TY  - THES
A1  - Holzer, Marie-Therese
T1  - Der Einfluss von Th17-stimulierenden, Interleukin-17 und Interleukin-17-inhibierenden Faktoren auf in vitro Funktion und Phänotyp regulatorischer T-Zellen bei gesunden Probanden und Patienten mit Juveniler Idiopathischer Arthritis
T1  - The influence of Th17-stimulating, interleukin-17 and interleukin-17-inhibiting factors on in vitro function and phenotype of regulatory T cells in healthy controls and patients with juvenile idiopathic arthritis
N2  - In der nicht vollständig geklärten Pathogenese der juvenilen idiopathischen Arthritis (JIA) spielen insbesondere Effektor-T-Zellen und regulatorische T-Zellen (Tregs), sowie das Kontinuum ihrer plastischen Zelltypen eine wichtige Rolle. Im arthritischen Milieu, das auch Interleukin-17 (IL-17) beinhaltet, verschiebt sich das Gleichgewicht dieser Zellen hin zur Inflammation. Ziel dieser Arbeit war es, die T-Zellbalance im peripheren Blut von JIA-Patienten mit gesunden Kontrollen (HC) zu vergleichen, sowie den Einfluss von IL-17, anti-IL-17 und eines Th17-stimulierenden, proinflammatorischen Zytokinmilieus auf Phänotyp und Funktion der Tregs zu untersuchen.
Es erfolgte die durchflusszytometrische Analyse des Lymphozytenpools von 16 JIA- und 10 HC-Probanden. Isolierte CD25+CD127-CD4+ Tregs wurden mit den genannten Stimuli kultiviert und danach durchflusszytometrisch phänotypisch sowie in Co-Kultur mit peripheren mononukleären Zellen (PBMCs) auf ihre Suppressionsfunktion untersucht.
Wir stellten erhöhte Proportionen von Th17-Zellen, Tregs und effector-like Tregs in JIA-Patienten fest. Bei Stimulation mit dem Th17-Cocktail zeigte sich eine verminderte Suppression der Effektor-Zellen durch Tregs bei zeitgleich vermehrter FoxP3-Expression insbesondere in JIA-Tregs. Secukinumab bewirkte eine Anpassung der FoxP3-Expression der Tregs in der Patientengruppe auf etwa das Niveau der gesunden Kontrollen.
Insgesamt bestätigt diese Arbeit eine proinflammatorische Dysbalance bei JIA-Patienten mit Shift zu Th17-like Tregs als möglicherweise pathologischen Phänotyp. Ursache für die verminderte Suppression ist vermutlich eine gesteigerte Resistenz der Effektor-Zellen durch das Inflammationsmilieu. Die vermehrte FoxP3-Expression der JIA-Tregs ist am ehesten durch eine gesteigerte Zellaktivierung zu erklären. Diese erhöhte Sensitivität der Tregs für inflammatorische Stimuli mit vermehrter Aktivierung ist ein möglicher Ansatzpunkt für zukünftige Therapien. Die Adjustierung der FoxP3-Expression unter Secukinumab in der JIA-Gruppe auf Niveau der Kontrollen bildet daher einen denkbaren zusätzlichen therapeutischen Effekt der IL-17A Blockade durch potenzielle intrinsische Stabilisierung des Phänotyps der Tregs bei der JIA ab.
N2  - Background and Objective: As the exact pathophysiology of juvenile idiopathic arthritis (JIA) is yet not fully resolved, an important focus of research lays nowadays in the delicate balance between regulatory T cells (Tregs) and effector T-cells. In an arthritic milieu, involving interleukin-17 (IL-17), plasticity towards proinflammatory cell types is seen. The aim of the study was to analyze the distribution of Tregs and effector T-cells in the peripheral blood of JIA patients and healthy controls (HC). Besides that, the influence of IL-17, of anti-IL-17 and of a Th17-stimulating environment on phenotype and function of Tregs was investigated to determine a possible drift away from or towards an antiinflammatory immune status.
Methods: Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were obtained from blood samples of 16 JIA patients and 10 HC and compared for differences in the lymphocytes’ characteristics. Isolated CD25+CD127-CD4+ Tregs were analyzed with flow cytometry after cultivation with the above-mentioned stimulating agents. Furthermore, suppression assays were performed to assess the Treg-mediated inhibition on proliferation of autologous PBMC proliferation after co-culture.
Results: A shift towards pro-inflammatory T cells with elevated Th17-levels and concomitant increased amount of Tregs and Th17-like Tregs in JIA patients was detected. A diminished suppression of PBMC proliferation by Tregs in the Th17-stimulation environment was determined. This environment also promoted an increased FoxP3-expression on Tregs, especially in JIA. Secukinumab lead to adjustment of FoxP3-expression in JIA-Tregs to levels found in HC.
Conclusion: Our results implicate that the increased proportions of Th17 cells and Th17-like Tregs might play an important part in the pathophysiology of JIA mediating the proinflammatory dysbalance. The mitigated inhibition of PBMC-proliferation in the Th17-environment is most likely the result of an effector cell resistance. The augmented FoxP3-expression in Th17-environment may be due to an increased cell activation, which especially JIA Tregs were prone to. This increased sensitivity of Tregs to inflammation might open new therapeutic approaches. The difference of FoxP3-activation was less pronounced after cultivation with Secukinumab, suggesting an adjustment of Treg activation in JIA to levels found in HC. This could demonstrate an additional benefit in IL-17A-inhibition in JIA possibly via intrinsically stabilizing the Treg phenotype.
KW  - Regulatorischer T-Lymphozyt
KW  - Juvenile chronische Arthritis
KW  - T-Lymphozyt
KW  - Interleukin 17
KW  - Th17-Zelle
KW  - T-Zell-Plastizität
KW  - Interleukin 17-Inhibitor
Y1  - 2023
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-319940
ER  - 
TY  - THES
A1  - Gulde, Tobias Simon
T1  - Die molekulare Grundlage für die höhere Sensitivität regulatorischer CD4\(^+\) T-Zellen im Vergleich zu konventionellen CD4\(^+\) T-Zellen gegenüber der Stimulation mit CD28 Superagonisten
T1  - The molecular basis for the higher sensitivity of regulatory CD4\(^+\) T cells as compared to conventional CD4\(^+\) T cells  to CD28 superagonistic stimulation
N2  - In Ratten und Mäusen aktiviert der superagonistische anti-CD28 monoklonale Antikörper (CD28SA) vorzugsweise regulatorische T-Zellen. In niedriger Dosierung führt CD28SA zu einer fast ausschließlichen Aktivierung von regulatorischen T-Zellen (Tregs). Diese Beobachtung konnte inzwischen auch für menschliche Zellen in Zellkultur bestätigt werden. 
In gesunden und freiwilligen Testpersonen deutet die Zytokin-Antwort nach Applikationen von niedrigen CD28SA-Dosen darauf hin, dass sich diese Beobachtung auch in-vivo bewahrheitet. Eine Gabe von CD28SA in niedriger Dosierung, die zu einer exklusiven Aktivierung von regulatorischen T-Zellen führt, könnte somit in der Behandlung von Autoimmunkrankheiten oder von entzündlichen Erkrankungen eingesetzt werden.
Eine mechanistische Erklärung für dieses Phänomen blieb lange Zeit unklar. Die CD28SA-vermittelte T-Zell-Aktivierung ist abhängig von der Verstärkung von basalen tonischen Signalen, die T-Zellen über ihren T-Zell-Rezeptor erhalten. Diese Tatsache führte zu der Hypothese, dass die schwachen, tonischen Signale, die konventionelle CD4+ T-Zellen in Abwesenheit ihrer spezifischen Antigene über den T-Zell-Rezeptor erhalten, ein stärkeres CD28 Signal für ihre Aktivierung benötigen als die selbstreaktiven regulatorischen T-Zellen, die ein stärkeres Selbstpeptid-TCR Signal erhalten. 
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Blockade von MHC-Klasse-II-Molekülen in Mäusen, in-vitro und in-vivo, den Vorteil der regulatorischen T-Zellen gegenüber den konventionellen T-Zellen bezüglich der Antwort auf niedrige CD28SA Dosierungen, aufhebt.
