dc.contributor.author
Gerhard, Jenny
dc.date.accessioned
2018-06-07T23:14:51Z
dc.date.available
2018-04-23T08:28:14.600Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/10232
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-14430
dc.description.abstract
Aufgrund rasant steigender Antibiotikaresistenzraten besteht ein dringender
Bedarf an neuen Therapie- und Präventionsstrategien gegen bakterielle
Infektionen. In der vorliegenden Arbeit sollten vor diesem Hintergrund
grundlegende Mechanismen der antibakteriellen T-Zell-Immunität aufgeklärt und
somit die Grundlage für die Entwicklung neuer Impfstrategien gegen bakterielle
Infektionen gelegt werden. Aufbauend auf neuen Erkenntnissen, dass Zellen des
angeborenen Immunsystems lebende von toten Bakterien unterscheiden können
(Sander et al., 2011), sollte analysiert werden, welchen Einfluss die
Erkennung bakterieller Vitalität durch Antigen-präsentierende Zellen (APC) auf
die Polarisierung von T-Helferzellen hat. Zunächst konnte gezeigt werden, dass
humane Monozyten bakterielle Vitalität erkennen, da die Phagozytose von
lebenden, apathogenen Bakterien im Vergleich zu toten Bakterien zu einem
spezifisch veränderten Zytokinprofil und somit zu einer stärkeren Immunantwort
führte. Weiterführend konnte gezeigt werden, dass diese Diskriminierung
nachfolgende adaptive Immunantworten, speziell T-Helferzellantworten
beeinflusste. Lebende Bakterien induzierten in Monozyten Signale, welche
präferentiell zur Differenzierung von TH1- und TFH-Zellen, nicht aber zu einer
gesteigerten TH17-Polarisierung führten. Durch Neutralisationsversuche konnte
IL-12 als entscheidendes Immunsignal für eine durch Infektion oder vita-PAMP-
Erkennung induzierte TFH-Zelldifferenzierung identifiziert werden.
Neutralisierung von IL-12 in E. coli (EC)-aktivierten Monozyten-Überständen
hemmte die TFH-Zelldifferenzierung, wohingegen rekombinantes IL-12 eine TFH-
Zellpolarisierung induzierte. Lebende Bakterien enthalten im Gegensatz zu
toten Bakterien RNA, welche durch Monozyten via TLR8 erkannt wird. Hemmung der
TLR8-Expression in humanen Monozyten mittels RNA-Interferenz reduzierte die
TFH-Zelldifferenzierung als Antwort auf lebende EC deutlich. TLR8-abhängige
Signale sind daher für die Detektion lebender Bakterien durch humane Monozyten
und die anschließende T-Zellantwort entscheidend. Umgekehrt konnte durch
aufgereinigte bakterielle RNA, sowie synthetische TLR8-Liganden eine
effiziente TFH-Zellpolarisierung induziert werden. Zusammenfassend zeigen die
Daten in der vorliegenden Arbeit, dass humane Monozyten durch die Erkennung
von vita-PAMPs in der Lage sind, zwischen lebenden und toten Bakterien zu
unterscheiden. Die TLR8-abhängige Detektion lebender Bakterien führt in
humanen Monozyten zur Produktion von Signalen, die eine TFH-Zellpolarisierung
von naϊven CD4+ T-Zellen begünstigen. Damit stellen vita-PAMP Rezeptoren wie
TLR8 ein vielversprechendes Target für neue Impfadjuvantien dar, die
spezifisch eine verstärkte TFH-Zellpolarisierung und somit humorale Immunität
erzeugen.
de
dc.description.abstract
Rapidly increasing antibiotic resistance rates urgently call for novel
therapeutic and prevention strategies against bacterial infections. In this
context, the present work aimed to elucidate basic mechanisms of antibacterial
T cell immunity, and thus to establish a basis for the development of improved
vaccination strategies against bacterial infections. Based on new insights
that cells of the innate immune system are able to discriminate between viable
and dead bacteria (Sander et al., 2011), it was analyzed how the recognition
of bacterial viability by antigen presenting cells (APC) influences subsequent
T helper cell responses. Classical human monocytes or primary dendritic cells
were stimulated with viable or dead E. coli (EC), which revealed a capacity of
human APC to detect bacterial viability, since phagocytosis of viable bacteria
led to a specific cytokine profile and subsequent T helper cell responses,
compared to heat killed bacteria. Live avirulent thymidine auxotroph (thyA–,
replication deficient) EC induced signals in human monocytes, which
preferentially led to a TH1 and TFH cell differentiation, but not to a TH17
cell polarization of autologous naïve human T cells. De novo generated TFH
cells expressed all markers of TFH cells and provided help to naïve B cells.
Use of neutralizing antibodies and recombinant cytokines identified IL-12,
which was selectively produced by human monocytes in response to viable but
not killed EC, as a crucial signal for infection- or vita-PAMP-induced human
TFH cell differentiation. Neutralization of IL-12 in EC-activated monocyte
supernatants impaired TFH cell differentiation, whereas addition of
recombinant IL-12 stimulated TFH cell polarization. Live but not killed
bacteria contain RNA, which is sensed by TLR8 in human monocytes. Silencing of
TLR8 expression in human monocytes by RNA interference strongly reduced their
capacity to promote TFH cell differentiation in response to live bacteria. In
addition, treatment of human monocytes with bacterial RNA complexed to
polycationic peptide poly-L-arginine (pLa) evoked efficient TLR8-dependent
IL-12 production and subsequent TFH cell polarization. In summary, the present
study reveals that human APC are able to discriminate between live and dead
bacteria through the recognition of vita-PAMPs. TLR8-dependent recognition of
viable EC led to a production of TFH cell promoting signals, most importantly
IL-12. Hence, vita-PAMP receptors like TLR8 represent promising targets for
novel TFH-biased vaccine adjuvants. Vaccines that contain vita-PAMPs, could
combine the superior protection of live attenuated vaccines with the better
safety of dead vaccines.
en
dc.format.extent
97 Seiten
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
vaccine response
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Regulation humaner T-Zell-Antworten durch Detektion bakterieller Vitalität in
Antigen-präsentierenden Zellen
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Leif Erik Sander
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Christian Freund
dc.date.accepted
2018-04-09
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000107015-7
dc.title.translated
Regulation of human T cell responses through the detection of bacterial
viability in Antigen-presenting cells
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000107015
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000023636
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access