TY  - THES
A1  - Benkert, Thomas
T1  - Mechanismen der Immunmodulation durch Natalizumab
T1  - Mechanisms of immunomodulation by Natalizumab
N2  - Natalizumab ist ein monoklonaler gegen alpha 4-Integrine (CD49d) gerichteter Antikörper, der zur Therapie der schubförmigen Multiplen Sklerose zugelassen ist. Sein Hauptwirkmechanismus beruht auf einer Blockade von VLA-4 (CD49d/CD29) auf Leukozyten, deren Extravasation an der Blut-Hirn-Schranke hierdurch gehemmt wird. Gemäß seiner Konzeption sollte Natalizumab neben seiner blockierenden Eigenschaft keinen weiteren Einfluss auf seine Zielzellen ausüben. Der hohen therapeutischen Effektivität stehen jedoch Begleiterscheinungen gegenüber, die auf direkte oder indirekte immunmodulatorische Kapazitäten von Natalizumab hindeuten. In verschiedenen Studien konnten VLA-4, sowohl durch Antikörper- als auch durch Liganden-vermittelte Aktivierung, Eigenschaften als kostimulatorisches Molekül humaner T-Zellen zugewiesen werden. Ob der Antikörper Natalizumab auf VLA-4 rein blockierend wirkt oder ob er (ko-)stimulatorische Signale in T-Zellen induziert, ist bis heute unbekannt. Vor diesem Hintergrund wurden RNA-Expressionsanalysen von humanen CD4+ T Zellen mittels Microarrays durchgeführt. Tatsächlich konnte eine erhöhte Expression der Gene IL2 und IFNG sowie der Th17-Effektorzytokine IL17A, IL17F und IL21 durch Anwesenheit von Natalizumab festgestellt werden. Ebenfalls wurde eine gesteigerte Genexpression der Transkriptionsfaktoren FOXP3, TBX21 und RORC beobachtet. Die erhöhte Genexpression von IL2, FOXP3, TBX21 und RORC wurde mittels qRT-PCR validiert. Aufgrund dieser Ergebnisse wurden verschiedene Effektorzytokine durchflusszytometrisch untersucht. Hierbei zeigten neben IL2 die Interleukine IL17 und IFNγ eine erhöhte Syntheserate unter dem Einfluss des therapeutischen Antikörpers. Die Allgemeingültigkeit des kostimulatorischen Effekts wurde anhand der Fähigkeit von Natalizumab verschiedene T-Zellstimuli zu verstärken verdeutlicht. Die Ergebnisse belegen eine direkte Korrelation zwischen der Anwesenheit von Natalizumab und der Ausbildung proinflammatorischer IL2+, IL17+ und IFNγ+CD4+ T-Zellen in vitro und deuten u.a. auf eine verstärkte Polarisierung naïver CD4+ T-Zellen in Richtung Th1- und Th17-Zellen hin. Übereinstimmend mit direkten immunmodulatorischen Eigenschaften über Bindung und Aktivierung von VLA-4 resultierte die Anwesenheit von Natalizumab nicht nur bei Jurkat-Zellen sondern auch in primären humanen CD4+ T-Zellen in einer erhöhten ERK-Phosphorylierung. Weiterhin konnte ein direkter Zusammenhang zwischen der Gabe des Therapeutikums und der CD49d-Reduktion auf humanen CD4+ Effektorzellen bzw. CD4+ Gedächtnis-T-Zellen in vitro hergestellt werden. Dieses Resultat erhärtet den Verdacht, dass es sich bei dem Verlust an VLA-4 auf verschiedenen Leukozytenpopulationen, der bereits in mehreren Studien in vivo beobachtet werden konnte, um eine direkte Auswirkung von Natalizumab handelt. Die in vitro an isolierten T-Zellen von gesunden Spendern gewonnenen Resultate konnten anhand von Zellen aus MS-Patienten reproduziert werden. Bereits 24h nach Natalizumab-Erstgabe wurde sowohl eine deutliche Reduktion an CD49d als auch eine erhöhte IL2-, IL17-, IFNγ- und IL12/IL23p40-Sekretion nachgewiesen. Das unterstreicht die klinische Relevanz dieser Ergebnisse und lässt vermuten, dass Natalizumab neben der Hemmung der Leukozyten-Transmigration ins ZNS Signal-gebende Eigenschaften besitzt, die zu ungewünschten Nebenwirkungen führen können.