N2  - In rats and mice, CD28 superagonistic mAb (CD28SA) preferentially activate regulatory T-cells, resulting in near exclusive Treg activation at low CD28SA doses. This observation has recently also been extended to cell culture studies in humans, and the cytokine response of healthy volunteers to low-dose CD28SA application suggests that it also holds true in vivo, and thus can be utilized for the treatment of autoimmune and inflammatory diseases. A mechanistic explanation for this phenomenon, however, remained uncertain for a long time. Given that CD28SA-mediated T-cell activation depends on the amplification of basal tonic TCR signals, the hypothesis was tested that the weak tonic TCR signals received by conventional CD4 T-cells in absence of their cognate antigen require more CD28 signalling input than the stronger TCR signals perceived by self-reactive regulatory T-cells. 
The experiments of this thesis provide strong evidence that in mice, blockade of MHC class II in vitro or in vivo abrogates the advantage of Treg over Tconv in the response to low CD28SA doses.
KW  - Regulatorischer T-Lymphozyt
KW  - Antigen CD28
KW  - Immunologie
KW  - T-Lymphozyt
KW  - regulatorische T Zellen
KW  - CD28 Superagonisten
KW  - konventionelle CD4 T Zellen
KW  - T Zellen
KW  - regulatory t cells
KW  - cd28 superagonists
KW  - CD4 positiv T cells
KW  - t cells
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-283962
ER  - 
TY  - THES
A1  - Menche, Marie
T1  - Einfluss von IL-1β sowie der Inhibierung von IL-1β bzw. seines Rezeptors auf regulatorische T-Helfer-Zellen gesunder Probandinnen, JIA- und RA-Patientinnen
T1  - Influence of IL-1β and inhibition of IL-1β or its receptor on regulatory T helper cells of healthy donors, JIA- and RA-patients
N2  - In dieser Arbeit wurde die Auswirkung von IL-1β sowie der Inhibierung von Il-1β bzw. seines Rezeptors auf die regulatorischen T-Helfer-Zellen (Tregs) gesunder Probandinnen, JIA- und RA-Patientinnen untersucht. Der größte Einfluss von IL-1β zeigte sich bei den untersuchten Zellen der gesunden Probandinnen. Unter IL-1β Stimulation wurde der Treg-spezifische Transkriptionsfaktor FoxP3 signifikant vermindert von den regulatorischen T-Helfer-Zellen, den induzierten regulatorischen T-Helfer Zellen und den Nicht-Tregs der gesunden Probandinnen exprimiert. Ebenfalls zeigte sich ein nicht-signifikanter Trend für eine gesteigerte IL-17 Produktion unter IL-1β Stimulation bei den Tregs der gesunden Probandinnen, der JIA- und der RA-Patientinnen und bei den Nicht-Tregs der gesunden Probandinnen. Dies war bei der IL-1β Inhibierung bzw. der Inhibierung des IL-1 Rezeptors nicht zu beobachten.
N2  - In this work, the influence of IL-1β or the inhibition of IL-1β or its receptor on regulatory T helper cells (Tregs) of healthy donors, JIA- or RA-patients was analysed. The biggest effect of IL-1β was observed in cells of healthy donors. After stimulation with IL-1β, expression of the Treg-specific transcription factor FoxP3 was significantly reduced in regulatory T cells, induced regulatory T cells and non-regulatory T cells of healthy donors. Also, a non-significant trend towards increased IL-17 production was found in Tregs of healthy donors, JIA- and RA-patients after IL-1β stimulation. This was not observed after inhibition of IL-1β or the IL-1β receptor.
KW  - Rheumatoide Arthritis
KW  - Juvenile chronische Arthritis
KW  - Regulatorischer T-Lymphozyt
KW  - Interleukin 1
KW  - IL-1β
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-251375
ER  - 
TY  - THES
A1  - Uehlein, Sabrina
T1  - Expression und Funktion von CD28 im Schwein
T1  - Expression and function of CD28 in pigs
N2  - Trotz zahlreicher Fortschritte im Verständnis der Funktionsweise des kostimulatorischen Rezeptors CD28 in Mensch, Maus, Ratte und Makake ist nach wie vor wenig hierüber in Bezug auf das Tiermodell Schwein bekannt. Die vorliegende Arbeit untersucht die Funktion und Expression von CD28 in Schweine-T-Zellen sowie die Regulierbarkeit der T-Zellaktivierung durch anti-pCD28 mAb. Die Ergebnisse zeigen, dass hierbei vor allem CD4+ und CD8+ T-Zellen differenziert betrachtet werden müssen. Grundsätzlich unterscheiden sich die beiden T-Zellpopulationen in der CD28 mRNA Expression, im Expressionsverhältnis zwischen CD28 mRNA und Protein, sowie im proliferativen Ansprechen auf anti-pCD28mAb. So reagierten CD4+ im Vergleich zu CD8+ T-Zellen auf die kostimulatorische Inkubation mit anti-pCD28 mAb des Klons 3D11 sensibler. In direkt stimulatorischen Ansätzen zeigte sich, dass CD4+ und CD8+ T-Zellen durch unterschiedliche anti-pCD28 mAb differentiell angesprochen werden können.  Eine superagonistische Funktion konnte für CD4+ T-Zell aktivierende anti-pCD28 mAb in den bisherigen Versuchen noch nicht beobachtet werden. Letzteres ist hierbei vor allem für den Transfer von vielversprechenden Therapiestrategien vom Kleintier- zum Großtiermodell auf dem Weg zur Entwicklung neuer Therapieoptionen für Autoimmunerkrankungen, Erkrankungen mit starker proinflammatorischer Aktivität und dem Myokardinfarkt von Bedeutung.
N2  - Even though tremendous progress has been made in clarifying the function of the costimulatory receptor CD28 in human, mouse, rat, and macaques, concerning pigs, an important large animal model, only little is still known about CD28 expression and function. Therefore, our work aimed at investigating the function and expression of CD28 in porcine T cells as well as the applicability of anti-pCD28 mAb as a tool to regulate T cell activation, specifically. Our results indicate that the two major T cell groups, CD4+ and CD8+, have to be considered separately. These cell populations differ in their level of pCD28 mRNA expression, their ratio of CD28 mRNA and protein expression as well as their proliferative responsiveness towards anti-pCD28 mAb. In costimulatory assays, CD4+ compared to CD8+ T cells showed higher sensitivity toward low concentrations of the anti-pCD28 mAb 3D11. Additionally, in direct stimulatory assays, CD4+ and CD8+ T cells can be specifically targeted by different anti-pCD28 mAb. With these assays, a superagonistic anti-pCD28 mAb could not been detected so far. With anti-pCD28 superagonist, promising therapeutic strategies developed in rodents could be tested in pigs as a large animal model, representing the next step on the way towards new therapeutic options for autoim-mune diseases, diseases with strong proinflammatory activity and myocardial infarction.
KW  - Antigen CD28
KW  - Regulatorischer T-Lymphozyt
KW  - Monoklonaler Antikörper
KW  - T-Lymphozyt
KW  - Antigen CD3
KW  - Kostimulation
KW  - CD4 T-Zellen
KW  - CD8 T-Zellen
KW  - Dynabeads
KW  - superagonistische Funktion
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-245512
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dennstädt, Fabio Stefan
T1  - Modulation CD4+ humaner Treg- und Tconv-Zellen durch Inhibition der sauren Sphingomyelinase in vitro
T1  - Modulation of CD4+ human Treg and Tconv cells by inhibition of the acid sphingomyelinase in vitro
N2  - 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 zelluläre 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 früheren 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 Verdrängung der ASM von der lysosomalen Membran eine hemmende Wirkung ausüben. Wir konnten zeigen, dass diese beiden Substanzen sowohl in Maus-T-Zellen, als auch in humanen T-Zellen, in der Lage sind, die Aktivität der sauren Sphingomyelinase zu inhibieren. Durch Kultivierung von Immunzellen der Maus zusammen mit den Inhibitoren konnte darüber hinaus eine Erhöhung der Treg-Zellfrequenz erreicht werden. Verschiedene Zellkulturexperimente mit humanen PBMCs zeigten weiterhin, dass unter gewissen Umständen so auch eine Vermehrung regulatorischer T-Zellen im Menschen möglich ist, und dass dies mutmaßlich durch Einbindung der ASM im CD3/CD28-Signalweg bedingt ist. In mit AntiCD3-Antikörper stimulierten experimentellen Ansätzen 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 Veränderungen im Expressionsverhalten von Treg- und Tconv-Zellen bezüglich CD25, CD69 und CTLA-4 in Anwesenheit der ASMInhibitoren beobachtet. Weiterhin bestätigte sich, dass die pharmakologische Hemmung der sauren Sphingomyelinase auch Auswirkungen auf die Effektorfunktion von T-Zellen hat. Während die Proliferation der Zellen weitgehend unbeeinträchtigt blieb, kam es zu einer verringerten Sekretion der Zytokine IFN-gamma, TNF, IL-5 und IL-10. In ihrer Gesamtheit sprechen diese Ergebnisse dafür, dass Inhibitoren der sauren Sphingomyelinase begünstigend auf Krankheitsgeschehen mit überschießender oder dysregulierter Aktivität des Immunsystems einwirken könnten. Immunmodulatorischen Wirkungen durch Inhibition der ASM erklären möglicherweise auch Einflüsse auf das Immunsystem, die für verschiedene Antidepressiva beschrieben wurden. Insgesamt ist die Bedeutung der sauren Sphingomyelinase innerhalb der Regulation des adaptiven Immunsystems jedoch noch ein weitgehend ungeklärtes Thema mit vielen offenen Fragen. Daher ist auch in Zukunft weitere klinische und experimentelle Forschung erforderlich, um zu klären, welchen Einfluss dieses Enzyms auf Immunzellen hat und wie sich dieser auch klinisch anwenden lässt.
