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Immune-stimulatory potential of transgenic CD40L expressing dendritic cells
Romana Luger
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Heinrich Kovar
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29899.07277.435769-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Aktivität des Immunsystems wird von dendritischen Zellen (Dendritic Cells, DCs) reguliert, die eine zentrale Position an der Schaltstelle zwischen angeborener und erworbener Immunität einnehmen. DCs befinden sich in ihrer unreifen Form in allen Geweben wo sie Selbstantigene prozessieren und gegen diese Toleranz aufrechterhalten. Wurde jedoch ein Ausreifungsprozess in den DCs durch die Einwirkung von entzündlichen Zytokinen oder durch das Erkennen von Pathogen assoziierten molekularen Mustern (pathogen associated molecular patterns, PAMPs) in Gang gesetzt verschiebt sich ihre Funktion von Toleranzauslösung zu Immunaktivierung. Dabei verstärkt sich die Fähigkeit von DCs prozessiertes an Haupthistokompatibilitätskomplex (major histocompatibility complex, MHC) Klasse I oder II gebundenes Antigen an naive T Zellen zu präsentieren. DCs besitzen die einzigartige Funktion nach einem zusätzlichen Aktivierungsstimulus exogenes Antigen an CTLs kreuz-präsentieren zu können. Dieses Signal, das durch die Bindung an von aktivierten Helfer-T Zellen exprimiertes CD40L an DCs vermittelt wird, ist als „Lizensierungs-Signal“ bekannt. Die Aktivierung von Tumorantigen-spezifischen CTLs ist ein zentraler angestrebter Schritt in der anti-Tumor Vakzinierung.
In vitro differenzierte DCs, die weiters mit Lipopolysaccharid (LPS) als Toll-like Rezeptor (TLR)-4 Ligand ausgereift wurden, zeigen einen dynamischen Phänotyp der kurzzeitig nach der Reifung immun-stimulatorisch, später jedoch immun-regulatorisch oder suppressiv wirkt. Als Indikator dient dabei die Expression des Helfer T Zell Typ 1 (Th1) polarisierenden Interleukins (IL)-12. Dieses wird während der immun-stimulatorischen Phase von DCs sekretiert, wohingegen später die Expression von IL-10 regulatorisch auf eine Immunreaktionen wirkt. Wir untersuchten den Effekt von ektopisch exprimierten CD40L auf DCs, das durch einen lentiviralen Gentransfer in 6 Stunden (reifende DCS, semi-mature DCs, smDCs) oder 48 Stunden LPS/IFN-γ vor-gereifte DCs (reife DCs, fully mature DCs, mDC) eingebracht wurde. Reife DCs, deren IL-12 Expression bereits erschöpft ist konnten mittels CD40L, aber nicht mittels GFP Gentransfer zur IL-12 Expression re-stimuliert werden. In einer Ko-Kultur von CD40L exprimierenden mDCs mit T Zellen eines anderen Spenders konnte beobachtet werden, dass vermehrt CTLs mit einer verstärkten lytischen Kapazität, gemessen durch Granzyme-B (GrB) Expression, expandiert sind. Daraus schließen wir, dass das durch CD40L vermittelte Signal an DCs den immune-stimulatorischen Phänotyp verstärkt. Diese Beobachtungen haben einen starken Einfluss auf das zukünftige Design von DC-basierender anti-Tumor-Vakzinierung.
Abstract
(Englisch)
Dendritic cells (DCs) as the professional representatives of antigen presenting cells (APCs) play a pivotal role in stimulating the immune system. They present processed antigens bound to major histocompatibility complex (MHC) class I or II to CD8+ cytolytic T cells (CTLs) or CD4+ T cells, respectively. In an immature state DCs (immature DCs, iDCs) are found resting in peripheral tissues where they induce tolerance against self-antigens. iDCs become activated by exposure to pathogen associated molecular patterns (PAMPs) or inflammatory cytokines and shift from a tolerance inducing to an immune activating phenotype. A unique function of DCs is that they can cross-present exogenous antigen to CTLs. This signal triggered by CD40L, expressed on activated CD4+ T helper cells, is called licensing signal. In tumour immunology the activation of tumour antigen-specific CTLs is an important step toward tumour rejection.
Dendritic cells (DC) matured in vitro by Toll-like receptor (TLR)-4 engagement with lipopolysaccharide (LPS) show a dynamic phenotype, initially conferring immune stimulation followed by immune regulation/suppression. This is indicated by an early secretion of interleukine (IL)- 12, the key cytokine for T helper type 1 (Th1) polarisation and CTL activation, followed by release of the immune regulatory cytokine IL-10. In preliminary experiments it was demonstrated, using DNA micro array technology, that these phenotypic and functional characteristics may be modulated by CD40/CD40L signalling. We investigated the effect of lentiviral transfer of CD40L or GFP control into DCs 6 hours (semi matured, smDC) or 48 hours (fully matured, mDC) after maturation with LPS/IFN-γ. Mature DCs that had exhausted their capacity for cytokine secretion were re-induced to secrete IL-12 upon CD40L but not GFP gene transfer. Importantly, IL-10 secretion remained undetectable. In allogeneic mixed leukocyte reactions (alloMLR), mDCs expressing CD40L triggered strong CD8+ T-cell proliferation accompanied by an accumulation of Granzyme (GrB), a marker for cytotoxic activity. From these data we conclude that CD40L signalling rescues an immune stimulatory Th1 DC phenotype in TLR-4 pre-activated mDCs. These findings may impact on the rational design of DC-based cancer vaccines.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
dendritic cells interleukin-12 CD40L Th1
Schlagwörter
(Deutsch)
dendritische Zellen Interleukin-12 CD40L Th1
Autor*innen
Romana Luger
Haupttitel (Englisch)
Immune-stimulatory potential of transgenic CD40L expressing dendritic cells
Paralleltitel (Deutsch)
Immun-stimulatorisches Potential von transgenen CD40L exprimierenden dendritischen Zellen
Publikationsjahr
2008
Umfangsangabe
VI, 52 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Heinrich Kovar
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC07137792
Utheses ID
570
Studienkennzahl
UA | 490 | | |