N2  - Natalizumab, a monoclonal antibody directed against alpha 4-integrins (CD49d), has been approved for the treatment of relapsing remitting multiple sclerosis. Its main mechanism of action is the blockade of VLA-4 (CD49d/CD29) on leukocytes, thereby inhibiting their extravasations through the blood brain barrier. According to its conception natalizumab should specifically block VLA-4 functions on target cells. Nevertheless, the high immunotherapeutic potency of natalizumab is accompanied by side effects attributed to direct or indirect immunomodulatory capacities. By the use of antibody- or ligand-induced activation, VLA-4 was identified as a costimulatory molecule for human T cells. However, whether the antibody natalizumab provides (co)-stimulatory signals to T cells has up to now remained unknown. To address this, mRNA expression of human CD4+ T cells was analyzed by genome-wide expression profiling. Natalizumab was found to increase gene expression of IL2 and IFNG as well as the Th17 effector cytokines IL17A, IL17F and IL21. Furthermore, transcription factors FOXP3, TBX21 and RORC were also upregulated. The increased gene expression levels of IL2, FOXP3, TBX21 and RORC were also verified by qRT-PCR. In this line, fow cytometry revealed an increased synthesis rate of IL2, IL17 and IFNγ under the influence of this therapeutic antibody. The generality of the costimulatory attribute of natalizumab was proved by its ability to amplify different T cell stimuli. A direct correlation between the presence of natalizumab and the development of proinflammatory IL2+, IL17+ and IFNγ+ CD4+ T cells in vitro turned out to be very likely. Therefore, natalizumab might enhance polarisation of naïve CD4+ T cells towards Th1 and Th17 cells. In line with known direct immunomodulatory capacities of VLA-4, treatment with natalizumab causes increased ERK phosphorylation not only in Jurkat cells, but also in primary human CD4+ T cells. Moreover, the immunotherapeutic antibody was directly responsible for decreased CD49d on human CD4+ effector and memory T cells in vitro. This observation reinforces suspicion initially raised by different in vivo studies that the loss of VLA-4 on different leukocyte subpopulations is a direct consequence of natalizumab treatment. The data obtained from PBMCs of MS patients were comparable to that of T cells of healthy donors. Notably, the significant reduction of CD49d and an increased secretion of IL2, IL17, IFNγ and IL12/IL23p40 in MS patients 24 hours after the very first application of natalizumab underline, the clinical relevance of these correlations. These results suggest that natalizumab action is not exclusively inhibitory by preventing leukocyte transmigration into the CNS, but additionally triggering pro-inflammatory immune reactions. This might be responsible for the severe side effects in Natalizumab-treated patients.
KW  - Multiple Sklerose
KW  - Immunmodulation
KW  - Immuntherapie
KW  - multiple Sclerosis immunomodulation Natalizumab
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65662
ER  - 
TY  - THES
A1  - Merklein, Anne Cathrin
T1  - Immunbiologie der Transplantatabstoßung : Untersuchungen zum immunmodulatorischen Effekt Transplantat-relevanter Antigene
T1  - Immunobiology of graft rejection : Investigations on the immuno-modulatory effect of graft specific antigens
N2  - T-Lymphozyten des Empfängers können über den direkten oder indirekten Weg der Allo-Antigenerkennung Spender-MHC-Moleküle (Allo-Antigene) erkennen. Hieraufhin werden diese aktiviert und können anschließend eine Transplantatabstoßung auslösen. In der Klinik wird die Transplantatabstoßung durch den Einsatz von Immunsuppressiva verhindert. Ein großer Nachteil ist, dass sich die Immunsuppression auf sämtliche T-Lymphozyten gleichsam auswirkt - unabhängig von ihrer Spezifität. Somit sind nicht nur T-Lymphozyten betroffen, die Allo-Antigene erkennen, sondern auch solche, die für die Abwehr von Infektionen notwendig sind bzw. die Entstehung von Malignomen verhindern. Dies korreliert mit klinischen Beobachtungen, wonach organtransplantierte Patienten ein höheres Risiko aufweisen, an schweren Infektionen oder Neoplasien zu erkranken. Wünschenswert wäre somit eine selektive Suppression ausschließlich der an der Abstoßung beteiligten T-Lymphozyten. In dieser Arbeit wurde die biologische Funktion von zwei synthetischen Allopeptid-Antigenen, RT1.B2 und RT1.D2, untersucht. Die Peptide, die mit bestimmten Sequenzen von MHC-Klasse II-Molekülen des Spenders identisch sind, aktivieren über den indirekten Weg der Allo-Antigenerkennung alloreaktive T-Lymphozyten des Empfängers. RT1.D2 erwies sich dabei als das immunogenere Peptid. Wurden die Empfänger vor Transplantation mit diesen Peptiden immunisiert, so verkürzte sich die Transplantatfunktionszeit um 2 Tage. Nicht-immunisierte Empfängertiere wiesen eine Transplantatfunktionszeit von 5,3 +/- 0,5 Tage auf, nach Immunisierung mit RT1.B2 bzw. RT1.D2 verringerte sich die Transplantatfunktionszeit auf 3,5 bzw. 3,3 Tage. Die Verkürzung der Transplantatfunktionszeit durch