N2  - By catalyzing the transformation of sphingomyeline into ceramide and phosphocholine, the acid sphingomyelinase (ASM) plays a central role in the metabolism of sphingolipids and is tightly regulated. Therefore it takes essential influence upon different cellular mechanisms like signal transduction, endo-/exocytosis and cell activation. Accordingly complex is the importance of the ASM in different diseases like atherosclerosis, depression or neoplastic diseases. The acid sphingomyelinase also greatly influences the signal mediation of T cells within the adaptive immune system. Based on previous research about the pharmacological and genetic inhibition of the ASM in mice we investigated, which impact an inhibition of this enzyme in human cell cultures may have on the populations of regulatory and conventional T cells. Therefore we mostly used the two selective serotonin reuptake inhibitors sertraline and citalopram. These two antidepressive drugs detach the ASM from the lysosomal membrane and thereby inhibit the enzyme. Here we show, that these two substances efficiently inhibit the ASM mice T cells as well as human T cells. Cultivating immune cells of mice together with the inhibitors led to an essential increase in the frequency of regulatory T cells. Various cell culture experiments with human PBMCs showed that under certain circumstances an increase in regulatory T cells is also possible in the human, most likely due to the involvement of the ASM in the CD3/CD28 signal pathway. Experimental approaches using � CD3-antibodies showed an increase in Treg cells in a fraction of the tested individuals. External addition of C6-ceramide led to a decrease in the frequency of regulatory T cells. In addition to that, we were able to observe diverse effects regarding the expression of CD25, CD69 and CTLA-4 in Treg and Tconv cells in the presence of the ASM-inhibitors. We were also able to confirm that the pharmacological inhibition of the acid sphingomyelinase has an impact on the effector functions of T cells. While there was no effect on cell proliferation, we observed a decreased secretion of the cytokines IFN-gamma, TNF, IL-5 and IL-10. Alltogether these results indicate that inhibitors of the acid sphingomyelinase might have positive effects in pathologies of overshooting or dysregulated activity of the immune system. Immunomodulatory effects after inhibition of the ASM might also explain observations of an influence of antidepressants on the immune system that have been described in the literature. Overall the importance of the acid sphingomyelinase within the regulation of the adaptive immune system is a new field of research with many open questions. Therefore further clinical and experimental research is needed to clarify, which impact this enzyme has on immune cells and how this impact might be used therapeutically.
KW  - T-Lymphozyt
KW  - Regulatorischer T-Lymphozyt
KW  - Serotonin-Reuptake-Hemmer
KW  - Sphingolipide
KW  - Sphingomyelinphosphodiesterase
KW  - Saure Sphingomyelinase
KW  - ASM-Inhibition
KW  - Regulatorische T-Zellen
KW  - Serotonin-Wiederaufnahmehemmer
KW  - Sphingolipidstoffwechsel
KW  - Ceramid
KW  - Sphingomyelin
KW  - Sertralin
KW  - Citalopram
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-205420
ER  - 
TY  - THES
A1  - Wellner, Stefan Friedrich
T1  - Oberflächenphänotypisierung und funktionelle Analyse von T Zellen des peripheren Blutes bei Kindern mit Diabetes mellitus Typ 1
T1  - Surface Phenotype and Functional Analysis of Peripheral Blood T Cells in Children with Type 1 Diabetes Mellitus
N2  - Typ 1 Diabetes mellitus (T1DM) ist eine Autoimmunerkrankung, welche durch die progrediente Schä¬digung der βZellen der Pankreas mit dadurch resultierendem absolutem Insulin¬mangel gekennzeichnet ist. Obwohl sich eine Vielzahl an Studien in den ver¬gangenen Jahrzehnten den zellulären Grundlagen dieser Erkrankung ge¬widmet hat, fehlt bis dato ein geeigneter kausaler Therapieansatz, sodass nach wie vor lediglich die eher symptomatisch orientierte Insulin-Substitution im Vor-dergrund steht.
Die hier vorliegende Arbeit beschäftigte sich mit der genauen Charakterisierung von Immunzellen – insbesondere Lymphozyten – aus dem peripheren Blut er¬krankter Kinder mit dem Ziel, Verschiebungen im Phänotyp dieser Zellen aufzudecken, um potenzielle Ansatzpunkte zur weiteren Forschung und Therapiefindung zu finden. Hierfür wurde die Durchflusszytometrie genutzt, um den genauen Phänotyp der Lymphozyten zu untersuchen und Veränderungen im Oberflächenmarker-Expressionsmuster einzelner spezifischer Subpopulati¬onen zuweisen zu können.
In erster Linie wurden hierbei zwei Zellpopulationen identifiziert, welche bei erkrankten Kindern deutlich vermehrt im peripheren Blut vorkommen, als bei gesunden Vergleichspersonen.
Die Erste dieser Populationen sind CCR6-exprimierende CD4+ Zellen. Dies ist interessant, da CCR6 in verschiedenen früheren Studien mit Autoim¬munität in Verbindung gebracht wurde. In der weiteren Analyse zeigte sich, dass eine erhöhte IFNγ-Produktion in der vermutlich selben Zellpopulation vorlag, die auch CCR6 verstärkt exprimierte (Gedächtnis-T-Zellen vom Typ CD4+CD45RO+CCR7+CD28+), während kein Anhalt auf eine geänderte IL 17-Produktion gesehen wer¬den konnte. 
Die zweite in unserer Studie bei T1DM deutlich vermehrte Zellpopulation sind CXCR3-exprimierende CD8+ Zellen. Hierbei handelte es sich in erster Linie um Zellen, welche auch CCR7 exprimierten. 
In der hier vorliegenden Studie wurde die T1DM-Gruppe außerdem aufgeteilt nach der Krankheitsdauer (recent onset T1DM RO und long-standing T1DM LS), um im Krankheitsverlauf entstehende Veränderungen erkennen zu können. Es konnten jedoch insgesamt keine klaren derartigen Veränderungen festgestellt werden, was allerdings möglicherweise auch an einer zu geringen überblickten Zeitspanne liegen könnte (geringe durchschnittliche und maximale Krankheitsdauer).
Aufgrund unserer Ergebnisse kann spekuliert werden, dass es sich bei den prozentuell vermehrt auftre¬tenden CCR6+ Zellen um IFNγ-produzierende Zellen handelt. Dies würde neueren Erkenntnissen von anderen Studien entsprechen, welche nicht – wie zuvor vermu¬tet wurde – Th17 Zellen, sondern nicht-klassische Th1 Zellen als pathogene Population diskutieren. Ein quantitativer Mangel an Treg als Ursache der ge¬steigerten IFNγ-Produktion erscheint nach unseren Ergebnissen unwahrscheinlich, da wir erhöhte Mengen CD25+CD127 /dim Zellen bei T1DM nachweisen konnten.
