Untersuchung der Lebenszeit von Plasmazellen nach der oralen Immunisierung von Mäusen

Abstract

Plasmazellen gewährleisten durch ihre Sekretion von spezifischen Antikörpern eine lang-anhaltende humorale Immunität eines Organismus. Sie werden nach einem gastrointestinalen Antigen-Kontakt in den darmassoziierten Lymphgeweben sowie den drainierenden mesenterialen Lymphknoten gebildet. Je nach Antigen kann auch die Milz an ihrer Entstehung beteiligt sein. Von dort migrieren die überwiegend IgA+ ASC in die Lamina propria des Darmgewebes. Ihre sezernierten spezifischen IgA-Antikörper werden in das Darmlumen transportiert, wo sie Pathogene und Toxine spezifisch markieren und neutralisieren. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass durch eine zweimalige orale Immunisierung spezifische ASC induziert werden, welche nach ihrer Migration im Darm und im Knochenmark langlebig werden können. Histologische Untersuchungen des Darmgewebes auf bekannte überlebensfördernde Faktoren für Plasmazellen ergeben, dass eine Ko-Lokalisation zwischen langlebigen Plasmazellen und eosinophilen Granulozyten, wie sie im Knochenmark nach einer systemischen Immunisierung beobachtet wird (44), nicht vorliegt. Der Überlebensfaktor APRIL wird im Darm zwar umfangreich produziert, die Untersuchungen lassen jedoch keinen Rückschluss zu, ob langlebige ASC in unmittelbarer Nähe von APRIL akkumulieren. Da APRIL in löslicher Form vorliegt, ist es daher auch ohne direkten Kontakt an eosinphile Granulozyten für Plasmazellen verfügbar. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass andere Faktoren an den Überlebensnischen des Darmgewebes beteiligt sind. Während der Darm nahezu ausnahmslos langlebige ASC des Isotyps IgA beherbergt, akkumulieren im Knochenmark spezifische ASC der Isotypen IgA und IgG1. Sowohl IgA+ als auch IgG1+ spezifische ASC können im Knochenmark in einer Überlebensnische persistieren, wobei die Ergebnisse Hinweise geben, dass ASC des Isotyps IgG1 eine bessere Überlebenschance im Knochenmark aufweisen als diejenigen des Isotyps IgA. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass intestinal induzierte ASC in das Knochenmark migrieren und dort als langlebige ASC persistieren können. Sie sezernieren über mehrere Monate spezifische Antikörper und erhalten einen stabilen Serumtiter aufrecht.

Plasma cells provide long-lasting humoral immunity by secretion of specific antibodies. After gastrointestinal application of antigens they are generated in gut-associated lymphoid tissue and their draining mesenteric lymph nodes. Depending on the antigen the spleen also participates in generation of intestinal induced plasma cells. The resulting plasma blasts predominantly express IgA isotype and migrate into the lamina propria of the small intestine. Secreted IgA antibodies are transported into the gut lumen where they specifically mark and neutralize pathogens and toxins, respectively. The results show that immunizing mice two times orally can induce antigen-specific plasma cells that can become long-lived within the lamina propria and bone marrow. Histologic investigations of the lamina propria regarding the incidence of known survival factors for plasma cells show that long-lived plasma cells do not co-localize with eosinophils as they doin bone marrow after systemic immunization (44). The survival factor APRIL is constitutively expressed in the lamina propria but analysis permit no preferential accumulation of plasma cells in APRIL-enriched regions. This observation can be explained by the presence of solu- ble APRIL in the lamina propria. Moreover, other factors might be part of the intestinal survival niche. Whereas the small intestine harbors long-lived plasma cells of the IgA isotype exclusively, IgA+ and IgG1+ plasma cells specific for orally administered antigens accumulate in the bone marrow. Both IgA+ and IgG1+ ASC persist in the bone marrow in survival niches while results imply that IgG1+ plasma cells are of considerable higher viability than IgA+ plasma cells. The results of this work show that intestinal induced plasma cells migrate to the bone marrow where they survive as long-lived plasma cells. They secrete specific antibodies for several months and thereby provide a constant serum titer.