Immunisierung mit Allopeptiden wurde auch nach einer kurzfristigen Immunsuppression mit CsA beobachtet. Im Gegensatz dazu führte eine Verlängerung der Immunsuppression auf 30 Tage nach Transplantation zu einer Verlängerung der Transplantatfunktionszeit, wenn zuvor mit dem Allopeptid RT1.B2 immunisiert wurde. Das Konzept dieser Arbeit war, die prä- und intraoperative Applikation von Allopeptiden, die nachweislich an der Transplantatabstoßung durch Induktion alloreaktiver T-Lymphozyten beteiligt sind, mit einer niedrig-dosierten Immunsuppression zu kombinieren, die alleine nicht in der Lage ist, die spät-akute Abstoßung des Dünndarmtransplantates zu verhindern, um somit gezielt die alloreaktiven T-Lymphozyten zu eliminieren. Dies gelang nach Applikation des weniger immunogenen Allopeptides RT1.B2 in Kombination mit niedrig dosiertem CsA: Nahezu die Hälfte der so behandelten Tiere wies nach Dünndarmtransplantation eine Transplantatlangzeitfunktion auf. Histologische Untersuchungen der Transplantate zeigten keine bzw. allenfalls leichte Veränderungen im Sinne einer chronischen Transplantatabstoßung. Auf zellulärer Ebene konnten in derartig behandelten Tieren mittels indirektem Proliferationsassay an Tag 40 nach Transplantation keine RT1.B2-reaktiven T-Lymphozyten mehr nachgewiesen werden. Die Ergebnisse der Arbeit deuten darauf hin, dass die Kombination aus Immunisierung mit dem Peptid RT1.B2 und einer niedrig dosierten Immunsuppression zu einer selektiven Immunsuppression führt, bei der die RT1.B2-spezifischen T-Lymphozyten inhibiert bzw. depletiert werden.
N2  - T-lymphocytes of the recipient recognize major histocompatibility complex molecules of the donor (alloantigens) via the direct or the indirect pathway of allorecognition. Consequently, these are being activated and, hence, may initiate graft rejection. In clinical practice rejection is prevented by administration of immunosuppressive drugs. As a major drawback, immunosuppression acts on all kinds of T cells, independently from their specificity. Thus, not only T cells which recognize alloantigens are affected but also those which are mandatory for resistance to infections or prevention of oncogenesis. Such correlates with clinical observations whereas organ transplanted patients show an enhanced risk of severe infections or neoplasms. Therefore, a selective suppression exclusively of those T Cells involved in graft rejection would be desirable. In this study, the biological function of two synthetic allopeptide antigens, RT1.B2 und RT1.D2, has been investigated. These peptides which are identical with certain sequences of MHC class II-molecules of the donor activate alloreactive T-lymphocytes of the recipient via the indirect pathway of allorecognition. In this connection, RT1.D2 proved to be the more potent immunogenic peptide. In case recipients were immunized with these peptides prior to transplantation, the period of transplantat function shortened by 2 days. Non-immunized recipient animals showed a period of transplant function of 5.3 +/- 0.5 days whereas after immunization with RT1.B2 resp. RT1.D2, the period of transplant function cut down to 3.5 resp. 3.3 days. The shortening of the period of transplant function by immunization with allopeptides has been observed also after brief immunosuppression with CsA. In contrast, a prolongation of the period of immunosuppression to 30 days after transplantation resulted in an extension of the period of transplant function in case of prior immunization with the allopeptide RT1.B2. Concept of this study has been to combine with a low dosage immunosuppression (which by itself would not suffice to prevent the late-acute rejection of the small bowel graft) the pre- and intraoperative application of allopeptides, which have demonstrated to be involved in transplant rejection by induction of alloreactive T-lymphocytes, to eliminate specifically these alloreactive T-lymphocytes. That was achieved by application of the less immunogenic allopeptide RT1.B2 in combination with low dosage CsA. Almost half of the animals treated that way have shown long-term transplant function after small bowel transplantation. Histological investigations of the grafts did not show any (respectively – if at all – slight) alterations in terms of chronic transplant rejection. At cellular level, no RT1.B2-reactive T-lymphocytes could be detected any more by means of an indirect proliferation assay at day 40 after transplantation. The results of this study suggest that a combination of both immunization with the peptide RT1.B2 and low-dose immunosuppression results in a selective immunosuppression whereas specifically the RT1.B2-specific T-lymphocytes are inhibited resp. depleted.
KW  - Dünndarmtransplantation
KW  - Alloantigen
KW  - MHC Klasse II
KW  - Immunmodulation
KW  - Immunsuppression
KW  - Small bowel transplantation
KW  - alloantigen
KW  - MHC
KW  - Small bowel transplantation
KW  - alloantigen
KW  - MHC class II
KW  - immunosuppression
KW  - immunomodulation
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-65790
ER  -