Die beobachtete Koexpression von CXCR3 und CCR7 ist interessant vor dem Hintergrund, dass CXCR3-Überexpression im Pankreas in einer früheren Studie mit T1DM in Verbindung gebracht wurde, jedoch eine CXCR3-Blockade bisher keinen geeigneten therapeutischen Ansatz lieferte. Zunächst kann hier aber nur eine Assoziation beschrieben werden, wobei ein kausaler Zusammenhang in geeigneten Studiendesigns überprüft werden müsste. 
Eine genauere Betrachtung der CD8+CCR7+CXCR3+ Zellen könnte nach unserer Ansicht interessante neue Aspekte und potenzielle Therapieansätze offenlegen. Insbesondere scheint die Untersuchung CCR7-vermittelter Migration dieser Zel¬len einen geeigneten Studienansatz darzustellen. Ebenso verweisen unsere Er-gebnisse erneut auf eine pathogene Rolle CCR6-exprimierender Zellen, welche in kommenden Studien näher beleuchtet werden sollte.
N2  - T1DM displays an autoimmune disease characterized by a progressive destruction of pancreatic β cells, with subsequent absolute lack of Insulin. Despite a high number of studies dedicated to the investigation of the cellular background of the disease throughout the last decades, still no appropriate causal therapy exists, thus leaving the symptomatic approach of Insulin substitution the main therapeutic approach.
This study focused on a more precise characterization of immune cells – especially lymphocytes – derived from peripheral blood of children with T1DM, with the aim of uncovering phenotypical changes in these cells and potentially revealing new therapeutic targets. Flow cytometry was used in order to define cell phenotype more accurately and allocate changes in the expression profile of cell surface markers of lymphocyte subpopulations more specifically than in early studies.
Two cell populations were significantly increased in the peripheral blood of diseased children compared to healthy controls.
First, CCR6-expressing CD4+ cells were increased, which is of interest considering earlier studies that showed a connection of this chemokine receptor to autoimmunity. Furthermore, functional investigations showed an increased IFNγ production as well, presumably derived from the CCR6 overexpressing CD4+CD45RO+CCR7+CD28+ memory T cells, whereas there was no difference in the production of IL 17. 
The second cell population found to be increased were CXCR3-expressing CD8+ cells, which also express CCR7.
Additionally, this study separated T1DM into two groups according to disease duration (recent onset T1DM RO and long-standing T1DM LS) in order to evaluated changes throughout disease progression. However, no such change could be found, possibly resulting from rather short disease duration of long-standing T1DM in our cohort.
Our findings concerning the CCR6 and INFγ expression would be in accordance to other studies, showing a potential pathogenic role of non-classic Th1 cells but not primarily of Th17 cells, as formerly suspected. A quantitative lack of Treg as a cause for the increased IFNγ production seems unlikely according to the results of our study, as there were higher proportions of CD25+CD127–/dim cells.
The co-expression of CXCR3 and CCR7 is interesting regarding earlier studies that could not find positive effects of a CXCR3 blockade in T1DM, despite an evident overexpression of CXCR3 on T cells in the pancreas.
Taken together, our results suggest increased numbers of IFNγ producing CD4+ CCR6+CD45RO+CCR7+CD28+ cells and of CD8+CXCR3+CCR7+ cells in T1DM and thus a potential pathogenic importance of these two populations. However, the present results describe associations rather than causality, thus causal contribution of chemokine receptor expression to etiopathogenesis of T1DM has to be confirmed in appropriate study designs. 
A more extensive investigation of CD8+CCR7+CXCR3+ cells could potentially reveal interesting etiopathogenical aspects and targets for new therapeutic approaches. Especially the investigation of CCR7-mediated migration of these cells seems to be a promising field of study. In addition, this study again points to the potentially pathogenic role of CCR6-expressing cells, which ought to be examined further in upcoming studies.
KW  - T-Lymphozyt
KW  - Regulatorischer T-Lymphozyt
KW  - Diabetes mellitus Typ 1
KW  - T Helfer Zelle
KW  - CD4+ T Zelle
KW  - CD4+ T Lymphocyte
KW  - Zytotoxische T Zelle
KW  - CD8+ T Zelle
KW  - Cytotoxic T Lymphocyte
KW  - Th17 Zelle
KW  - Th17 cell
KW  - Treg
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-217539
ER  - 
TY  - THES
A1  - Aggar, Sara
T1  - Plastizität regulatorischer T-Zellen in Abhängigkeit des umgebenden Zytokinmilieus
T1  - Plasticity of regulatory T cells in relation to the surrounding cytokine milieu
N2  - Eine Dysbalance zwischen regulatorischen und proinflammatorischen T-Helferzellen kann zu Autoimmunerkrankungen führen. In dieser methodischen Arbeit wurde die Polarisierbarkeit von peripheren T-Lymphozyten durch verschiedene Zytokin-Stimuli untersucht. Hauptziel war es, CD4+CD25-CD127- Lymphozyten durch Stimulation mit einem IL-2 und TGFβ-beinhaltenden Zytokin-Cocktail (Treg-Cocktail) zu iTregs zu polarisieren und deren Suppressionsfunktion auf autologe Effektor-Leukozyten zu untersuchen. 
Es erfolgte eine Phänotypisierung der PBMCs gesunder Probanden, insbesondere im Hinblick auf die Verteilung der T-Lymphozyten-Subpopulationen, deren Zytokinproduktion und FoxP3-Expression. Zudem wurden aus den PBMCs der Probanden Tregs (CD4+CD25+CD127low/-) sowie CD4+CD25-CD127- Zellen isoliert und deren Funktionsfähigkeit durch die Untersuchung ihrer Suppressionsfunktion auf autologe Effektor-Lymphozyten analysiert. Die Zellen wurden mittels verschiedener Zytokin-Cocktails in Richtung Treg sowie in Richtung Th17-Zellen polarisiert; anschließend wurde die Funktionsfähigkeit der polarisierten Zellen in Suppression-Assays gemessen. 
Wir konnten zeigen, dass die CD4+CD25+CD127low/- Zellen Tregs mit der Fähigkeit zur Suppression der Proliferation autologer Effektor-Lymphozyten waren. Bei den CD4+CD25-CD127-Zellen handelte es sich um T-Lymphozyten ohne Suppressionsfunktion. Nach Stimulation der CD4+CD25-CD127-Zellen mit dem Treg-Cocktail zeigten die Zellen eine mit den Tregs vergleichbare Suppressionsfunktion.
Mit dieser Studie haben wir eine aktuelle methodische Quelle für die Untersuchung von Phänotyp und Funktion regulatorischer T-Zellen sowie für die Stimulation peripherer T-Lymphozyten hin zu Tregs geschaffen, die als Basis für Folgeversuche dienen soll, in denen Zellen von Patienten mit Autoimmunkrankheiten untersucht werden sollen.  Da sich die Inflammation bei Autoimmunerkrankungen insbesondere in den betroffenen Geweben abspielt, wäre eine Studie anzustreben, in der aus dem Blut isolierte T-Lymphozyten den Zellen aus den entzündeten Geweben gegenübergestellt werden. Ergänzend sollte eine Phänotypisierung der Tregs und der CD4+CD25-CD127- Zellen nach der Zytokin-Stimulation erfolgen.
Zusammenfassend konnte die Plastizität peripherer T-Lymphozyten in Richtung Treg gezeigt werden. Besonders hervorzuheben ist die bislang wenig untersuchte Zellpopulation der CD4+CD25-CD127- Zellen, die eine vielversprechende Zellpopulation für die in vitro Induktion von Tregs darstellt.
N2  - Imbalance between regulatory and proinflammatory T helper cells can lead to autoimmune diseases. In this methodical study, the ability of different cytokine stimuli to polarize peripheral T lymphocytes was investigated. The main aim was to polarize CD4+CD25-CD127- lymphocytes into iTregs by stimulation with an IL-2 and TGFβ-containing cytokine cocktail (Treg cocktail) and to investigate their suppressive function on autologous effector leukocytes. 
The PBMC phenotype of healthy volunteers was investigated, with special focus on the distribution of T lymphocyte subpopulations along with their cytokine production and their FoxP3 expression. In addition, Tregs (CD4+CD25+CD127low/-) and CD4+CD25-CD127- cells were isolated from the same samples and their functionality was analyzed by investigating their suppressive function on autologous effector lymphocytes. The cells were polarized into Treg and Th17 cells using different cytokine cocktails. In the following, the functionality of the polarized cells was assessed using suppression assays. 
