Grundlagen des Überlebens von Plasmazellen im autoimmunen (NZBxNZW)F1 Mausmodell des Systemischen Lupus Erythematodes

Abstract

Die Ursachen für die ungewöhnlich hohe Anzahl langlebiger Plasmazellen in den Milzen von autoimmunen NZB/W Mäusen sind bisher nicht bekannt und wurden in dieser Arbeit untersucht. Zugleich wurden Ansätze entwickelt, um langlebige Plasmazellen gezielt zu eliminieren. Die Analyse des Plasmazell-Kompartiments in IL-6-/- und FcγRIIb-/- Mäusen und die Untersuchung des Überlebens isolierter Plasmazellen aus verschiedenen Mausstämmen zeigten, dass Zell- autonome Faktoren eine Rolle beim verstärkten Überleben von Plasmazellen im NZB/W Mausstamm spielen können, jedoch nicht die maßgeblichen Ursachen sind. Lymphknoten von NZB/W Mäusen enthielten wesentlich geringere Frequenzen langlebiger Plasmazellen als die Milzen, obwohl Plasmazellen in beiden Organen die intrinsischen Voraussetzungen besitzen um langlebig zu werden. Dies kann als deutlicher Hinweis darauf angesehen werden, dass das ungewöhnliche Plasmazell-Überleben in der Milz durch eine veränderte stromale Umgebung zustande kommt. In Übereinstimmung mit dieser Hypothese wurde beobachtet, dass die Plasmazellen in der Milz der NZB/W Mäuse mit SDF-1 produzierenden Zellen ko-lokalisiert sind, welche auch Bestandteil von Plasmazell-Überlebensnischen im Knochenmark sind. Außerdem wurde in dieser Arbeit zum ersten Mal beschrieben, dass Plasmazellen mit Megakaryozyten assoziiert sind, und dass die Anzahl dieser Zellen in der Milz der NZB/W Mäuse, ebenso wie die Anzahl von Plasmazellen, deutlich erhöht ist. Es ist bekannt, dass Megakaryozyten mehrere Plasmazell-Überlebensfaktoren produzieren. Eine spezifische experimentelle Beeinflussung der Megakaryopoiese mittels Thrombopoietin- Injektion hatte eine deutliche Depletion reifer Plasmazellen in vivo zur Folge. Diese Ergebnisse zeigen, dass Plasmazellen in NZB/W Milzen mit Megakaryozyten wechselwirken und dass die Modulation der Megakaryopoiese einen neuen Ansatzpunkt zur Eliminierung autoreaktiver Plasmazellen darstellt. Unter den hier getesteten Ansätzen zur Depletion langlebiger Plasmazellen war außerdem die Behandlung mit dem Proteasom-Inhibitor Bortezomib sehr erfolgreich.

The number of long-lived plasma cells in spleen of autoimmune NZB/W mice is highly increased compared to non-autoimmune mice. In this study, the basis for the abnormal plasma cell survival in NZB/W mice was investigated and different strategies for therapeutic depletion of these cells were tested. Analysis of the plasma cell compartments in IL-6-/- and FcγRIIb-/- mice together with in vitro results on the survival of isolated plasma cells of different mouse strains indicated that plasma cell autonomous factors may contribute to the increased survival, but could not solely explain this phenomenon. The frequency of long-lived plasma cells was much lower in the lymph nodes of NZB/W mice than in their spleens, though lymph node plasma cells exhibit all intrinsic pre-requisites to become long-lived. These results suggest that changes in the stromal environment of the spleen lead to an increased plasma cell survival in this organ. In accordance with this hypothesis, most splenic NZB/W plasma cells were found to be co-localized with SDF-1 producing cells. Such cells are part of the plasma cell survival niche in the bone marrow. Additionally, in this study it was shown that about 40 % of all plasma cells are associated with megakaryocytes, which has never been reported so far. The numbers of megakaryocytes, though very rare in normal spleens, were increased in the spleens of autoimmune mice, which goes along with the increase of long- lived plasma cells. It is known that megakaryocytes produce multiple plasma cell survival factors. A manipulation of the megakaryopoiesis by the injection of thrombopoietin in vivo resulted in a remarkable depletion of long-lived plasma cells. These results clearly show an interplay between plasma cells and megakaryocytes in the spleen of NZB/W mice. Manipulation of megakaryopoiesis by thrombopoietin administration is a novel strategy to eliminate long-lived plasma cells. Also, application of bortezomib, a potent proteasome inhibitor, was successfully used for depletion of long-lived plasma cells.