Identifizierung und Charakterisierung reaktiver T-Zellen Eimeria falciformis- infizierter Mäuse

Abstract

Der einzellige Parasit Eimeria falciformis infiziert und entwickelt sich in den Epithelzellen des Blind- und oberen Dickdarmes der Maus (Mus musculus). Die Immunantwort der Wirte führt nach Primärinfektion zum Aufbau einer stabilen Immunität vor Folgeinfektionen. Dabei sind zelluläre Abwehrmechanismen von Bedeutung, welche im Rahmen der Dissertation näher charakterisiert wurden.

Zunächst wurde in T-Zell-Transformationstests eine parasitenspezifische Proliferation mesenterialer Lymphknotenzellen (MLNC) infizierter BALB/c-Mäuse beobachtet. Um deren mögliche protektiven Effekte in vivo zu überprüfen, wurden MLNC infizierter Spender intravenös in naive Empfängermäuse transferiert und diese nachfolgend mit 100 Oozysten von E. falciformis infiziert. Dabei konnte bei Transfer von MLNC vom vierten Tag post infectionem (p.i.) eine Reduktion der Oozystenausscheidungen von 65% und mit MLNC vom zehnten Tag p.i. von 74% erreicht werden. Um zu untersuchen, welche T-Zell- Population für die Schutzwirkung verantwortlich ist, wurden CD8+-T-Zellen der MLNC mittels MACS (magnetic cell sorting) separiert und deren Wirkung im Transferexperiment überprüft. Dabei konnte eine signifikante Reduktion der Oozystenausscheidung um 59-67% festgestellt werden.

Aufgrund von hoher Mortalität der Empfänger CD8+-depletierter MLNC infizierter Spender wurde die größte Population dieser Suspension, die CD4+-T-Lymphozyten, separiert, um deren Effekt im Transferexperiment zu überprüfen. Hierbei konnten keine verstärkten klinischen Symptome der Rezipienten, verglichen mit Empfängern von CD8+-T-Zellen, festgestellt werden. Die histologische Beurteilung der pathologischen Veränderungen im Darm zeigten jedoch in der Empfängergruppe der CD4+-T-Zellen starke entzündungsbedingte Veränderungen, besonders im Dünndarm der Tiere. Da E. falciformis im Caecum und oberen Colon parasitiert, könnten diese Veränderungen durch gebildeten Entzündungsmediatoren, wie Zytokine, verursacht worden sein. Die Bestimmung der lokalen und systemischen Konzentrationen der proinflammatorischen Zytokine IFN-γ, TNF-α und IL-6 konnten aber keine eindeutigen Hinweise auf deren Beteiligung an den pathologischen Veränderungen bringen.

Um die Bildung der T-Effektor- sowie Gedächtniszellen bei E. falciformis- Infektion näher zu charakterisieren, wurde die Funktion des Kostimulators CTLA-4 auf der Oberfläche von T-Zellen in der Primär- und Sekundärinfektion untersucht. Dabei konnten aber keine eindeutigen Rückschlüsse auf die Beteiligung des Rezeptors an der Entwicklung einer schützenden Immunantwort gegen den Parasiten gezogen werden.

,Identification and characterisation of reactive T cells from

Eimeria falciformis infected mice"

The protozoan parasite Eimeria falciformis infects its mouse host and develops in the epithelial cells of the caecum and upper colon. Primary infection of the host by this parasite leads to a stable and specific immunity against subsequent infections. This protection is primarily based on cellular immunity, which is the main subject of this thesis.

Firstly, a parasite-specific proliferation of mesenteric lymph node cells (MLNC) of infected BALB/c-mice was observed in T-cell transformation tests. To determine their possible protective effects in vivo, MLNC of infected donor mice were transferred intravenously into naive recipient mice and challenged with 100 oocysts of E. falciformis. Recipient mice showed 65% and 74% reduction in oocysts excretion following transfer of donor MLNC from day four and ten post infection (p.i.), respectively. In order to analyse the cell population responsible for the protection, CD8+ T cells of MLNC were separated by MACS (magnetic cell sorting) and the effect of this fraction was tested in a transfer experiment. The transfer of the CD8+ T cell population led to a significant reduction of 59-67% in oocyst output.

Due to the high mortality of the recipients of CD8+ depleted MLNC from infected donors, the greatest population of this suspension, the CD4+ T cells, were separated and their effect was examined in a transfer experiment. There were no aggravated clinical symptoms of CD4+ T cell recipient mice compared to the recipients of CD8+ T cells. However, the histological evaluation of pathological changes in the gut showed strong signs of inflammation in the recipients of activated CD4+ T cells, especially in the small intestine. Since E. falciformis dwells the caecum and upper colon, these changes in the gut could have been caused by the activity of soluble mediators of inflammation like cytokines. However, the quantification of local and systemic concentrations of the proinflammatory cytokines IFN-γ, TNF-α and IL-6 did not give a clear hint regarding their participation in pathological changes.

To characterise the production of effector T cells and memory cells in an E. falciformis-infection, the function of the co-stimulatory receptor CTLA-4 on the surface of T cells was examined in a primary and secondary infection with this parasite. Analysis showed no clear-cut participation of this receptor in the development of protective immune responses against E. falciformis.