We were able to show that the CD4+CD25+CD127low/- cells were Tregs with the ability to suppress the proliferation of autologous effector lymphocytes, while CD4+CD25-CD127- cells were T lymphocytes without suppressive function. However, after stimulation of CD4+CD25-CD127- cells with the Treg cocktail, these cells also showed suppressive function which was comparable to Treg mediated suppression.
With this study, we have created a new methodical source for the investigation of the phenotype and function of regulatory T cells and for the polarization of peripheral T lymphocytes into Tregs. This study can serve as a foundation for follow-up experiments investigating cells from patients with autoimmune diseases.  Moreover, since inflammation in autoimmune diseases is most prominent in the affected tissues, a study should be performed in which T lymphocytes isolated from blood are compared to T lymphocytes from inflamed tissues. In addition, the phenotype of Tregs and CD4+CD25-CD127- cells after cytokine stimulation should be analyzed.
In conclusion, this study demonstrated the plasticity of peripheral T lymphocytes towards Treg. Moreover, it emphasizes the previously only rarely studied CD4+CD25-CD127- cells as a promising cell population for the in vitro induction of Tregs.
KW  - Regulatorischer T-Lymphozyt
KW  - Cytokine
KW  - Suppression-Assays
KW  - PBMC
KW  - T-Helferzell-Plastizität
KW  - Zytokinmilieu
KW  - FoxP3
KW  - Suppressionsfunktion
Y1  - 2024
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-351870
ER  - 
TY  - THES
A1  - Dexneit, Thomas
T1  - Regulatorische T-Zellen und Glukokortikoide – bei Gesunden und bei Nebennierenkarzinompatienten
T1  - Regulatory T-cells and glucocorticoids – in healthy humans and in patients with adrenocortical carcinoma
N2  - Das Nebennierenkarzinom ist eine seltene Erkrankung mit einer limitierten Prognose. Bei zahlreichen Tumorentitäten wurde gezeigt, dass das Immunsystem entscheidenden Einfluss auf den Erkrankungsverlauf und die Prognose hat. Aufgrund der geringen Prävalenz gab es entsprechende Studien beim Nebennierenkarzinom bisher nicht. Dabei lag die Vermutung nahe, dass die Interaktion Tumor - Immunsystem beim Nebennierenkarzinom besonders ausgeprägt ist, da dieses häufig Glukokortikoide sezerniert, die bekanntermaßen stark die unterschiedlichen Immunzellen beeinflussen. 
Im ersten Teil der Arbeit zeigte sich, dass Patienten mit Nebennierenkarzinom (n=163) im Vergleich zu gesunden Probanden (n=19) eine signifikant erhöhte Frequenz regulatorischer T-Zellen im peripheren Blut aufweisen (9,25% vs. 4,4%). Das Ausmaß des Glukokortikoid-Exzesses dagegen hatte keinen signifikanten Einfluss auf die Anzahl dieser Immunzellen. Bezogen auf die Prognose war eine größere Anzahl regulatorischer T-Zellen im Blut mit einer schlechteren Prognose beim Nebennierenkarzinom assoziiert (HR für Tod: 1,8854 (95% CI 1,088-3,158), p=0,023).
Bei der Analyse des Tumorimmuninfiltrats (n=58) zeigte sich, dass Nebennierenkarzinome, ihre Rezidive und Metastasen durch CD8 positive zytotoxische T-Zellen, CD4 positive T-Helfer-Zellen, FoxP3 positive regulatorische T-Zellen und CD209 positive dendritische Zellen infiltriert werden. Insgesamt ist die Anzahl der Immunzellen im Tumor allerdings als relativ gering anzusehen. In der Korrelation des Immuninfiltrats mit dem Gesamt- und Rezidiv-freien Überleben zeigten sich keine signifikanten Ergebnisse. Es zeigte sich lediglich bei den T-Helferzellen ein leichter Trend zu einem längeren Überleben, je größer das Immuninfiltrat war (HR für Tod 0,63 (95% CI: 0,305-1,291), p=0,205). 
Im zweiten Teil der Arbeit wurde speziell die Rolle von Glukokortikoiden in vivo auf regulatorische T-Zellen untersucht. Hierbei zeigte sich in einem Mausmodell, entgegen der Hypothese, dass Glukokortikoide Treg induzieren, dass die Behandlung gesunder Mäuse mit Dexamethason zu einem dosisabhängigen Abfall der absoluten Zahl der regulatorischen T-Zellen führte (z. B. im Blut nach 3 Tagen: 1,3x104 in der 0,8 mg/kg Kohorte vs. 0,07x104 in der 100 mg/kg Kohorte), und sich dies auch bei der relativen Zahl der FOXP3-positiven T-Zellen bestätigte. Ähnlich fielen dann auch die Ergebnisse bei immunkompetenten Menschen aus. Hierbei kam es durch die 14-tägige Steroidgabe zwar zu einer milden T-Zell-Lymphozytose, allerdings war keine relevante Veränderung der Anzahl der zirkulierenden regulatorischen T-Zellen zu erkennen; insbesondere kein Anstieg der Selben (z. B. Anteil der FOXP3-positiven T-Zellen 4,0% vs. 3,4%; p<0.05). Damit widerlegen diese in vivo Daten die weitläufige Vermutung, dass eine kurzfristige Glukokortikoid-Gabe zu einer Induktion von regulatorischen T-Zellen führt.

Zusammenfassend zeigt diese Arbeit, dass - wie bei anderen Tumoren auch - regulatorische T-Zellen bei Patienten mit Nebennierenkarzinom gehäuft vorkommen. Allerdings spielt hierbei der Glukokortikoid-Exzess der Tumore scheinbar keine wesentliche Rolle. Diese fehlende Interaktion zwischen den Steroiden und dieser Immunzell-Subpopulation bestätigt sich dann auch bei den in vivo Arbeiten an gesunden Mäusen und Menschen. Aus diesem Grund ist der Einfluss von Glukokortikoiden auf regulatorische T-Zellen zumindest teilweise neu zu bewerten.
N2  - Adrenocortical carcinoma (ACC) is a rare disease with a limited prognosis. Numerous tumour entities showed that the immune system has significant influence on course of disease and prognosis. There were no appropriate studies dealing with ACC so far due to the low prevalence. Thereby the assumption is suggested that the interaction between tumour and immune system in ACC are particularly distinct as it frequently secretes glucocorticoids which, as is known, strongly influences the different immune cells.
In the first part of the thesis it became apparent that patients with ACC (n=163), compared to healthy subjects (n=19), had a significantly increased frequency of regulatory T-cells (Treg) in peripheral blood (9.25 % vs. 4.4 %). The extent of glucocorticoid excess in contrast had no significant influence on the number of these immune cells. With regard to the prognosis, a higher number of Treg in blood was associated with a poorer prognosis at ACC (HR for death 1.8854 (95 % Cl 1.088-3.158), p=0.023). The analysis showed that ACC, their recurrences and metastasis were infiltrated by CD8 positive cytotoxic T-cells, CD4 positive T-helper cells, FoxP3 positive regulatory T-cells and CD209 positive dendritic cells. However, the number of immune cells in the tumour was relatively small. In the correlation of the infiltrating immune cells with the overall and progression-free survival no significant differences were discerned. There was only a slight tendency towards a longer survival, the larger the number of infiltrating CD4-cells was (HR for death 0.63 (95 % Cl 0.305-1.291), p=0.205).
In the second part of the thesis, the role of glucocorticoids in vivo on Treg was analysed. In a mouse model treatment of healthy mice with dexamethasone led to a dose-dependent decrease of the absolute number of Treg (e.g. in blood after 3 days: 1.3x104 in the 0.8 mg/kg cohort vs. 0.07x104 in the 100 mg/kg cohort), contrary to the hypothesis that glucocorticoids induce Treg. This also was confirmed at relative number of FoxP3-positive T-cells. Immunocompetent people achieved similar results. 14-day steroid application resulted in a mild T-cell lymphocytosis. However, there was no relevant alteration in the number of circulating Treg, especially no increase of them (e.g. proportion of FoxP3-positive T-cells 4.0 % vs. 3.4 %, p<0.05). Thereby these in vivo data disproved the common assumption that a short-term glucocorticoid application leads to an induction of regulatory T-cells.
