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Marschner, Anja Kristina (2004): Immunstimulatorische Aktivität von CpG-Oligonukleotiden im Menschen und im Rhesusaffen: Aktivierung humaner Natürlicher Killer T-Zellen durch CpG-Oligonukleotide und α-Galaktosylceramid und Etablierung eines nicht-humanen Primatenmodells für präklinische Studien mit CpG-Oligonukleotiden. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

CpG-Oligonukleotide (CpG-ODN) werden in Vertebraten von Zellen des angeborenen Immunsystems als molekulares Muster eines mikrobiellen Erregers erkannt und lösen als Konsequenz eine Immunreaktion aus. Natürliche Killer T(NKT)-Zellen sind voraktivierte Memory-T-Zellen mit angeborener Spezifität für das CD1d-restringierte Glykolipid-Antigen α-Galaktosylceramid (α-GalCer). CpG-ODN und α-GalCer haben jeweils in tierexperimentellen Vakzinierungsstudien potente Adjuvanseigenschaften gezeigt. Vorbereitend für eine kombinierte Anwendung der beiden Adjuvantien CpG-ODN und α-GalCer zur Verstärkung der spezifischen zellulären Immunität wurde in Teil I dieser Arbeit die Wirkung der gleichzeitigen Gabe beider Adjuvantien anhand der Aktivierung humaner NKT-Zellen untersucht. In Teil II der Arbeit wurde die Wirkung von CpG-ODN auf Rhesusaffen-Immunzellen in vitro untersucht sowie eine Impfstudie mit CpG-ODN als Adjuvans in vivo in Rhesusaffen durchgeführt. Kostimulation mit CpG-ODN plus α-GalCer verstärkte synergistisch die Effektorfunktion von NKT-Zellen und ihre Differenzierung in Richtung Th1. Experimente zur Klärung des Mechanismus, der dem Synergismus zwischen CpG-ODN und α-GalCer zu Grunde liegt, ergaben, dass plasmazytoide DC (PDC) die CpG-vermittelte Aktivierung auf NKT-Zellen übertragen. PDC aktivierten NKT-Zellen über die Ausschüttung von Typ-I-Interferon und einen Zellkontakt-abhängigen Mechanismus. Dieser direkte Zellkontakt zwischen PDC und NKT-Zelle erfolgte Antigen-unabhängig, da PDC aufgrund fehlender CD1d-Expression das Antigen für NKT-Zellen nicht präsentieren können. In Teil II dieser Arbeit wurde gezeigt, dass die zwei verschiedenen CpG-Typen A und B in vitro auf Rhesusaffen-Immunzellen vergleichbar immunstimulatorisch wirken wie auf humane Immunzellen. Beide CpG-Typen A und B verstärkten als Adjuvantien im Rhesusaffen in vivo die spezifische humorale Immunantwort auf eine Alum-haltige Hepatitis B-Vakzine. Die spezifische T-Zellantwort gegen Hepatitis B-Virus wurde durch CpG-ODN nicht verstärkt. Teil I dieser Arbeit bildet die rationale Basis für den kombinierten Einsatz von CpG-ODN und α-GalCer zur Verstärkung einer Th1-gerichteten Immunantwort. Darüber hinaus trägt dieser Teil der Arbeit zu einem neuen Verständnis der plasmazytoiden DC als speziellem DC-Subtyp bei, der innerhalb des Immunsystems die Aktivierung von Memory-T-Zellen Antigen-unabhängig regulieren kann. Teil II dieser Arbeit bestätigt anhand von in vitro- und in vivo-Untersuchungen, dass der Rhesusaffe ein ideales Primatenmodell für präklinische Studien mit CpG-ODN ist. Im Rahmen einer Vakzinierungsstudie im Rhesusaffen wurde nachgewiesen, dass CpG-ODN eine spezifische Immunisierung im Primaten maßgeblich verstärken können. Basierend auf diesen Ergebnissen sollte nun in nachfolgenden Studien untersucht werden, ob die kombinierte Anwendung von CpG-ODN und α-GalCer eine spezifische T-Zellantwort in vivo im Primaten verstärken kann.