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Die Rolle von Kostimulation und IL-12 bei der Aktivierung von T-Zellen und NK-Zellen durch TLR-maturierte dendritische Zellen
Die Rolle von Kostimulation und IL-12 bei der Aktivierung von T-Zellen und NK-Zellen durch TLR-maturierte dendritische Zellen
Der menschliche Körper verfügt über verschiedene Mechanismen zur Elimination von malignen Zellen. Viele dieser Abläufe werden maßgeblich durch zytotoxische T-Zellen und NK-Zellen vermittelt. Immuntherapie bei Tumorerkrankungen basiert auf der antigenspezifischen Aktivierung dieser Zellen. DZ haben sich über die Aktivierung von CD4+ TH1-Zellen als effektive Aktivatoren einer antigenspezifischen Immunantwort herausgestellt. Sogenannte DZ-Vakzine werden bereits bei verschiedenen Tumorerkrankungen in klinischen Studien getestet mit mäßigem Erfolg. Der bisherige Goldstandard für die in vitro-Generierung der DZ entspricht den in dieser Arbeit verwendeten cc-DZ und wurde 1997 von Jonuleit et al. entwickelt. Diese DZ besitzen zwar eine starke Expression kostimulatorischer Marker, jedoch ist ihre IL-12-Produktion, die entscheidend für eine TH1-Polarisierung ist, nur gering. Die von Spranger et al. entwickelte Methode der DZ-Generierung unter Hinzunahme von TLR-7/8-Agonisten konnte DZ hervorbringen, die über eine deutlich stärkere IL-12-Produktion verfügen, und damit eine stärkere TH1-Antwort sowie NK-Zell-Aktivierung auslösen können. Welchen Anteil IL-12 und kostimulatorische Moleküle an der Induktion von TH1-Zellen und NK-Zellen durch TLR-DZ haben ist aktuell nicht bekannt. Ziel der Arbeit war, die Bedeutung von IL-12 und der Korezeptoren der B7-Familie (CD80, CD86, CD273, CD274, CD275, CD276) zu ermitteln. In einem zweiten Schritt wurde geprüft, ob durch Blockade einzelner Rezeptoren eine Modulation der Immunantwort möglich ist. In autologen Kokulturen mit T-Zellen und NK-Zellen wurde durch spezifische Antikörperblockade der Einfluss der einzelnen Stimuli getestet. Die Auswertung erfolgte durch Messung der IFN-γ-Konzentration in den Kulturüberständen mittels ELISA oder Durchflusszytometrie. Es konnte gezeigt werden, dass die TH1-Polarisierung durch die konventionellen und TLR-maturierten DZ sowohl durch IL-12 als auch durch das kostimulatorische Signal CD86 vermittelt wird. Weiterhin konnte festgestellt werden, dass CD80 keine wesentliche Rolle bei der TH1-Polarisierung durch DZ spielt. CD274 konnte bei allen drei DZ-Gruppen als koinhibitorisches Signal identifiziert werden, eine Blockade führte zu einer signifikanten Erhöhung der IFN-γ-Sekretion. Auch die Blockade von CTLA-4 bewirkte einen Anstieg der IFN-γ-Konzentration in der Kokultur als Zeichen einer inhibitorischen Wirkung. Beide Moleküle werden in der Klinik erfolgreich als sogenannte Checkpoint-Inhibitoren bei der Therapie einiger Malignome eingesetzt. Neben CD274 und CTLA-4 wurde in dieser Arbeit der Einfluss von CD273, CD275 und CD276 auf die TH1-Polarisierung durch DZ untersucht. Für alle drei Moleküle konnte kein stimulatorischer oder inhibitorischer Einfluss nachgewiesen werden. Für die NK-Zell-Aktivierung durch DZ konnte IL-12 als entscheidendes Signal identifiziert werden, während kostimulatorische Moleküle keinen Einfluss hatten. Zusammenfassend bestätigen die Ergebnisse dieser Arbeit die Überlegenheit der TLR DZ bei der Stimulation einer TH1-gerichteten Immunantwort gegenüber den bisher standardmäßig verwendeten cc-DZ. Ihre Wirkung entfalten TLR-DZ vor allem über die Sekretion von IL-12 sowie über die Expression von CD86. Bei CD274 und CTLA-4 handelt es sich um inhibitorische Signale. Diese Ergebnisse lassen darauf schließen, dass die Kombination der DZ-Vakzine mit blockierenden Antikörpern gegen CD274 oder CTLA-4 den immuntherapeutischen Effekt von TLR-DZ noch verbessern könnten.