To conclude, this thesis showed that -as with other tumours- Treg occur cumulatively in patients with ACC. Nonetheless, the glucocorticoid-excess seemingly played no considerable role. This failing interaction between steroids and this immune cell-subpopulation is proven in in vivo works with healthy mice and humans. For this reason, the influence of glucocorticoids on Treg has to be revaluated partially.
KW  - Regulatorischer T-Lymphozyt
KW  - Nebennierenrindenkrebs
KW  - Glucocorticosteroide
KW  - Immuninfiltration
KW  - Treg
KW  - Nebennierenkarzinom
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-116522
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hühne, Tom
T1  - Untersuchungen zur selektiven Induktion von Zelltod in CD4+ Foxp3- konventionellen T-Zellen der Maus durch Hemmung der sauren Sphingomyelinase \(in\) \(vitro\)
T1  - Analysis of the selective induction of cell death in murine CD4+ Foxp3- conventional T cells by inhibition of acid sphingomyelinase \(in\) \(vitro\)
N2  - Die saure Sphingomyelinase (Asm) ist ein lysosomales Enzym, das sezerniert werden kann und die Reaktion von Sphingomyelin zu Ceramid und Phosphocholin katalysiert. Seine Funktion ist bedeutsam für die Aufrechterhaltung des zellulären Lipidstoffwechsels und für die Integrität der Plasmamembran. Enzymdefekte sind an der Pathogenese von Infektionen und zahlreichen Stoffwechselerkrankungen wie z.B. der Niemann-Pick-Krankheit, Diabetes mellitus Typ II und auch an der Entstehung psychischer Erkrankungen beteiligt.
Immunologisch bedeutsam ist, dass durch Hemmung der Asm mit trizyklischen Antidepressiva (TZA) oder Serotonin-Wiederaufnahme-Inhibitoren (SSRI) die Frequenz CD4+ CD25+ Foxp3+ regulatorischer T-Zellen (Treg) der Maus erhöht wird. Grund für die Frequenzerhöhung ist jedoch nicht die Erhöhung der absoluten Treg-Zellzahl, sondern das selektive Sterben CD4+ CD25- Foxp3- konventioneller T-Zellen (Tconv). Erstaunlicherweise führt die Behandlung mit dem kompetitiven Asm-Inhibitor ARC39, einem Bisphosphonat, nicht zu diesem Effekt.
Es konnte gezeigt werden, dass IL-2 die regulatorischen T-Zellen vor dem durch Asm-Hemmung induziertem Zelltod schützt. In Abwesenheit von IL-2 gehen auch Treg-Zellen durch die Asm-Inhibition zugrunde. Treg-Zellen exprimieren konstitutiv CD25, den IL-2-Rezeptor, dessen α-Kette die Bindungsstelle von Interleukin-2 bildet. Die β- und γ-Kette des Rezeptors sind an der Bindung des Transkriptionsfaktors STAT5 beteiligt, das wiederum die Gentranskription von antiapoptotischen Proteinen wie bcl-2 und bcl-x sowie CD25 fördert. Dahingehend wurde versucht, den verantwortlichen Faktor für den Schutz von Treg-Zellen vor dem Zelltod in der IL-2-Signaltransduktion zu identifizieren. Der Transkriptionsfaktor STAT5 konnte hierbei ausgeschlossen werden. Weder die genetische Überexpression noch die Defizienz von STAT5 hatten Einfluss auf das T-Zell-Gleichgewicht. Die genauen molekularen Mechanismen der Treg-spezifischen IL-2-Protektion bleiben daher ungeklärt. Zu diskutieren sind der Einfluss von Zn2+-Ionen, Januskinasen und Mitgliedern der FoxO-Familie.
Die zugrundeliegende Hypothese, dass das spezifische Sterben konventioneller T-Zellen auf einer Erhöhung der lysosomalen Membranpermeabilität (LMP) besteht, woraufhin proapoptotisch wirksame Cathepsine ins Zytosol freigesetzt werden und Caspasen zur Auslösung von Apoptose führen, konnte nicht abschließend bestätigt werden. Jedoch wurde nachgewiesen, dass durch Inhibition von Cathepsinen das Sterben konventioneller T-Zellen in Abwesenheit von IL-2 verlangsamt wird. Eine Protektion der Tconv-Zellen durch Caspase-Inhibitoren kann nur bei hohen
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Konzentrationen des Inhibitors ZVAD bei gleichzeitig geringer Asm-Inhibitor-Konzentration erreicht werden. In Zusammenschau der Ergebnisse müssen weitere Formen des Zelltods neben der Apoptose, etwa eine durch Asm-Inhibition induzierte Ferroptose, in Erwägung gezogen werden.
Neben dem durch Asm-Inhibition erzeugten Lipidstress begünstigt das Vorliegen von hypoxischen Bedingungen die Induktion von Zelltod. Schon das alleinige Auftreten von Hypoxie ohne den Einfluss von Asm-Inhibitoren führt zu einer Treg-Frequenzerhöhung. Der Hypoxie-induzierte Faktor HIF-1α induziert die Expression von Foxp3, wodurch die Differenzierung und Suppressivität von CD4+ CD25+ Foxp3+ Treg-Zellen gefördert wird. Der Einfluss von Hypoxie spielt womöglich vor allem in der Tumortherapie eine entscheidende Rolle. HIF-1α regt hypoxische, nicht-vaskularisierte Tumorareale zur Neovaskularisation an und bremst durch die Frequenzerhöhung regulatorischer T-Zellen die eigene Immunabwehr. Ein Abbau des Transkriptionsfaktors HIF-1α stellt somit eine therapeutische Option in der Therapie solider Tumoren dar.
Abschließend lässt sich also festhalten, dass die relative Frequenzerhöhung regulatorischer T-Zellen durch Asm-Inhibition nicht durch Apoptose erklärt werden kann, sondern alternative Erklärungsmodelle wie z.B. die Ferroptose in Betracht gezogen werden müssen. Die Protektion CD25+ regulatorischer T-Zellen beruht auf der Wirkung von IL-2 und wird durch Hypoxie positiv beeinflusst. Eine genaue Identifizierung der für den Zelltod relevanten Mechanismen ist erforderlich, um sichere therapeutische Maßnahmen im Rahmen von Infektionen und Autoimmunkrankheiten zu etablieren.
N2  - The acid sphingomyelinase (Asm) is a lysosomal enzyme that can be secreted and catalyses the cleavage of sphingomyelin to ceramide and phosphocholine. Its function is important for the maintenance of cellular lipid metabolism and for the integrity of the plasma membrane. Enzyme defects are involved in the pathogenesis of infections and numerous metabolic diseases such as Niemann-Pick disease, diabetes mellitus type II and also in the development of mental illness.
It is of immunological importance that the inhibition of the Asm with tricyclic antidepressants (TCA) or serotonin reuptake inhibitors (SSRI) leads to an increase of the frequency of CD4+ CD25+ Foxp3+ regulatory T cells (Treg) in the mouse. The reason for this frequency increase is not an increase in the absolute Treg cell count, but rather due to the selective death of CD4+ CD25- Foxp3- conventional T cells (Tconv) Surprisingly, treatment with the competitive Asm-inhibitor ARC39, a bisphosphonate, does not lead to this effect.
It could be demonstrated that IL-2 protects regulatory T cells from cell death induced by Asm inhibition. In the absence of IL-2, Treg cells also die due to Asm inhibition. Treg cells constitutively express CD25, the IL-2 receptor, whose α-chain forms the binding site of interleukin-2. The β- and γ-chain of the receptor are involved in the binding of the transcription factor STAT5, which itself promotes gene transcription of anti-apoptotic proteins such as bcl-2 and bcl-x as well as CD25. Therefore, we tried to identify the responsible factor responsible for protecting Treg cells from cell death in IL-2 signal transduction. The transcription factor STAT5 was excluded. Neither the genetic over-expression nor the deficiency of STAT5 had any influence on the T-cell balance. The exact molecular mechanisms of Treg specific IL-2 protection remain unexplained. The influence of Zn2+ ions, Janus kinases and FoxO-family members will be discussed.
The underlying hypothesis that the specific death of conventional T cells is based on an increase in lysosomal membrane permeability (LMP), whereupon proapoptotic cathepsins are released into the cytosol and caspases lead to the induction of apoptosis could not be conclusively confirmed. However, it has been shown that inhibition of cathepsins slows down the death of conventional T cells in the absence of IL-2. A protection of Tconv cells by caspase inhibitors can only be achieved at high concentrations of the inhibitor ZVAD with simultaneously low Asm inhibitor concentrations. In summary, other forms of cell death besides apoptosis, such as ferroptosis induced by Asm inhibition, need to be considered.
