MDCK-MRP2 - Dkfz

Die Rolle des CD95-Liganden im ZNS
Forschungsschwerpunkt D
Tumorimmunologie
S. Kleber, C. Zuliani, S. Klussmann, C. Metzger,
A. Beisel, P.H. Krammer, A. Martin-Villalba
Schlaganfall ist die dritthäufigste Todesursache und die bedeutendste
Ursache von Behinderung in der westlichen
Welt. Spinal- und Hirntraumata sind für die meisten Todesfälle
und Behinderungen in der Bevölkerung unter 40 Jahre
verantwortlich. Bei diesen pathologischen Zuständen ist
die Expression von CD95-Ligand (CD95L) und TNF in den
betroffenen Hirn- und Rückenmarksarealen erhöht. Um die
Rolle dieser Liganden herauszufinden, haben wir präklinische
Mausmodelle von Schlaganfall und Querschnittlähmung benutzt.
Hierzu konnten wir zeigen, dass Hybride von TNFdefizienten
und gld (ohne funktionellen CD95L) Mäusen
stark resistent gegenüber schlaganfallinduziertem Schaden
waren. Interessanterweise zeigten Mäuse, in denen eine
Mischung von anti-CD95L und anti-TNF neutralisierende Antikörper
therapeutisch verabreicht wurde, eine deutliche Verminderung
des Infarktsareals und Mortalitätsrate. Auch die
lokomotorische Aktivität der therapierten Mäuse war nahezu
vergleichbar zu der Aktivität von schein-operierten Mäusen.
In querschnittgelähmten Mäusen zeigten therapeutische
Verabreichung von neutralisierenden anti-CD95L Antikörpern
alleine oder in Kombination mit anti-TNF Antikörpern
eine bedeutsame Verminderung des apoptotischen Zelltodes.
Noch wichtiger, einige Wochen nach Verletzung zeigten
solche therapierten Mäuse aktive Bewegungen der
Hinterpfoten.
Im embryonalem Gehirn ist CD95L konstitutiv exprimiert.
Jedoch hat der Mangel an funktionellem CD95 oder CD95L
(lpr und gld Mäuse) keinen erkennbaren Einfluß auf die
Anzahl der Neuronen. Interessanterweise zeigten lpr Mäuse
eine Atrophy der Dendriten pyramidaler Neuronen. Gemäß
diesem Befund konnten wir zeigen, dass in 4 Tage alten
hippocampalen und kortikalen Neuronen eine Behandlung
mit CD95L eine erhöhtes „Branching“ auslöst. Stimulation
von CD95 in Neuronen, die mehr als 6 Tage alt waren,
hatte jedoch keine Wirkung auf das „Branching“. In solchen
„gereiften“ Neuronen löst die Stimulation von CD95
Apoptose aus. Zusammenfassend beurteilt, kann ein Signal
in der Kaskade unterhalb von CD95 entweder Apoptose,
oder morphologische Veränderungen der Neuronen auslösen.
Rolle und Funktion CD4 + CD25 + regulatorischer
T-Zellen
E. Suri-Payer, N. Eberhardt, P.H. Krammer
In Zusammenarbeit mit: Kajsa Wing und Dr. Anna Rudin, Dept. of
Rheumatology, University of Gothenburg, Schweden; Dr. Jürgen
Haas und Prof. Dr. Brigitte Wildemann, Neurologische Klinik, Universität
Heidelberg; Dr. Christine Falk, Abtl. für Molekularbiologie,
GSF, München
Eine zentrale Fragestellung der Immunologie ist, welche
Mechanismen halten die Immunhomeostase aufrecht und
tragen zur Verhinderung von Autoimmunerkrankungen,
Organzerstörung bei Infektionen, sowie zur Transplantations-Toleranz
bei. Studien in Mausmodellen ergaben, dass
hierbei regulatorischen T-Zellen, welche die Funktion von
CD4 T-Helfer und CD8 zytotoxischen T-Zellen hemmen können,
eine wichtige Rolle zukommt. Während einige immunsupprimierende
Zellen durch die Ausscheidung immunsuppressiver
Zytokine (TGFβ, IL-10) hemmend in Immunreaktionen
eingreifen, ist der Funktionsmechanismus der
CD4 + CD25 + regulatorischen T-Zellen (Treg) unbekannt.
