Untersuchungen zur Bedeutung des kostimulatorischen Moleküls CD2 bei Colitis im Tiermodell

Abstract

Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen (CED) gehören zu den am häufigsten auftretenden chronisch rezidivierenden Entzündungen. Obwohl in den letzten Jahren viele neue Erkenntnisse zu ihrer Pathogenese gesammelt wurden, sind bislang noch immer viele Aspekte der Entstehung ungeklärt. Daher gibt es bislang keine Therapie, die an den Ursachen ansetzt. Diese Arbeit liefert einen möglichen neuen Ansatzpunkt für die Behandlung chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen, da im Verlauf dieser Arbeit zum ersten Mal gezeigt werden konnte, dass durch die Modulation von CD2 der Verlauf experimenteller Colitis positiv beeinflusst werden kann.

Durch die Behandlung von Mäusen mit dem anti-CD2 mAk 12-15 konnte eine Verbesserung (Transfer ConA-aktivierter T-Zellblasten) bzw. Verzögerung (Transfer von CD45RBhigh T-Zellen) einer, durch adoptiven Transfer CD4 positiver T-Zellen induzierten Colitis erreicht werden. Bei etablierter Transfercolitis führte die Therapie mit diesem anti-CD2 mAk zu einer Abschwächung der Entzündung. Untersuchungen des Zytokinprofils und der Proliferation von Lymphozyten dieser anti-CD2 mAk behandelten Transfercolitis- Mäuse zeigten sowohl eine signifikant geringere IL-2 Produktion als auch eine gehemmte T-Zellproliferation. Die am Beispiel einer Infektion mit Toxoplasma gondii untersuchte Infektabwehr wurde durch die anti-CD2 mAk Behandlung nicht beeinflusst. CD2 defiziente Mäuse wiesen in diesem Modell sogar signifikant weniger T. gondii Vakuolen im Darm auf als ebenfalls infizierte Kontrollmäuse.

Auf Grund ihrer Immunpathologie wird die Toxoplasmen-Infektion auch als Crohn- Modell genutzt. Bei Untersuchung dieses Th1-vermittelten Aspekts einer T. gondii-Infektion zeigte sich ein nicht signifikanter Trend für ein verlängertes Überleben nach anti-CD2 mAk Behandlung. CD2 defiziente Mäuse allerdings überlebten signifikant länger, und wiesen einen niedrigeren histologischen Score sowie eine geringere Produktion von IL-6 und IFN-g auf.

Schließlich konnten durch in vitro-Untersuchungen an verschiedenen Populationen humaner Lymphozyten sowie human CD2 transgener Splenozyten 5 humane anti-CD2 mAk identifiziert werden, die sowohl die Proliferation als auch die IFN-g Synthese stimulierter Lymphozyten inhibieren. Damit könnten diese anti-CD2 mAk potentielle Kandidaten für eine CD2 gerichtete Colitis- Immuntherapie beim Menschen sein.

Inflammatory bowel disease (IBD) affects millions of people worldwide and is characterized by uncontrolled chronic inflammation of the intestinal mucosa. Although in the last years many new insights into the pathogenesis were gained, the etiology remains to be unknown. Therefore, today exists no therapy, which treats the trigger of this disease. The presented work demonstrates a possible new strategy for the treatment of chronic inflammatory bowel disease, as it could be shown for the first time that the process of experimental colitis can be positively affected by modulation of the costimulatory adhesion molecule CD2.

Colitis induced by adoptive transfer of CD4+ T cells, could be improved (transfer of ConA activated T cell blasts) and/or delayed (transfer of CD45RBhigh T cells) by treating mice with the non-depleting anti-CD2 monoclonal antibody (mAb) 12-15. In established transfer colitis treatment with the anti-CD2 mAb attenuated intestinal inflammation. As confirmed by the cytokine profile and proliferation of stimulated lymphocytes. Anti-CD2 mAb treated mice with established transfer colitis showed both a significantly smaller IL-2 production and an inhibited T cell proliferation.

Infection of mice with Toxoplasma gondii (T. gondii) leads to a Th1 mediated immuno-pathology of the small intestine. Immune defence was not affected by treatment with anti-CD2 mAb 12-15. CD2 deficient mice exhibited even significantly less pseudocysts of T. gondii in the intestine than infected control mice.

Due to their immunopathology T. gondii infections of mice are also used as a model for Crohn´s Disease. With regard to the Th1-mediated aspect of T. gondii infection anti-CD2 mAb treatment effectuated a (not significant) trend for prolonged survival of the mice. Infected CD2 deficient mice however survived significantly longer and exhibited less signs of histological inflammation as well as smaller production of IL-6 and IFN-g.

Finally, investigations of different populations of stimulated human lymphocytes and human CD2 transgenic splenocytes were used to identify 5 human anti-CD2 mAk, which in-vitro inhibited proliferation and IFN-g synthesis of stimulated lymphocytes. These anti-CD2 antibodies could be potential candidates for a CD2 directed immunotherapy of colitis in humans.