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Besides lipid stress induced by Asm inhibition, the presence of hypoxic conditions favors the induction of cell death. Even the mere occurrence of hypoxia without the influence of Asm inhibitors leads to an increase in Treg frequency. Hypoxia-induced factor HIF-1α induces Foxp3 expression, promoting differentiation and suppressiveness of CD4+ CD25+ Foxp3+ Treg cells. The influence of hypoxia possibly plays a decisive role especially in tumor therapy. HIF-1α stimulates hypoxic, non-vascularized tumor areas to neovascularize and slows down the own immune defense by increasing the frequency of regulatory T cells. A degradation of the transcription factor HIF-1α is therefore a therapeutic option in the therapy of solid tumors.
In conclusion, it can be stated that the relative frequency increase of regulatory T cells by Asm inhibition cannot be explained by apoptosis, but alternative explanation models such as ferroptosis must be considered. The protection of CD25+ regulatory T cells is based on the effect of IL-2 and is positively influenced by hypoxia. A precise identification of the mechanisms relevant for cell death is necessary to establish safe therapeutic measures in the context of infections and autoimmune diseases.
KW  - Sphingomyelinphosphodiesterase
KW  - Desipramin
KW  - Regulatorischer T-Lymphozyt
KW  - Sphingomyelinase
KW  - Desipramin
KW  - T-Zelle
KW  - Regulatorische T-Lymphozyt
Y1  - 2021
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-248351
ER  - 
TY  - THES
A1  - Zimmermann, Benjamin Georg Heinz
T1  - Zytokinstimulation von mononukleären Zellen des peripheren Blutes (PBMC) von Patienten mit Diabetes Mellitus Typ 1
T1  - Cytokine stimulation of mononuclear cells of the peripheral blood (PBMC) from patients with diabetes mellitus type 1
N2  - Diabetes mellitus Typ 1 ist eine chronische Autoimmunerkrankung, die über eine Zerstörung pankreatischer Beta-Zellen der Langerhans-Inseln zu einem absoluten Insulinmangel führt. Ursächlich für die Zerstörung des Pankreasgewebes sind autoreaktive T-Zellen, die eine Entzündungsreaktion (Insulitis) im Pankreas bewirken.
Zentrales Thema der Promotionsarbeit ist die Erforschung grundlegender quantitativer
und qualitativer Eigenschaften von T-Zellen von Diabetikern im Vergleich zu gesunden, alters-gleichen Kontrollpersonen. Der Fokus der Arbeit liegt dabei auf der Analyse von naiven T-Zellen und ihrer Polarisierbarkeit in proinflammatorische Th17 (Interleukin-17-produzierende) Zellen und regulatorische T-Zellen (Tregs), die die Inflammation unterdrücken können. Voruntersuchungen der Arbeitsgruppe zeigten tendenziell eine proportionale Vermehrung von proinflammatorischen T-Zellen (Th17 Zellen) im peripheren Blut von Typ1 Diabetikern. 
Aus dem Vollblut wurden mittels Ficoll-Dichtezentrifugation periphere mononukleäre
Zellen des Blutes (PBMC) gewonnen. Über magnetisch aktivierte Zell-Separation (MACS) wurden naive T-Zellen (CD4+CD45RA+CD27+) aus den PBMCs isoliert. Diese naiven Zellen wurden angeregt sich zu adulten, immunkompetenten Zellen zu differenzieren. Die Antigenstimulation der T-Zellen wurde imitiert durch Aktivierung mit Antikörpern gegen die Moleküle CD3 und CD28 oder einem C. albicans-Antigen. Die Stimulation wurde unter Co-Kultivierung mit autologen antigenpräsentierenden Zellen durchgeführt. Die Richtung der Differenzierung wurde durch Zugabe verschiedener Zytokin-Cocktails beeinflusst. Nach Abschluss der Kultivierung wurde sowohl der Phänotyp der Zellen als auch deren Fähigkeit bestimmte Zytokine zu produzieren mittels Durchflusszytometrie (FACS) bestimmt. Weiterhin wurden Suppressionsassays durchgeführt, bei denen die Suppressionsfähigkeit von aus naiven T-Zellen induzierten Tregs auf autologe PBMCs von Typ 1 Diabetes Patienten überprüft wurde. In dem zunächst durchgeführten Vergleich von Kindern mit einer Erstmanifestation mit gesunden Kontrollen konnte eine stärkere IFN-Produktion gezeigt
werden mit signifikanten Unterschieden innerhalb der Ki67+ Zellen. Interessanterweise zeigte sich diese stärkere IFN Sekretion der T-Zellen der Diabetiker unter Bedingungen, die die Expression von TH17-Zellen fördern sollten. Zusätzlich konnten T-Zellen nachgewiesen werden, die für IFN und IL17 doppelt positiv waren. In weiteren Versuchen wurden auch Vergleiche zwischen längere Zeit an Diabetes erkrankten Kindern und erwachsenen Diabetikern mit gesunden Kontrollen durchgeführt.
Bei den erwachsenen Diabetikern konnten dabei mehr IFN+/IL17+ T Zellen innerhalb der Ki67+ T-Zellen nachgewiesen werden als bei den Kontrollen. Die Zellkulturexperimente wurden im Weiteren mit C. albicans-Antigen als einem spezifischen Stimulus des Immunsystems durchgeführt. Die Untersuchung zeigte zunächst einmal, dass das C. albicans-Antigen bezüglich Proliferation und T-Zell-Differenzierung ein deutlich schwächerer Stimulus im Vergleich zur Stimulation mit aCD3/aCD28 war. Beobachtet werden konnte allerdings, dass es durch Stimulation mit dem C. albicans-Antigen insgesamt zu einer stärkeren Aktivierung des TH17-Zell-Systems kam mit Ausnahme der längere Zeit an einem Diabetes
erkrankten Kinder, die eine geringere IL17-Produktion im Vergleich zu den Kontrollen aufwiesen.
Insgesamt zeigten sich teils deutliche Unterschiede zwischen den Gruppen der Diabetiker, so dass von einer Beeinflussung der Ergebnisse durch Krankheitsdauer, Krankheitsaktivität, Alter der Probanden und Therapiedauer ausgegangen werden muss.
Die Untersuchung des Proliferationsverhaltens ergab sowohl bei den proinflammatorischen
T-Zellen als auch bei den Tregs keine Unterschiede zwischen den Diabetikern und den Kontrollpatienten, ebenso wie die quantitative Untersuchung der Ausbildung von CD25+FOXP3+ Tregs aus den naiven T-Zellen unter unspezifischer Stimulation. Unter spezifischer Stimulation hingegen zeigten sich mehr Tregs bei den Kindern mit einer Erstmanifestation und den erwachsenen Diabetikern.
Ebenfalls unter Stimulation mit dem C. albicans-Antigen zeigten sich unter proinflammatorischen Bedingungen bei den Kindern mit einer Erstmanifestation und unter antiinflammatorischen Bedingungen bei den erwachsenen Diabetikern ein signifikant höherer Anteil CD127- Tregs (CD25+FOXP3+) im Vergleich zu den Kontrollprobanden.
Interessanterweise zeigte sich bei den erwachsenen Diabetikern sowohl bei spezifischer
als auch bei unspezifischer Stimulation eine stärkere Produktion von IL17 durch die Tregs.
Die Untersuchung der Expression des Homing-Rezeptors CD62L auf den Tregs ergab keine signifikanten Unterschiede, aber eine höhere Expression bei allen Diabetikern im Vergleich zu den jeweiligen Kontrollgruppen und die Untersuchung des IFN-Rezeptors erbrachte keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen, allerdings zeigten sich die Mediane und Mittelwerte bei den Kindern mit einer Erstmanifestation im Vergleich zu den Kontrollen bei unspezifischer Stimulation erhöht.
Zur Ergänzung der Zellkulturexperimente wurden im Weiteren Suppressionsversuche mit aus naiven T-Zellen induzierten Tregs durchgeführt. Die Suppressionsversuche konnten eine geringere Hemmung der Proliferation durch die induzierten Tregs der Diabetiker zeigen und damit auf eine mögliche Dysfunktion der Tregs deuten.
