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Titel:Klonale experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis: Charakterisierung myelinspezifischer Antikörper in einem TH2-induzierten adoptiven Transfermodell
Autor:Sieren, Michael
Weitere Beteiligte: Sommer, Norbert (Prod. Dr.)
Veröffentlicht:2012
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2012/0851
DOI: https://doi.org/10.17192/z2012.0851
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2012-08517
DDC: Medizin
Titel (trans.):Clonal experimental autoimmune encephalomyelitis: characterization of myelinspecific antibodies in a TH2 adoptive transfer model
Publikationsdatum:2012-09-14
Lizenz:https://rightsstatements.org/vocab/InC-NC/1.0/

Dokument

Schlagwörter:
EAE, EAE, TH2, T-Lymphozyt, Antikörper, Adoptives, Adoptive, Transfermodell, Transfermodell, Antikörper, TH2, Allergische Encephalomyelitis, Antibodies, PLP

Zusammenfassung:
Die Multiple Sklerose ist in Europa und Nordamerika die häufigste Entmarkungserkrankung des zentralen Nervensystems. Sie ist neben Inflammation und Demyelinisierung auch durch neurodegenerative Prozesse gekennzeichnet. Hierbei spielen T-Zell-vermittelte Mechanismen eine wesentliche Rolle. Aufgrund der Heterogenität ihres klinischen Verlaufs sind weder individuelle Voraussagen bezüglich der Progression der neurologischen Defizite noch bezüglich des therapeutischen Ansprechens möglich. Diese klinische Heterogenität spiegelt sich in unterschiedlichen histopathologischen sowie liquorzytologischen Mustern wieder. Es finden sich Subtypen, bei denen humorale Effektormechanismen eine wesentliche Rolle zu spielen scheinen. Die experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis (EAE) ist ein Tiermodell der Multiplen Sklerose und kann in suszeptiblen Tierstämmen durch aktive Immunisierung mit Myelinpeptiden oder durch den adoptiven Transfer myelinspezifischer CD4 positiver TH1-Zellen induziert werden. Die EAE galt lange als eine im Wesentlichen TH1-vermittelte Erkrankung, während TH2-Zellen eher protektive Funktionen zugeschrieben wurden. Dieses TH1-TH2-Paradigma stellt jedoch eine zu starke Vereinfachung der Immunantwort im Rahmen der EAE-Induktion dar. Zum einen spielen weitere T-Zell-Subpopulationen eine wesentliche Rolle bei der Pathogenese. So gelingt z.B. durch den adoptiven Transfer von TH17-Zellen eine sehr effiziente EAE-Induktion auch ohne eine vorherige in vitro Stimulation. Zum anderen kann in einem neuartigen adoptiven T-Zell-Transfermodell durch den Transfer klonaler Proteolipidprotein (PLP) 139-151 spezifischer CD4+ TH2-Zellen bei immunkompetenten SJL-Mäusen eine EAE mit chronifizierendem Verlauf induziert werden, deren entzündliche Läsionen in der chronischen Phase durch Infiltrate aus Makrophagen, B-Zellen, Plasmazellen sowie massiven Antikörperablagerungen gekennzeichnet sind. Im Serum der Mäuse ist eine hochtitrige Antikörperantwort gegen PLP139-51 nachweisbar. Ziel der vorliegenden Arbeit ist eine nähere Charakterisierung der Antikörperantwort in diesem Modell. Nach EAE-Induktion durch adoptiven Transfer von Zellen des PLP 139-151 spezifischen TH2-Zell-Klons 3-3 wurden in der chronischen Phase der Erkrankung Milzzellen entnommen und mit Zellen der Sp2-Maus-Myelom-Zelllinie fusioniert. Hierdurch wurden antikörperproduzierende Hybridomzellen generiert. Durch Klonierung mittels des Limiting-Dilution-Verfahrens und anschließender chromatograpischer Aufreinigung wurden monoklonale, myelinspezifische Antikörper gewonnen. Deren weitere Charakterisierung erfolgte mittels ELISA, Western-Blot, an Gewebsschnitten sowie in adoptiven Transferexperimenten. Die Besonderheit dieses Modells liegt darin, dass die monoklonalen Antikörper ohne vorherige aktive Immunisierung generiert wurden. Es handelt sich somit um einen neuen, physiologischeren Ansatz zur Charakterisierung der T-Zell-B-Zell-Interaktion bzw. der Rolle von Antikörpern in einem neuen TH2-induzierten EAE-Modell. Im ersten Teil der Arbeit wurden ausgewählte monoklonale PLP139-151 spezifische Antikörper der Isotypen IgG1 sowie IgG2b aufgereinigt. Zwar konnten diese PLP139-151 in einem ELISA binden. Weder in einem Western Blot mit Myelinproteinen noch in Kryo- oder Paraffinschnitten von ZNS-Gewebe zeigte sich hingegen eine spezifische Bindung an Myelin. Der adoptive Transfer in mit Pertussis Toxin vorbehandelte SJL-Mäuse konnte keine klinischen Symptome induzieren. Im zweiten Teil der Arbeit wurden die Untersuchungen daher auf Antikörper gegen weitere Myelinpeptide ausgedehnt. Hierbei konnte der Myelin Oligodendrozyten Glykoprotein (MOG) 35-55 spezifische monoklonale IgM Antikörper 4E6-2 identifiziert werden, der Myelin in Paraffinschnitten spezifisch färbte. Zudem zeigte sich im Western Blot eine Bindung an MOG. Der Antikörper wurde in einem Transferversuch an Mäusen getestet, bei denen zuvor eine EAE durch adoptiven Transfer eines TH1-Klons induziert worden war. Hierbei fand sich kein Hinweis auf eine krankheitsmodifizierende Wirkung des Antikörpers. Zur weiteren Klärung der Rolle antikörpervermittelter Mechanismen im hier beschriebenen Modell ist eine weitere Charakterisierung der Antikörper hinsichtlich ihrer Effektorfunktionen, wie z.B. ihrer Fähigkeit zur Komplementaktivierung, erforderlich.

