Funktion und pharmakologische Beeinflussung regulatorischer T Zellen bei Allergie und Asthma

Abstract

Regulatorische T Zellen sind für die Induktion und Aufrechterhaltung einer immunologischen Toleranz gegenüber Antigenen essentiell. Diese Arbeit befasst sich mit der Bedeutung regulatorischer T Zellen in der Pathogenese von Allergie und Asthma. Das Verständnis ihrer Funktionsweise und ihrer pharmakologischen Beeinflussung können maßgeblich zur Therapie und Prävention allergischer Erkrankungen beitragen. Der inhibitorische Effekt in vivo generierter regulatorischer T Zellen auf CD4+ T Zellen wurde in vitro untersucht. TH1-ähnliche regulatorische Zellen wurden über die Induktion tolerogener DCs mit HKL und unter Ausnutzung des murinen Immunsystems generiert. In Co-Kultur mit naiven CD4+ T Zellen, DCs und OVA wurden die TH1-ähnlichen regulatorischen Zellen weiter analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass eine räumliche Trennung mit Transwell-Einsätzen die inhibitorischen Effekte der TH1-ähnlichen regulatorischen Zellen aufhebt. Die Anwesenheit von TH1-ähnlichen regulatorischen Zellen führte zu keiner Veränderung der Zytokine IL-10 und IFN- während die Zytokine IL-2 und TGF- deutliche Unterschiede zeigten. Der Anstieg von TGF- und der starke Abfall der Konzentration von IL-2 deuten auf einen Synergismus von Zellkontakt und parakrinen Vorgängen. Ob diese Zytokine (IL-2 und TGF-) parakrin wirken können, ist abhängig von Signalweite und Zellabstand. Der pharmakologische Einfluss immunmodulatorischer Substanzen auf die Induktion regulatorischer T Zellen wurde auch im murinen Modell analysiert. Eine experimentell induzierte respiratorische Toleranz wurde mit der i.n. Applikation von OVA bei BALB/c Mäusen erreicht. Durch die systemische Gabe von Prednisolon und Methylprednisolon wurde die Toleranzinduktion unterdrückt. Von Dexamethason ist bekannt, dass es unter vergleichbaren Bedingungen ebenfalls die Toleranzentwicklung hemmt. Daher ist anzunehmen, dass die gesamte Medikamentengruppe der Corticosteroide diese Eigenschaft besitzt. Diese Hypothese lässt sich auf eine weitere Gruppe von Immunsuppressiva erweitern, da auch für die Calcineurininhibitoren Tacrolimus und Cyclosporin A eine Hemmung der immunologischen Toleranzinduktion in dieser Arbeit gezeigt werden konnte. Die immunmodulatorischen Fähigkeiten des Adjuvans HKL waren aus dem murinen Modell bekannt. Es konnte hier gezeigt werden, dass HKL auch im humanen Immunsystem eine Toleranz gegenüber Allergenen induziert. Die Proliferation humaner PBMCs eines Atopikers konnte durch den Zusatz von HKL bei der in vitro Restimulation mit dem Allergen Lieschgras auf das Niveau eines Non-Atopikers gehemmt werden. Die Daten zeigen, dass regulatorische T Zellen pharmakologisch beeinflusst werden können. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten zu kurativen Therapiekonzepten allergischer Erkrankungen.

Regulatory T cells are essential for the induction and maintenance of immunological tolerance towards antigens. This thesis deals with the importance of regulatory T cells in the pathogenesis of allergy and asthma. The comprehension of its functioning and its pharmacological impact may contribute decisivley to the therapy and prevention of allergic diseases. The inhibitory effect of T helper type 1-like regulatory cells, which were generated in vivo, was investigated in vitro. The results show that these cells need direct cell contact in order to function. The presence of these cells shows no difference in the cytokine levels of interleukin-10 and interferon-. However, concentrations of interleukin-2 and transforming growth factor- show distinct differences. To conclude, the results indicate that the function of T helper type 1-like regulatory cells is due to a synergism of direct cell contact and the influence of cytokines. The pharmacological influence of immune-suppressive substances on the induction of regulatory T cells was analysed in a murine model. The induction of respiratory tolerance was suppressed by a systemic application of corticosteroids such as dexamethasone, prednisolone and methylprednisolone and by the calcineurin inhibitors tacrolimus and ciclosporin. The immunological capacitiy of the adjuvans HKL (heat killed listeria) had been known in the murine immune system. It could be proven that HKL induce tolerance towards allergens in the human immune system as well. In conclusion, these data show that regulatory T cells can be influenced in a pharmacological way. The results of the research project open up prospects of new curative concepts for the therapy of allergic diseases.