Um Möglichkeiten der Beeinflussung des Immunsystems zu untersuchen wurden die Zellkulturen erneut unter Blockade von IFNy und Zugabe von TGFb durchgeführt. Die Blockade von IFNy führte zu einer geringer ausgeprägten Differenzierung und Proliferation der T-Zellen. Weiterhin konnten in der intrazellulären Färbung weniger IFN positive T-Zellen gefunden werden und es zeigte sich eine stärkere Expression des IFN-Rezeptors. Bei den Kindern mit einer Erstmanifestation zeigte sich zusätzlich auch eine geringere Ausprägung der IL17+ T-Zellen. Hier ergaben sich keine Unterschiede in der Quantität der Tregs. Die erwachsenen Diabetiker zeigten hier weniger Tregs, dafür aber eine stärkere Proliferation innerhalb der Tregs. Bei den Kindern mit einem längere Zeit bestehenden Diabetes hingegen zeigten sich keine quantitativen Unterschiede.
Die Beeinflussung durch Zugabe von TGFb bei den erwachsenen Diabetikern und den Kindern mit einer Erstmanifestation führte zu einer geringeren T-Zell Differenzierung mit mehr naiven T-Zellen und weniger Memory-T-Zellen sowie zu einer geringeren IFNy Expression. Bei den Erwachsenen zeigte sich ebenso eine geringere Proliferation, geringe Anzahlen für Tregs sowie eine geringe Ausprägung der Expression von CD62L und der Produktion von IL17 durch Tregs.
Insgesamt konnte gezeigt werden, dass es Unterschiede zwischen den proinflammatorischen
T-Zellen sowie den induzierten Tregs der Diabetiker im Vergleich zu den gesunden Kontrollen gibt. Insbesondere die Bedeutung von IFNy bei den Erstmanifestation konnte gezeigt werden. Aber auch die Sekretion von IL17 oder die Expression von CD62L auf den Tregs stellen interessante Ansatzpunkte zur weiteren Erforschung des Diabetes dar. Weiterhin zeigten die Suppressionsversuche eine gestörte Regulation durch die induzierten Tregs bei den Diabetikern. Sowohl die Blockade von IFNy als auch die Zugabe von TGFb zeigten inflammationshemmende Wirkung bei den Lymphozyten der Diabetiker in vitro und stellen
interessante Ansatzpunkt für eine mögliche Therapie dar.
N2  - Type 1 diabetes mellitus is a chronic autoimmune disease which causes a destruction of pancreatic beta cells and results in an absolute lack of insulin. Autoreactive T-cells cause an inflammation in the pancreas (insulitis) and are responsible for the destruction of the beta cells.
Main topic of this thesis is the investigation of fundamental quantitatively and qualitatively features of T-cells in humans with type 1 diabetes mellitus in comparison to healthy, age-matched controls. The main point of view is directed on the analysis of naive T-cells and their ability to polarize in proinflammatory TH17-cells (Interleukin 17 producing T-cells) and regulatory T-cells (Tregs) which are able to suppress an inflammatory reaction. Earlier studies in our work group suggested a proportional increase of proinflammatory T-cells in the peripheral blood of patients with type 1 diabetes mellitus. A density centrifugation with Ficoll was performed to isolate peripheral blood mononuclear cells (PBMC). Magnetic activated cell sorting (MACS) was used to extract naive T-cells (CD4+CD45RA+CD27+) out of the PBMC-group. These isolated naive T-cells were stimulated to differentiate into mature, immunocompetent T-cells. The stimulation was imitated by T-cell activation with antibodies
against CD3 and CD28 or with a C. albicans-antigen. The activated T-cells were co-cultured with autologous, antigen presenting cells (APC). The direction of differentiation was influenced by supplementation of various cytokine-cocktails. After finishing the cultivation, the phenotype of the T-cells as well as their ability to produce distinct cytokines was determined by fluorescent activated cell sorting (FACS). Furthermore, suppression assays were performed in which the ability of (out of naive T-cells induced) Tregs to suppress autologous PBMC of humans with type 1 diabetes mellitus was investigated.
First there was a comparison between children with a new-onset of type 1 diabetes mellitus (T1DM) and healthy controls. This investigation showed a stronger production of interferon gamma (IFN) with significant differences in the Ki67 positive subgroup in T1DM children. Interestingly this was found under culture conditions which should promote the expression of an TH17-phenotype. Additionally, T-cells were discovered which were double positive for IFN and IL17.
In further experiments the T-cells of children and adults with a long-standing diabetes mellitus were compared to healthy donors. In the adult group it was possible to show more IFN/IL17 positive T-cells in the Ki67 positive subgroup in comparison to the controls. For further experiments an C. albicans-antigen was used as a T-cell activator. Primarily it was obvious that the C. albicans-antigen was a much weaker stimulus concerning proliferation and T-cell differentiation. But overall there was a stronger activation of the TH17-cell system except for the children with long-standing diabetes mellitus who had a lower amount of IL17 in comparison to the healthy controls.
All together there were clear differences between the different groups of humans with type 1 diabetes mellitus so that the results are probably influenced by activity und duration of disease as well as patients age and duration of therapy. The research concerning the  proliferation as well as the quantity of CD25+FOXP3+ Tregs showed neither differences for the proinflammatory Tcells nor the Tregs under unspecific stimulation. When specific stimulation was performed, the children with a new-onset of diabetes mellitus and the adults with diabetes mellitus showed an increased number of Tregs.
Additionally, under stimulation with C. albicans under proinflammatory culture conditions there was a higher proportion of CD127 negative Tregs (CD25+FOXP3+CD127-) in the  children with a new-onset diabetes and the adult diabetics in comparison to the healthy controls. Surprisingly there was a stronger IL17-production among the Tregs in the adult
diabetics under specific as well as under unspecific stimulation.
Although investigations on expression of the homing receptor CD62L on the surface of Tregs yield no significant differences, there was a non significant higher expression in every diabetic group in comparison to the controls. Similar the expression of the IFN-receptor shows no significant differences but the consideration of the values for median and average showed higher values in the children with newly onset diabetes than in the healthy controls under unspecific stimulation.
Furthermore, suppression assays were performed with induced Tregs which were induced out of naive T-cells. In this investigation a weaker ability to inhibit the proliferation of T-cells by the induced Tregs of the diabetics were found. This is a possible hint for a dysfunction of Tregs in humans with type 1 diabetes mellitus.
To investigate possibilities for influencing the immune system the earlier performed cell cultures were repeated now with blocking IFN or supplement TGFb. The blocking of IFNy leads to a weaker differentiation and proliferation of Tcells. Furthermore, the intracellular staining showed decreased numbers of IFNy positive T-cells but a higher expression rate of the IFNy-receptor. The children with a new-onset of diabetes mellitus showed additionally lower values for IL17 positive T-cells but therefore a greater proliferation rate among the Tregs. On the other hand there were no quantitative differences noted in the children with
long-standing diabetes.
Supplementation of TGFb leads to a weaker T-cell differentiation with greater numbers of naive T-cells und lower numbers of memory T-cells as well as a lower IFNy-expression rate in the T-cells of the children with a new-onset diabetes and the adult diabetics. The adult diabetics showed furthermore a weaker T-cell proliferation, decreased Treg numbers and a lower expression of CD62L as well as a lower production of IL17 by Tregs. All together it was possible to show differences between the proinflammatory T-cells and the induced Tregs of humans with diabetes mellitus in comparison to healthy controls. Especially the meaning of IFNy for the disease in children with new-onset diabetes mellitus was shown. Furthermore, the secretion of IL17 or the expression of CD62L on Tregs are interesting starting points for further investigations. Additionally, it was possible to show that the ability to inhibit the proliferation of inflammatory T-cells by the induced Tregs of the diabetics is disturbed. The blocking of IFNy as well as the supplementation of TGFb showed inflammation inhibiting effects in the T-cells of the diabetics in vitro and is an interesting starting point as a potential future therapy.
KW  - Regulatorischer T-Lymphozyt
KW  - Diabetes mellitus Typ 1
KW  - Interleukin 17
KW  - Interferon <gamma->
KW  - Naive T-Zelle
KW  - t-cells
KW  - cytokine stimulation
Y1  - 2020
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-199622
ER  -