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Otte, Bettina
2019
German
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Otte, Bettina (2019): Die Rolle von Kostimulation und IL-12 bei der Aktivierung von T-Zellen und NK-Zellen durch TLR-maturierte dendritische Zellen. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

Der menschliche Körper verfügt über verschiedene Mechanismen zur Elimination von malignen Zellen. Viele dieser Abläufe werden maßgeblich durch zytotoxische T-Zellen und NK-Zellen vermittelt. Immuntherapie bei Tumorerkrankungen basiert auf der antigenspezifischen Aktivierung dieser Zellen. DZ haben sich über die Aktivierung von CD4+ TH1-Zellen als effektive Aktivatoren einer antigenspezifischen Immunantwort herausgestellt. Sogenannte DZ-Vakzine werden bereits bei verschiedenen Tumorerkrankungen in klinischen Studien getestet mit mäßigem Erfolg. Der bisherige Goldstandard für die in vitro-Generierung der DZ entspricht den in dieser Arbeit verwendeten cc-DZ und wurde 1997 von Jonuleit et al. entwickelt. Diese DZ besitzen zwar eine starke Expression kostimulatorischer Marker, jedoch ist ihre IL-12-Produktion, die entscheidend für eine TH1-Polarisierung ist, nur gering. Die von Spranger et al. entwickelte Methode der DZ-Generierung unter Hinzunahme von TLR-7/8-Agonisten konnte DZ hervorbringen, die über eine deutlich stärkere IL-12-Produktion verfügen, und damit eine stärkere TH1-Antwort sowie NK-Zell-Aktivierung auslösen können. Welchen Anteil IL-12 und kostimulatorische Moleküle an der Induktion von TH1-Zellen und NK-Zellen durch TLR-DZ haben ist aktuell nicht bekannt. Ziel der Arbeit war, die Bedeutung von IL-12 und der Korezeptoren der B7-Familie (CD80, CD86, CD273, CD274, CD275, CD276) zu ermitteln. In einem zweiten Schritt wurde geprüft, ob durch Blockade einzelner Rezeptoren eine Modulation der Immunantwort möglich ist. In autologen Kokulturen mit T-Zellen und NK-Zellen wurde durch spezifische Antikörperblockade der Einfluss der einzelnen Stimuli getestet. Die Auswertung erfolgte durch Messung der IFN-γ-Konzentration in den Kulturüberständen mittels ELISA oder Durchflusszytometrie. Es konnte gezeigt werden, dass die TH1-Polarisierung durch die konventionellen und TLR-maturierten DZ sowohl durch IL-12 als auch durch das kostimulatorische Signal CD86 vermittelt wird. Weiterhin konnte festgestellt werden, dass CD80 keine wesentliche Rolle bei der TH1-Polarisierung durch DZ spielt. CD274 konnte bei allen drei DZ-Gruppen als koinhibitorisches Signal identifiziert werden, eine Blockade führte zu einer signifikanten Erhöhung der IFN-γ-Sekretion. Auch die Blockade von CTLA-4 bewirkte einen Anstieg der IFN-γ-Konzentration in der Kokultur als Zeichen einer inhibitorischen Wirkung. Beide Moleküle werden in der Klinik erfolgreich als sogenannte Checkpoint-Inhibitoren bei der Therapie einiger Malignome eingesetzt. Neben CD274 und CTLA-4 wurde in dieser Arbeit der Einfluss von CD273, CD275 und CD276 auf die TH1-Polarisierung durch DZ untersucht. Für alle drei Moleküle konnte kein stimulatorischer oder inhibitorischer Einfluss nachgewiesen werden. Für die NK-Zell-Aktivierung durch DZ konnte IL-12 als entscheidendes Signal identifiziert werden, während kostimulatorische Moleküle keinen Einfluss hatten. Zusammenfassend bestätigen die Ergebnisse dieser Arbeit die Überlegenheit der TLR DZ bei der Stimulation einer TH1-gerichteten Immunantwort gegenüber den bisher standardmäßig verwendeten cc-DZ. Ihre Wirkung entfalten TLR-DZ vor allem über die Sekretion von IL-12 sowie über die Expression von CD86. Bei CD274 und CTLA-4 handelt es sich um inhibitorische Signale. Diese Ergebnisse lassen darauf schließen, dass die Kombination der DZ-Vakzine mit blockierenden Antikörpern gegen CD274 oder CTLA-4 den immuntherapeutischen Effekt von TLR-DZ noch verbessern könnten.