Abteilung D030
Immungenetik
Wir haben zunächst Treg im humanen System charakterisiert.
Nur 1-3% der CD4 T-Zellen mit der höchsten CD25
Expression (CD25 ++ ) zeigen den für Treg charakteristischen
Phänotyp (CD122 + , CTLA-4 + , GITR + , Foxp3 + ) und hemmen
die Proliferation naiver T-Zellen in Kultur [1]. Studien
aus Thymus, Nabelschnurblut und peripherem Blut isolierten
Treg weisen darauf hin, dass Treg nach dem Verlassen
des Thymus Selbstantigen in der Peripherie erkennen müssen,
um eine Antigen-spezifische Hemmung (z.B. gegen
Myelin dendrocyte glycoprotein (MOG)) aufzuweisen [2].
Die Tatsache, dass CD4 + CD25 + Treg von gesunden Probanden
die Immunantwort gegen MOG, einem wichtigen
Selbstantigen in Multipler Sklerose, hemmen, zeigt dass
Treg auch im Menschen eine wichtige Rolle in der Verhinderung
von Autoimmun-erkrankungen spielen. Vorläufige
Untersuchungen an Patienten mit akuter Multipler Sklerose
ergaben, dass die Anzahl der Treg nicht beeinträchtigt
ist, diese Treg die Aktivierung anderer T-Zellen aber nur
unzureichend unterdrücken können.
Wir studieren nun den Mechanismus der Hemmung naiver
T-Zellen durch Treg in der Zellkultur. Wir konnten etablieren,
dass eine Vorstimulation der Treg in vitro ihre hemmende
Wirkung verstärkt, d.h. weniger Treg werden benötigt
um die Proliferation der CD4 + CD25- naiven T-Zellen
zu hemmen. Die Zugabe von Treg reduziert auch die
Zytokinproduktion der T-Zellen (z.B. von IL-2, INFγ, TNFα,
IL-4, IL-5, IL-13) schon ab 24 Stunden nach der Stimulation.
Im Gegensatz hierzu wird die Produktion von IL-10 verstärkt
wenn CD4 + CD25 + Treg mit CD4 + CD25- T-Zellen zusammen
kultiviert werden. Unsere Ziel ist es den molekularen
Mechanismus der Hemmung der naiven T-Zellaktivierung
zu verstehen, wobei wir uns auf die Regulation des IL-2
Genes konzentrieren.
Die Aufklärung der Funktion der Treg wird neue Ansatzpunkte
zur Therapie von Autoimmunerkrankungen bringen.
Da die Aktivierung des Immunsystems gegen Krebs
auch durch Treg unterdrückt wird, könnte die Manipulation
der Treg in Krebspatienten auch zukünftig entscheidend
zu einem Behandlungserfolg beitragen.
Publikationen: (* = externer Koautor)
[1] *Wing K, *Ekmark A, *Karlsson H, *Rudin A, Suri-Payer E.
Characterization of human CD25 + CD4 + T cells in thymus, cord
and adult blood. Immunology. 2002 Jun;106(2):190-9.
[2] *Wing K, *Lindgren S, *Kollberg G, *Lundgren A, *Harris RA,
*Rudin A, *Lundin S, Suri-Payer E. CD4 T cell activation by myelin
oligodendrocyte glycoprotein is suppressed by adult but not
cord blood CD25 + T cells. Eur J Immunol. 2003 Mar;33(3):579-87.
DKFZ 2004: Wissenschaftlicher Ergebnisbericht 2002 - 2003
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