dc.contributor.author
Kastirr, Ilko
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:30:11Z
dc.date.available
2014-06-17T08:18:45.027Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/12035
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-16233
dc.description.abstract
CD4+ T-Zellen sind essentiell an der Koordination des Immunsystems beteiligt.
Es gibt unterschiedlichen Subsets der CD4+ T-Zellen wie Th1, Th2 und Th17
Zellen, die ihre Aufgaben unter anderem durch die Produktion von Zytokinen
verwirklichen, die die Aktivität der anderen Zellen regulieren. Sowie die
Abwesenheit einzelner Zytokine oder der zugehörigen Rezeptoren verheerende
Folgen für die Immunlage der Betroffenen haben können, so kann auch eine
pathologische Überproduktion zur Entstehung von Pathologien wie
Autoimmunkrankheiten führen. Für die Medizin spielen Zytokine eine wichtige
Rolle, da sie als Therapien gegen Viruserkrankungen oder Krebsleiden
eingesetzt werden können, gegen die das Immunsystem alleine nicht ankämpfen
kann. Auf der anderen Seite kann die therapeutische Neutralisierung bestimmter
Zytokine ein pathologisches Überschießen des Immunsystems unterdrücken oder zu
mindestens aufhalten. Viele Zytokine sind bereits gut erforscht und werden
bereits erfolgreich eingesetzt. Es werden jedoch ständig bisher unbekannte
Zytokine entdeckt, deren Biologie noch erforscht werden muss. Dazu gehört das
Interleukin 21 (IL-21) und sein Rezeptor (IL-21R), welche vor 10 Jahren
entdeckt wurden. Seit dem wurde herausgefunden, dass dieses Zytokin von CD4+
T-Zellen und NKT Zellen produziert wird. Es ist von großer Bedeutung für die
Regulation von B-Zellen und deren Antikörperproduktion sowie für die Aktivität
und Effizienz von CD8+ zytotoxischen T-Zellen, besonders bei der Abwehr gegen
chronische Virusinfektionen. IL-21 befindet sich bereits in klinischen Studien
der Phase II, in denen seine Wirkung als Antitumoragens erprobt wird, in
Mausexperimenten konnte bereits eine Antitumorwirkung nachgewiesen werden.
Gleichzeitig steht IL-21 auch im Verdacht, an der Entstehung und dem Verlauf
von Autoimmunkrankheiten wie Multipler Sklerose, Psoriasis, Diabetes Mellitus
Typ I und Systemischem Lupus erythematodes beteiligt zu sein. Unklarheit
herrscht jedoch immer noch darüber, ob ein eigenes Subset von CD4+ T-Zellen
für die Produktion dieses Zytokins verantwortlich ist und welche Faktoren zu
dessen Expression führen. In verschiedenen Studien wurde gezeigt, dass Th1,
Th2 und Th17 Zellen IL-21 produzieren, aber auch ein eigenes Subset von
follikulären Helfer T-Zellen per IL-21 Produktion B-Zellen stimuliert. Für das
Maussystem konnte bereits gezeigt werden, dass IL-6 und IL-21 selbst die
Expression von IL-21 in naiven ex vivo stimulierten CD4+ T-Zellen induzieren
können, während TGF-β dieselbe hemmt. In dieser Arbeit konnte nachgewiesen
werden, dass alle Subsets von CD4+ Helfer T-Zellen, wenn auch in
unterschiedlichem Maße, zur Produktion von IL-21 ex vivo im Stande sind. IL-21
ist nach IFN-γ das am häufigsten produzierte Effektorzytokin ex vivo
stimulierter CD4+ Gedächtnis T-Zellen des peripheren Blutes, und das am
häufigsten produzierte Effektorzytokin ex vivo stimulierter antigenerfahrener
CD4+ T-Zellen der Tonsille. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass auch in
humanen CD4+ naiven T-Zellen IL-6 und IL-21 die IL-21 Produktion induzieren.
Zusätzlich wurde für die Zytokine IL-12 und IL-10 die gleiche Wirkung
nachgewiesen. IL-12 erhöhte sowohl die Anzahl der IL-21 Produzenten, als auch
der IFN-γ Produzenten und der IL-21/IFN-γ Koproduzenten. Dagegen führte die
Zugabe von IL-6, IL-10 und IL-21 zu einer alleinigen Erhöhung der IL-21
Produktion, für IL-6 und IL-21 konnte sogar ein hemmender Effekt auf die IFN-γ
Produktion beobachtet werden. Überraschender Weise konnte festgestellt werden,
dass es unter nicht polarisierenden Bedingungen zu einer donorabhängigen
Spontanproduktion von IL-21 in in vitro stimulierten naiven CD4+ T-Zellen des
peripheren Blutes Erwachsener kommt. IL-6 kann in Donoren, die bereits in der
neutralen Kondition einen Anteil von IL-21 Produzenten von über 10% aufweisen,
keine weitere Erhöhung der IL-21 Produktion induzieren, IL-12 hingegen führt
unabhängig von der Spontanproduktion unter nichtpolarisierenden Bedingungen
immer zu einer Erhöhung der Anzahl von IL-21 Produzenten auf durchschnittlich
32%. Dies trifft jedoch nur auf Zellen des peripheren Blutes (PBZ) Erwachsener
Spender zu. In Zellen, die aus Nabelschnurblut Neugeborener (CBZ) isoliert
wurden, konnte erstens keine Spontanproduktion beobachtet werden und die
Zugabe von IL-12 konnte zweitens den Anteil an IL-21 Produzenten auf
durchschnittlich nur 7% erhöhen. Weitere Unterschiede zwischen PBZ und CBZ
betreffen die Wirkung von IL-6 und IL-21 auf die IFN-γ Produktion in vitro
stimulierter naiver CD4+ T-Zellen, die gegensätzlich ist. Schließlich konnte
die induzierende Wirkung von IL-10 auf die IL-21 Produktion in CBZ nicht
bestätigt werden. Die Mechanismen, die zu genannter Spontanproduktion führen,
konnten in dieser Arbeit nicht identifiziert werden, sie bietet jedoch einen
Ausgangspunkt für folgende Forschungsarbeiten, die zur Ergründung dieses
Phänomens führen können.
