die Mehrheit der Peptide induzierte entweder GzB oder IFN-g, je ~40% in der jeweiligen Kategorie. Granzyme B-positive Zellen produzierten in parallel gemessen kein IL-4 oder IL-5. Da sie aus diesem Grunde keine Tc2 Zellen darstellen, wurden sie als neue Untergruppe Tc1c definiert. Diese GzB+/IFN-g- CD8+ Zellen vermutlich eine durch Apoptose induziertes Absterben von infizierten Zellen auslösen, ohne gleichzeitig eine Entzündungsreaktion zu verursachen. Die GzB-/IFN-g+ CD8+-Zellen stellen ebenfalls eine neue bisher unbeschriebene Zelluntergruppe dar und wurden als Tc1b Zellen bezeichnet. Diese könnten Entzündungsreaktion verursachen, ohne gleichzeitig direkt das Abstreben von Zellen zu induzieren und im Verlauf der HIV Infektion eine antagonistische Rolle zu den Tc1c Zellen einnehmen. Diese Tc1-CD8+ Effektorzell-diversität könnte die Implementierung und Feineinstellung von fundamental verschieden Verteidigungsstrategien gegen HIV und andere Infektionskrankheiten ermöglichen. Die hier vorgelegten Studien liefern eindeutige Indizien dafür, dass es in HIV-Infizierten eine signifikante Population von GzB sezernierenden CD8+-Zellen gibt, die weder IFN-g noch IL-4 oder IL-5 produzieren und daher in der Lage sind, mit Hilfe der Perforin/Granzyme-Kaskade zu töten, ohne dabei klassische Tc1 oder Tc2-Zellen darzustellen. Die höhere Sensitivität des GzB ELISPOT-Assays Zytotoxizität im Vergleich zum Chromium-Release-Assay zu messen, bietet eine hilfreiche Methode zum besseren Verständnis CD8+-Zell vermittelter Immunität. Die Ergebnisse führen zu der Schlussfolgerung, dass es im Menschen die von uns erstmals beschriebenen GzB+/IFN-g- und GzB-/IFN-g+ Untergruppen von CD8+-Zellen gibt. Aufgrund der verschiedenen Effektorfunktionen die diese vermutlich ausüben, erscheint es wichtig ihre jeweiligen Anteile im Kampf gegen HIV und andere Infektionskrankheiten zu ermitteln. Bei der Beurteilung von Immunantworten, ausgelöst durch experimentelle HIV-Impfstoffe, dürfte es sich als ausgesprochen wichtig erweisen, diese GzB produzierenden CD8+-Zellen neben den konventionell gemessenen IFN-g sezernierden CD8+-Zellen zu berücksichtigen. Diese Vorgehensweise sollte wertvolle Einblicke gewähren, in wie weit der jeweilige Phänotyp von Effektorzellen den höheren oder effektiveren Schutz gewährt und daher wertvolle Hilfe beim Management von Infektionen und im Bereich des Impfstoffdesign liefern. KW - Antigen CD8 KW - Flymphozyt KW - HIV-Infektion KW - granzyme B KW - Interferon gamma KW - HIV KW - AIDS KW - Cytotoxizität KW - Granzyme B KW - Interferon gamma KW - HIV KW - AIDS KW - Cytotoxicity Y1 - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-8460 ER - TY - JOUR A1 - Ip, Chi Wang A1 - Kroner, Antje A1 - Groh, Janos A1 - Huber, Marianne A1 - Klein, Dennis A1 - Spahn, Irene A1 - Diem, Ricarda A1 - Williams, Sarah K. A1 - Nave, Klaus-Armin A1 - Edgar, Julia M. A1 - Martini, Rudolf T1 - Neuroinflammation by Cytotoxic T-Lymphocytes Impairs Retrograde Axonal Transport in an Oligodendrocyte Mutant Mouse JF - PLoS One N2 - Mice overexpressing proteolipid protein (PLP) develop a leukodystrophy-like disease involving cytotoxic, CD8+ T-lymphocytes. Here we show that these cytotoxic T-lymphocytes perturb retrograde axonal transport. Using fluorogold stereotactically injected into the colliculus superior, we found that PLP overexpression in oligodendrocytes led to significantly reduced retrograde axonal transport in retina ganglion cell axons. We also observed an accumulation of mitochondria in the juxtaparanodal axonal swellings, indicative for a disturbed axonal transport. PLP overexpression in the absence of T-lymphocytes rescued retrograde axonal transport defects and abolished axonal swellings. Bone marrow transfer from wildtype mice, but not from perforin- or granzyme B-deficient mutants, into lymphocyte-deficient PLP mutant mice led again to impaired axonal transport and the formation of axonal swellings, which are predominantly located at the juxtaparanodal region. This demonstrates that the adaptive immune system, including cytotoxic T-lymphocytes which release perforin and granzyme B, are necessary to perturb axonal integrity in the PLP-transgenic disease model. Based on our observations, so far not attended molecular and cellular players belonging to the immune system should be considered to understand pathogenesis in inherited myelin disorders with progressive axonal damage. KW - myelin KW - experimental autoimmune encephalomyelitis KW - degeneration KW - axonopathic changes KW - neural apoptosis KW - nervous system KW - motor function KW - proteolipid protein gene KW - retinal ganglion cells KW - granzyme B KW - multiple sclerosis Y1 - 2012 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-134982 VL - 7 IS - 8 ER -