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Titel: Interleukin-4 induzierendes Prinzip von Schistosoma mansoni Eiern (IPSE): Klassisches Antigen oder Superantigen?
Autor: Michels, Julia Dorothea
Weitere Beteiligte: Maier, Rolf F. (Prof. Dr.)
Erscheinungsjahr: 2011
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2011/0027
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2011-00270
DOI: https://doi.org/10.17192/z2011.0027
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.): Interleukin-4 inducing Principle from Schistosoma mansoni Eggs (IPSE): Classical antigen oder superantigen?

Dokument

Schlagwörter:
Mastzelle, Immunglobulin E, Superantigen, CDR-H3, IPSE, IPSE, CDR-H3, Mastcell, IgE, Superantigen, Allergie, Mastzelldegranulation, Antikörperrepertoire

Zusammenfassung:
Die häufigsten allergischen Erkrankungen sind Asthma bronchiale, Neurodermitis und allergische Rhinitis. Diese Krankheiten nehmen an Inzidenz zu, sind für Betroffene sehr belastend und können lebensbedrohlich werden. Aktuelle Forschungsprojekte zielen darauf ab, die Mechanismen der Allergieentstehung besser zu verstehen, um dann spezifische Therapien entwickeln zu können. Die akute allergische Reaktion vom Typ I wird über IgE-Freisetzung vermittelt. Ein wichtiger Mechanismus hierbei ist die systemische Sensibilisierung bei einem Antigenkontakt und die folgende Aktivierung von Mastzellen bei erneutem Antigenkontakt durch Quervernetzung von Mastzell-gebundenem IgE, was zur Freisetzung von Entzündungsmediatoren führt. Im Gegensatz zu klassischen Allergenen führt das Peptid Interleukin-4 induzierendes Prinzip von Schistosoma mansoni Eiern (IPSE) aus Schistosomeneiern schon beim ersten Antigenkontakt zur Mastzelldegranulation. Es bindet an Mastzell-gebundenes IgE, ohne dieses jedoch querzuvernetzen und weist damit andere Wege der Mastzellaktivierung auf als die bereits bekannten über eine systemische Sensibilisierung. Aus Voruntersuchungen ist bekannt, dass IPSE sowohl am Fc- als auch am Fab-Teil von IgE binden kann. Beide Bindungen sind für die Mastzelldegranulation relevant. Es ist unklar, ob die Bindung an den Fab-Teil über eine klassische Bindung oder eine Superantigenbindung erfolgt. Bei der Superantigenbindung bindet das Antigen an der Stelle des Antikörpers, die durch die Framework-Region des Variablen (VH) Fab-Teils kodiert wird. Die VH-Gensegmente werden in sieben Familien eingeteilt. Durch ein Superantigen werden in der Regel alle B-Lymphozyten aktiviert, die VH-Gene einer Familie exprimieren. Bei der klassischen Antigenbindung werden durch Bindung an die hypervariable „complemetarity determining region“ des Fab-Teils nur sehr wenige Zellen aktiviert. Die Fragestellung der folgenden Arbeit war, ob IPSE nach dem klassischen Prinzip oder als Superantigen bindet. Hierfür wurde die IPSE-Bindung durch B-Lymphozyten untersucht, die aus Mäusen stammten, die in ihrem Antikörperrepertoire eingeschränkt waren. Dabei wurden Wildtyp Balb/c Mäuse verglichen mit solchen, die überwiegend hydrophobe Aminosäuren in der klassischen Antigenbindungsstelle besitzen (= ∆-RF2 Maus) und mit solchen, die dort überwiegend geladene Aminosäuren besitzen (∆-iD Maus). Sollte die IPSE-Bindung über die klassische Stelle zustande kommen, so wäre ein Unterschied bei den verschiedenen Mauslinien zu erwarten. Bei einer Superantigenbindung wären keine Unterschiede zu erkennen. Wir etablierten Methoden zur Messung des Anteils IPSE-bindender B-Lymphozyten mittels FACS-Analyse und der IPSE-bindenden Antikörper mittels ELISA und konnten zeigen, dass es zwischen den verschiedenen Mauslinien keinen Unterschied in der IPSE-Bindungsfähigkeit gibt. Daraus lässt sich ableiten, dass die IPSE-Bindung höchstwahrscheinlich als Superantigen erfolgt. Dies erklärt die Mastzellaktivierung durch IPSE schon beim ersten Antigenkontakt. Weiterhin zeigte sich, dass die B-Lymphozyten der Peyer-Plaques des Darms einen geringeren Anteil IPSE-bindender Zellen enthalten als die der Milz und der Peritonealhöhle.

Summary:
IPSE is an antigen of schistosoma mansoni, a helminth that can be found in tropical areas. IPSE causes mastcell degranulation without cross linking of IgE. The aim of this dissertation was to determine if IPSE binds to antibodies as a classical or a superantigen. Therefore we used mice with restricted antibody repertoire. The mice were limited in their ability to use any amino acid in the CDR-H3 region, which is the most important part of the classical antigen-binding site. We analyzed the B-lymphocytes of wildtype and two limited types of mice in FACS and the antibodies in ELISA. The expectation was, that differences in the ability to bind IPSE between the different types of mice would appear if IPSE was an classical antigen. If IPSE was a superantigen, there would be no differences to be found. As we did not find any differences, we concluded that IPSE is a superantigen.


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