Synthetische Lipopeptide: Adjuvanzeigenschaften unter strukturellen Aspekten in vitro

Abstract

Lipoproteine mit der N-terminalen Struktur des Trispalmitoyl-Cysteins (Pam3Cys) finden sich in den Membranen einer Vielzahl von Bakterien. Strukturanaloge synthetische Lipopeptide sind zudem Gegenstand intensiver Forschungen bezüglich einer therapeutischen Anwendung als Adjuvantien. In dieser Arbeit wurde der Einfluß verschiedener synthetischer trispalmitoylierter sowie eines dipalmitoylierten Lipopeptides auf die T -Helfer-Zell(Th)-Phänotypdifferenzierung und die Expression kostimulatorischer Moleküle in vitro untersucht. α/β-TCR-transgene Splenozyten von DO.11.10-Mäusen, die ein Peptid des Ovalbumins als Antigen erkennen, zeigten bei in vitro-Kultivierung in Anwesenheit des Antigens eine selektive Proliferation der CD4+ Th-Zellen. Bei gleichzeitiger Zugabe verschiedener trispalmitoylierter Lipopeptide, nicht jedoch der Lipoaminosäure Pam3Cys-OH sowie eines dipalmitoylierten Lipopeptides (Pam2Cys), kam es dosisabhängig und unabhängig von der an Pam3Cys gebundenen Aminosäuresequenz zur Induktion eines Th1-Phänotyps. Keines der Lipopeptide induzierte bei isolierten Th-Zellen von JHT-Mäusen eine Proliferation. Dieses Ergebnis legt zwar den Schluss nahe, dass die Lipopeptide nicht direkt auf T-Zellen wirken, das hier verwendete experimentelle Setting lässt jedoch eine eindeutige Beantwortung dieser Frage nicht zu. Sowohl auf antigen-präsentierenden Zellen (APC) als auch auf Th- Zellen verstärkte das trispalmitoylierte Lipopeptid Pam3Cys-SSN im Gegensatz zu Pam3Cys-OH die Expression kostimulatorischer Moleküle des CD40/CD40L- und des CD28/B7- Systems. Unsere Ergebnisse zeigen, dass synthetische Lipopeptide in vitro eine proinflammatorische Immunantwort induzieren können, was auch in vivo im Rahmen diverser bakterieller Infektionen eine Rolle spielen könnte. Zudem liefert diese Arbeit Erkenntnisse über die Struktur-Wirkungsbeziehungen der Lipopeptide, was für die Synthese von Adjuvantien für therapeutische Anwendungen von Nutzen sein könnte.

Lipoproteins containing a N-terminal trispalmitoyl-cystein(Pam3Cys)-moeity are found in the membranes of several bacteria. Their structural homologue synthetic lipopeptides undergo intensive investigation as adjuvants. This work examined the influence of different synthetic trispalmitoylated and one dipalmitoylated lipopeptides on T-helper(Th)-phenotype-differentiation and the expression of costimulatory molekules in vitro. α/β-TCR-transgenic splenocytes from DO.11.10-mice specific for an ovalbumin-peptide as antigen showed selective proliferation of CD4+ Th-cells when primed with the antigen in vitro. Simultaneous stimulation with different trispalmitoylated lipopeptides induced Th1-phenotype-differentiation in a dose-dependent manner and independently of the amino acid-sequence attached to the lipid-moeity. On the contrary no Th1-differentiaton was observed upon stimulation with the lipoaminoacid Pam3Cys-OH or a dipalmitoylated lipopeptide (Pam2Cys-). None of the lipopeptides induced proliferation in Th-cells from JHT-mice. However the experimental setup ist too limeted to proof the possible conclusion of an indirect effect of lipopeptides on Th-cells. In contrayry to Pam3Cys-OH the trispalmytoylated lipopeptide Pam3Cys-SSN induced expression of costimulatory molecules (CD40/CD40L and CD28/B7) on antigen presenting and Th-cells. These results show that synthetic lipopeptides are capable of inducing a proinflammatory immune response in vitro. This mechanism also might be important during bacterial infections in vivo. Further, these results could be valuable for the therapeutic use of synthetic lipopeptides as adjuvants.