Helicobacter pylori (H. pylori) colonizes the stomach of approximately half of the world’s population. Even though the infection remains asymptomatic in most cases, it is strongly associated with the development of chronic gastritis, peptic ulcer disease and gastric cancer or lymphoma. Gastric colonization by H. pylori leads to local inflammation and the induction of a specific immune response in which antigen-presenting cells (APCs) are most likely involved. This immune response, however, is not able to prevent the persistence of the bacteria. H. pylori may interfere with antigen presentation, and bacterial virulence factors, e.g., vacuolating cytotoxin A (VacA), gamma-glutamyl transpeptidase (GGT) or urease, might be involved in this process. The aim of this study was to investigate effects of H. pylori on antigen presentation by human monocyte-derived macrophages and dendritic cells in comparison with APCs of the THP-1 cell line. To overcome known direct alterations of phagocytosis and the T-cell response by H. pylori, we modified a previously described assay, which enables assessing human APC functions by using murine T-cell hybridoma cells restricted by human leucocyte antigen (HLA) alleles. THP-1 cells or monocyte-derived macrophages and dendritic cells generated from HLA-DR1-positive donors were exposed to the wildtype H. pylori P12 strain (or mutant strains lacking virulence factors) and pulsed with the antigen 85B (AG85B) of Mycobacterium tuberculosis. The interleukin-2 secretion by Ag85B-specific hybridoma cells was then evaluated as a correlate of antigen presentation. H. pylori-incubated macrophages and dendritic cells but not cells left without incubation with H. pylori showed an impaired capacity to present AG85B, which was not due to down-regulation of cellular HLA-DR surface expression by the bacteria. In contrast, antigen presentation by THP-1 cells was not inhibited by H. pylori. Further experiments demonstrated that presentation of AG85B was inhibited when it was added to dendritic cells up to 24 hours before, or 48 hours after the incubation with H. pylori. The inhibitory effect of H. pylori was not related to the expression of VacA-, GGT-, or urease, since bacterial mutants with depletions of these proteins yielded similar results. The observed inhibition of antigen presentation, however, was not H. pylori-specific; when we used LPS or Escherichia coli instead of H. pylori antigen presentation also was inhibited. In conclusion, the newly established assay allows studies on antigen presentation in the context of H. pylori infection and should be helpful in gaining further information on the molecular mechanisms involved in the inhibition of antigen presentation by APCs incubated with H. pylori. The observed inhibitory effect of H. pylori (and E. coli or LPS) might be related to the ability of professional APCs to discriminate between potentially harmful inflammatory antigens and non-inflammatory antigens.
Das Bakterium Helicobacter pylori (H. pylori) besiedelt den Magen von circa der Hälfte der Weltbevölkerung. Erkrankungen wie chronische Gastritis, Magenulzera und Magenkarzinome oder -lymphome werden sehr stark mit der Besiedlung mit H. pylori assoziiert, auch wenn die Infektion in den meisten Fällen asymptomatisch verläuft. Die Besiedlung des Magens führt zu einer lokalen Entzündung sowie einer systemischen Immunantwort, in die antigenpräsentierende Zellen (APZ) sehr wahrscheinlich involviert sind. Dennoch verhindert die Immunantwort nicht die Persistenz des Bakteriums im Organismus. H. pylori kann die Antigenpräsentation beeinflussen, und Virulenzfaktoren wie das vakuolisierende Zytotoxin (VacA), die Gamma-Glutamyl-Transpeptidase (GGT) oder Urease sind wahrscheinlich in diesen Prozess involviert. Ziel dieser Arbeit war es, den Effekt von H. pylori auf die Antigenpräsentation von humanen, aus Monozyten gewonnenen Makrophagen und dendritischen Zellen mit APZ der THP-1-Zelllinie zu vergleichen. Um bekannte hemmende Effekte von H. pylori gegenüber der Phagozytose und der T-Zell-Antwort auszuschließen, modifizierten wir einen zuvor beschriebenen Antigenpräsentations-Assay, welcher ermöglicht, die Zellfunktion humaner APZ mit Hilfe muriner T-Zell-Hybridomzellen zu beurteilen. THP-1 Zellen oder aus humanen Monozyten differenzierte Makrophagen und dendritische Zellen (gewonnen von HLA-DR-1-positiven Blutspendern) wurden mit dem H. pylori Wildtyp des P12 Stammes (oder Mutanten welchen Virulenzfaktoren fehlen) infiziert und mit dem Antigen 85B von Mycobakterium tuberculosis inkubiert. Die Interleukin 2-Sekretion der Antigen 85B-HLA-DR-1-spezifischen T-Zell-Hybridomzellen wurde als Korrelat für die Antigenpräsentation gemessen. Mit H. pylori inkubierte Makrophagen und dendritische Zellen zeigten, im Vergleich zu Zellen, welche nicht mit H. pylori inkubiert wurden, eine verminderte Kapazität, Ag85B zu präsentieren, wobei die Expression der HLA-DR-Moleküle an der Zelloberfläche unverändert blieb. Im Vergleich hierzu war die Antigenpräsentation von mit H. pylori inkubierten THP-1 Zellen nicht inhibiert. Weiterführende Experimente zeigten, dass die Präsentation von Ag85B durch dendritische Zellen bis zu 24 Stunden vor und 48 Stunden nach der Inkubation mit H. pylori reduziert blieb. Dieser hemmende Effekt von H. pylori konnte nicht auf die Expression von VacA, GGT oder Urease zurückgeführt werden, da Bakterienmutanten, denen diese Proteine fehlten, vergleichbare Ergebnisse erzielten. Allerdings war die beobachtete Hemmung der Antigenpräsentation nicht H. pylori-spezifisch; LPS oder Escherichia coli an Stelle von H. pylori verringerten ebenfalls die Antigenpräsentation. Zusammenfassend kann man festhalten, dass der neu etablierte Assay Studien zur Antigenpräsentation im Kontext einer H. pylori-Infektion ermöglicht. Außerdem sollte der Assay helfen, weitere Informationen über die molekularen Mechanismen, welche in der Hemmung der Antigenpräsentation durch mit H. pylori inkubierte APZ eine Rolle spielen, zu gewinnen. Der beobachtete, hemmende Effekt durch H. pylori (und E. coli oder LPS) mag mit der Fähigkeit von professionellen antigenpräsentierenden Zellen, zwischen möglicherweise schädlichen entzündlichen Antigenen und nicht entzündlichen Antigenen zu unterscheiden, in Zusammenhang stehen.
