Einleitung: Die atopische Dermatitis (AD) ist eine chronisch rezidivierende Hauterkran-kung mit hoher Prävalenz. Charakteristisch für diese Erkrankung ist neben der epiderma-len Barrierestörung und IgE-vermittelten Sensibilisierungen eine zellvermittelte Entzün-dung, welche Gegenstand dieser Untersuchung war. Hierzu wurde die hoch-dimensionale Massenzytometrie (CyTOF) als Hypothesen-generierender Ansatz zur systematischen Analyse aller Leukozytenpopulationen im peripheren Blut eingesetzt. Methode: Es wurden 40 Patienten mit extrinsischer AD (Gesamt-IgE-Serumspiegel >100 kU/l, multiple Sensibilisierungen) eingeteilt in moderate AD (ADm, SCORAD 15 bis <40) und schwere AD (ADs, SCORAD 40) und 20 gesunde Probanden in diese Untersuchung eingeschlossen. 35 Oberflächenantigene wurden massenzytometrisch auf jeder Einzelzelle gemessen. Basierend auf antizipierten Zielpopulationen sowie den Er-gebnissen einer nicht-supervidierten Cluster-Analyse wurden Zellpopulationen manuell mit der Software FlowJo identifiziert und quantifiziert. Ergebnisse: Die drei Untersuchungsgruppen waren bezüglich Alter und Geschlecht ver-gleichbar. Die Patientengruppen unterschieden sich im Schweregrad (P<0,001). Im Blut von AD-Patienten gemessene Eosinophilenfrequenzen waren im Vergleich zu Gesunden 3,8-4,3-fach höher. ADs-Patienten zeigten verglichen mit Gesunden eine geringere medi-ane Frequenz der Natürlichen Killerzellen (NK-Zellen). Dabei war die Frequenz von CD38- und CD69-exprimierenden NK-Zellen bei diesen Patienten höher als bei Gesun-den. In der ADs-Patientengruppe waren die T-Zellfrequenzen um 27,6 % verringert (P=0,034) und innerhalb der T-Helferzellen wurden in beiden Patientengruppen erhöhte Frequenzen von regulatorischen T-Zellen (Tregs) im Vergleich zur Kontrollgruppe ge-messen (P<0,001). Bei AD-Patienten war dabei der Anteil der aktivierten Tregs erhöht. Typ 2-Helferzellfrequenzen (Th2) waren vergleichbar. Schlussfolgerung: Die erstmals erfolgte hochauflösende Analyse des gesamten Leuko-zytenkompartiments im Blut von AD-Patienten und Gesunden mittels der innovativen CyTOF-Technologie identifizierte bisher nicht beschriebene Zellpopulationen, wie eine NK-Zellsubpopulation mit aktiviertem Phänotyp sowie Veränderungen im T-Zellkompartiment insbesondere von aktivierten Tregs. Die vorliegenden Ergebnisse aus dem Blut und die hier etablierte CyTOF-Methode können eingesetzt werden, um auch in anderen Geweben oder Krankheitsmodellen krankheitsspezifische Veränderungen zu identifizieren.
Atopic dermatitis (AD) is a relapsing chronic skin disease with a high prevalence. In addition to an epidermal barrier dysfunction and an IgE-mediated sensibilization this disease is also characterized by a cell-mediated inflammation which was subject of this study. Using high dimensional mass cytometry (CyTOF) as a hypothesis-generating approach we conducted a systematic analysis of all leukocyte populations in peripheral blood. Method: In this study we included 40 patients with extrinsic AD (serum-IgE-level >100 kU/l, multiple sensibilizations) grouped into moderate AD (ADm, SCORAD 15 to <40) and severe AD (ADs, SCORAD ³40) and 20 healthy controls. 35 immunophenotypic parameters were measured on the cell surface of single cells using mass cytometry. Cell populations were manually identified and quantified using the software FlowJo based on anticipated target populations as well as the results of a non-supervised analysis. Results: The three study groups were comparable in age and gender. Patient groups differed in disease severity (P<0.001). Eosinophil frequencies were 3.8-4.3 times higher in the blood of AD patients than in the one of healthy donors. Median frequencies of NK cells were lower in the blood of ADs-patients compared to healthy participants. The frequency of CD38- and CD69-expressing NK cells was higher in these patients than in healthy participants. In the ADs-patient group T-cell frequencies were reduced by 27.6 % (P=0.034) and within T-helper cells in both patient groups higher frequencies of regulatory T-cells (Tregs) compared to the control group were measured (P<0.001). In ADpatients the portion of activated Tregs was increased. The type-2 helper-T-cell frequency (Th2) was comparable. Conclusion: The first-ever high-resolution analysis of the entire leukocyte compartment in the blood of AD-patients and healthy donors using the innovative CyTOF-technology identified previously unreported cell populations, such as an activated NK cell subpopulation and changes in the T-cell compartment, in particular activated Tregs. The present results from blood and the CyTOF-method which has been established in this study can be used to identify disease-specific transformations also in other tissues or disease models.