de
dc.description.abstract
CD4+ T-cells essentially participate in the coordination of the immune system.
Different subsets of CD4+ T-cells have been identified such as Th1, Th2 or
Th17 cells. They realize their function by producing cytokines that regulate
the activity of other immune cells. The absence of single cytokines or their
receptor can lead to fatal dysfunciton of the immune system. On the other hand
the pathological overproduction of cytokines can lead to the development of
autoimmune diseases. The therapeutic admission of cytokines is used to treat
viral infections or malignant neoplasias while the neutralization of cytokines
can inhibit the pathological effect seen in autoimmune diseases. Many
cytokines have been well explored and they are part of different therapies.
While the biologiy of recently discovered cytokines is yet to be understood.
One of these newer cytokines is the interleukin 21 (IL-21), which has been
discovered over 10 years ago. Since then it has become clear that the main
producers of IL-21 are CD4+ T-cells and NKT-cells. Its importance lies in the
regulation of B-cell proliferation, differentiation and antibody production,
as well as CD8+ cytotoxic T-cell aktivity and effectivnes especially for the
defense against chronic viral infections. IL-21 has entered clinical trials as
an anti tumor agent. In mouse experiments it has been shown that IL-21 can
reduce tumor size and inhibt further growth. At the same time IL-21 is
suspected to take part in the development and progression of autoimmune
diseases like multiple sklerosis, psoriasis, diabetes mellitus type I and
systemic lupus erythematodes. It is yet unclear if a single subset of CD+
T-cells is responsible for the production of this cytokine and which
determining factors lead to its expression. Different studies have shown that
Th1, Th2 and Th17 cells as well as follicular T helper cells produce IL-21. In
mice IL-6 and IL-21 induce IL-21 expression in ex vivo stimulated CD4+ T-cells
while TGF-β has inhibiting effects. Here it was possible to show that all
subsets of CD4+ T-cells are able to produce IL-21 ex vivo even though to
different extents. Second to IFN- γ IL-21 is the most frequently produced
effector cytokine of ex vivo stimulated CD4+ memory T-cells of the peripheral
blood and the most frequently produced effector cytokine of ex vivo stimulated
antigen experienced CD4+ T-cells extracted from human tonsils. Furthermore it
has been shown that in human CD4+ naive T-cells IL-21 expression is induced by
IL-6 and IL-21 itself. The same effect could be demonstrated for the cytokines
IL-12 and IL-10. The addition of IL-12 leads to a greater percentage of IL-21
producers as well as IFN- γ and IL-21/IFN- γ coproducers. While IL-6, IL-10
and IL-21 increased only IL-21 single producing cells. For IL-6 and IL-21 an
inhibitory effect on the IFN- γ production could be shown. Surprisingly,
spontaneous IL-21 expression occured in in vitro stimulated naive CD4+ T-cells
of the peripheral blood of adults that were stimulated under non-polarizing
conditions. This effect was donor dependend. In donors that show spontaneous
IL-21 production greater than 10% IL-6 had no further increasing effect on
IL-21 production. IL-12 on the other hand was allways able to induce IL-21
production independently of spontaneous IL-21 expression to an average of 32%.
These findings were made in cells of the peripheral blood of adults (PBC). In
cells that were extracted from cord blood of new borns (CBC) no spontaneous
IL-21 production could be observed and IL-12 had a much lighter effect on
IL-21 induction, to an average of 7%. Other differences between PBC and CBC
involve the IFN- γ inhibiting effect of IL-6 and IL-21 which was absent in
CBC. Also the IL-21 inducing effect by IL-10 could not be confirmed in CBC.
Here, the mechanisms that lead to spontaneous IL-21 production have not been
identified but this work can be the starting point of further experiments
conducting this phenomenon.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
IL-21, Interleukin 21
dc.subject
B-cell proliferation
dc.subject
CD4+ T-lymphocytes
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Charakterisierung und Phänotypisierung humaner IL-21 produzierender CD4+
T-Lymphozyten
dc.contributor.contact
ilko.kastirr@gmx.de
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2014-06-22
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000096807-8
dc.title.translated
Characterization and phenotyping of human IL-21 producing CD4+ T-lymphocytes
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000096807
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000015279
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access