dc.contributor.author
Diedrichs, Falk
dc.date.accessioned
2021-09-15T13:01:57Z
dc.date.available
2021-09-15T13:01:57Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/30316
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-30056
dc.description.abstract
Rising numbers of patients with cardiovascular diseases and limited availability of
donor hearts require novel and improved therapy strategies. Here, human atrial
appendage-derived cells (hAACs) emerged as promising candidates for an allogeneic
cell-based treatment. In this thesis, hAACs were analyzed for (I) their cellular
characteristics after long-term cryopreservation, (II) their interaction with cells from the
adaptive immune system in vitro, and (III) their underlying mode of action exerted in
the crosstalk with immune cells. (I) Characterization of hAACs, according to
standardized classification criteria of the International Society of Cell & Gene Therapy
(ISCT), revealed a surface marker profile similar to conventional mesenchymal stromal
cells (MSCs). However, hAACs were in contrast unable to differentiate into
osteoblasts, chondroblasts or adipocytes in vitro and expressed the surface marker
CD90 only on a low level. (II) The hAAC product demonstrated a low immunogenic
phenotype after IFNγ pre-stimulation by moderate de novo expression of HLA-DR,
lacking expression of co-stimulatory molecules, and upregulation of the inhibitory
ligands PD-L1 and PD-L2. Most importantly, they did not induce allogeneic immune
responses in co-cultures with human leukocyte antigen (HLA)-mismatched peripheral
blood mononuclear cells (PBMCs). Furthermore, hAACs efficiently suppressed
ongoing immune responses, especially in inflammatory environments, as seen in the
reduction of T cell proliferation and decline of pro-inflammatory cytokine release
(IFNγ, TNFα, TNFβ, IL-17A) in co-cultures with αCD3/αCD28-activated PBMCs.
Transwell experiments confirmed that mostly soluble factors were responsible for the
observed immunomodulatory effect of hAACs after IFNγ pre-treatment. (III) Lastly,
indolamine-2,3-dioxygenase (IDO) could be identified as the key molecule of action
involved in the suppression of T cell proliferation and induction of their apoptosis
through a genome-wide gene expression analysis of three donors.
Thus, hAACs represent a unique and distinct MSC-like cell subset with atypical but
clinically interesting features. Moreover, the presented data not only suggests the
safety of the hAAC product for an allogeneic application, but also indicates its
compelling potential to limit adverse remodeling after cardiac injury by effectively
modulating the misdirected immune system.
en
dc.description.abstract
Die steigende Fallzahl von Patienten mit kardiovaskulären Erkrankungen und die
eingeschränkte Verfügbarkeit von Spenderherzen erfordert die Entwicklung neuer und
verbesserter Therapieoptionen. Vor diesem Hintergrund sind humane Herzohrabgeleitete Zellen ([engl.] human atrial appendage-derived cells; hAACs)
vielversprechende Kandidaten für ein allogenes Behandlungsverfahren. In dieser
Dissertation wurden hAACs analysiert bezüglich ihrer (I) zellulären Charakteristika
nach langfristiger Kryokonservierung, (II) Interaktionen mit Zellen des adaptiven
Immunsystems in vitro, und (III) zugrundeliegenden Wirkmechanismen eben jener
Interaktionen. (I) Die Charakterisierung von hAACs anhand einheitlicher Kriterien der
International Society of Cell & Gene Therapy (ISCT) ergab ein
Oberflächenmarkerprofil, das ähnlich zu dem von konventionellen mesenchymal
stromalen Zellen (MSCs) war. Im Gegensatz zu diesen waren hAACs in vitro allerdings
nicht in der Lage, in Osteoblasten, Chondroblasten oder Adipozyten zu differenzieren
und exprimierten den Oberflächenmarker CD90 nur zu einem geringen Grad.
(II) Das hAAC Zellprodukt besitzt einen niedrig immunogenen Phänotyp nach
Stimulation mit IFNγ, der sich durch moderate Expression von HLA-DR, Abwesenheit
ko-stimulatorischer Marker, sowie Hochregulation von PD-L1 und PD-L2 Liganden
auszeichnet. Bedeutsam ist, dass hAACs keine allogenen Immunreaktionen in
Ko-Kulturen mit humanen Leukozyten-Antigen (HLA)-inkompatiblen mononukleären
Zellen des peripheren Blutes (PBMCs) induzierten. Weiterhin unterdrückten hAACs
besonders wirksam bereits initiierte Immunreaktion, vor allem in inflammatorischen
Umgebungen. Dies zeigte sich in einer supprimierten T-Zell Proliferation und
reduzierten Freisetzung pro-inflammatorischer Zytokine (IFNγ, TNFα, TNFβ, IL-17A)
in Ko-Kulturen mit αCD3/αCD28-aktivierten PBMCs. Transwell Experimente
bestätigten, dass hauptsächlich lösliche Faktoren verantwortlich für die beobachteten
immunmodulatorischen Eigenschaften von IFNγ vorbehandelten hAACs waren.
(III) Durch eine Genom-weite Analyse der Gen Expression von drei Spendern konnte
letztlich Indolamin-2,3-Dioxygenase (IDO) als zentrales Schlüsselmolekül der
Suppression von T-Zell Proliferation und Induktion derer Apoptose identifiziert werden.Zusammenfassung
VI
Demzufolge präsentieren sich hAACs als einzigartiger und definierter MSC-artiger
Subtyp mit atypischen, aber klinisch interessanten Eigenschaften. Die gezeigten
Ergebnisse legen die Sicherheit des hAAC Produktes für eine allogene Anwendung
nahe. Zudem deuten sie auch auf die Möglichkeit hin ungünstiges kardiales
Remodeling, durch die effektive Modulation des fehlgeleiteten Immunsystems, zu
limitieren.
de
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
dc.subject
cell-based therapies
en
dc.subject
immunogenicity
en
dc.subject
immunomodulation
en
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Defining the role of cardiac-derived cells as modulators of major immune responses in inflammatory environments
dc.contributor.gender
male
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2021-09-17
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-refubium-30316-8
dc.title.translated
Die Rolle kardial-abgeleiteter Zellen als potente Modulatoren von Immunreaktionen unter Inflammation
de
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
refubium.isSupplementedBy.url
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE12646
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access