Die Bedeutung der zytotoxischen CD8+ T-Lymphozyten im Verlauf der Coxsackievirus B3-induzierten Myokarditis im Mausmodell

Abstract

Enteroviren aus der Familie der Picornaviren sind die häufigste Ursache einer Myokarditis beim Menschen. Anhand des Mausmodells der Enterovirus-induzierten Myokarditis konnte gezeigt werden, daß neben Virus-spezifischen Faktoren auch dem Immunsystem des Wirtes eine entscheidende Rolle am Verlauf der Erkrankung zukommt.

Zur näheren Differenzierung zellulärer Komponenten der Immunität für den Verlauf der Enterovirusmyokarditis wurden immunkompetente C57BL/6J-Mäuse sowie immundefiziente Perforin knock out und ß2 Mikroglobulin knock out Mäuse mit CVB3 infiziert und der Verlauf der Infektion in den drei Mausstämmen miteinander verglichen. Sowohl die immunkompetenten C57BL/6J-Mäuse als auch die immundefizienten Perforin knock out Mäuse zeigten einen nahezu identischen Verlauf der Infektion und entwickelten eine mild verlaufende akute Myokarditis mit moderater Gewebeschädigung und vollständiger Eliminierung des Erregers aus dem Organismus. Im Gegensatz dazu war die CVB3-Infektion der ß2 Mikroglobulin knock out Mäuse, welche über keine funktionell intakten CD8+ zytotoxischen T-Lymphozyten und CD4+NK1.1+ Zellen verfügen, charakterisiert durch eine schwer verlaufende akute Myokarditis mit massiver Schädigung des Myokards und nachfolgender Entwicklung einer chronischen Entzündungsreaktion, assoziiert mit Viruspersistenz.

Die Befunde machen deutlich, daß die Perforin-vermittelte Zytotoxizität weder notwendig für die Eliminierung von CVB3 aus dem Organismus ist, noch für die Gewebeschädigung im Verlauf der Enterovirusmyokarditis verantwortlich gemacht werden kann. Eine Analyse der verschiedenen bis heute bekannten Immundefekte der ß2 Mikroglobulin knock out Mäuse zeigt Möglichkeiten auf bezüglich der Terminierung einer chronischen Herzerkrankung und der viralen Persistenz. Dabei gibt es wichtige Hinweise für eine bedeutsame Rolle der humoralen Immunantwort hinsichtlich der Entstehung einer chronischen Myokarditis und der enteroviralen Persistenz, da die ß2 Mikroglobulin knock out Mäuse nicht nur durch fehlende CD8+ T-Lymphozyten charakterisiert sind, sondern auch Defekte bezüglich ihrer humoralen Immunabwehr zeigen. Da eine hohe initiale Virusbeladung in der akuten Phase der Infektion wegbereitend ist für die Entwicklung einer persistierenden Virusinfektion, stellt eine Beeinträchtigung der humoralen Immunantwort in der frühen Phase der Infektion vermutlich einen kritischen Faktor dar.

Enteroviruses, from the family of the Picornaviruses, are known to induce acute as well as chronic myocarditis in humans. From investigations in the murine model of the CVB3-myocarditis which mimick human myocarditis it can be concluded that, in addition to virus-specific factors, the host's immune response influence the outcome and the course of the enteroviral heart disease.

In order to gain further insight into the role of the cellular immunity in murine CVB3-myocarditis, we have compared the course of the disease in immunocompetent C57BL/6J mice with perforin knock out and with ß2 microglobulin knock out mice. The immunocompetent C57BL/6J mice as well as the immunodeficient Perforin knock out mice revealed a nearly identical course of the disease. Both mouse strains developed a mild acute myocarditis with virus clearence during the acute stage of infection. In contrast, the CVB3 infection of the ß2 microglobulin knock out mice which are deficient in CD8+ T lymphocytes and CD4+NK1.1+ cells was characterized by a severe inflammatory response with massive myocardial damage. These mice were not able to eliminate the virus and thus developed a chronic myocarditis consistently associated with virus persistence.

From these results it can be concluded, that perforin-mediated cytotoxicity is neither required for virus resolution from the heart nor responsible for myocardial damage during the course of the disease. The analysis of the different immune deficiencies of the ß2 microglobulin knock out mice indicates, that expression of ß2 microglobulin is important for the protection against the development of chronic myocarditis. There is firm evidence that in addition to defective antiviral effector mechanisms induced by CD8+ T lymphocytes, e. g. via expression of interferon-g, an ineffective humoral immune response contributes to the failure of these mice to reduce initial viral load in the organism during acute infection, thus resulting in the development of chronic myocarditis.