Bibliographie / References

  1. Weiß, C. (2010). Basiswissen medizinische Statistik, Springer. 199-202
  2. Weinstock-Guttman, B., Ransohoff, R. M., Kinkel, R. P. and Rudick, R. A. (1995). The interferons: biological effects, mechanisms of action, and use in multiple sclerosis. Ann Neurol 37 (1) 7-15
  3. Stavnezer, J. (1996). Immunoglobulin class switching. Curr Opin Immunol 8 (2) 199- 205
  4. Tzartos, S., Hochschwender, S., Vasquez, P. and Lindstrom, J. (1987). Passive transfer of experimental autoimmune myasthenia gravis by monoclonal antibodies to the main immunogenic region of the acetylcholine receptor. J Neuroimmunol 15 (2) 185-94
  5. The demyelinating potential of antibodies to myelin oligodendrocyte glycoprotein is related to their ability to fix complement. Am J Pathol 143 (2) 555-64
  6. Yong, T., Meininger, G. A. and Linthicum, D. S. (1993). Enhancement of histamine- induced vascular leakage by pertussis toxin in SJL/J mice but not BALB/c mice. J Neuroimmunol 45 (1-2) 47-52
  7. Essential role of GATA3 for the maintenance of type 2 helper T (Th2) cytokine production and chromatin remodeling at the Th2 cytokine gene loci. J Biol Chem 279 (26) 26983-90
  8. Ruprecht, K., Obojes, K., Wengel, V., Gronen, F., Kim, K. S., Perron, H., Schneider- Schaulies, J. and Rieckmann, P. (2006). Regulation of human endogenous retrovirus W protein expression by herpes simplex virus type 1: implications for multiple sclerosis.
  9. Wolf, S. D., Dittel, B. N., Hardardottir, F. and Janeway, C. A., Jr. (1996). Experimental autoimmune encephalomyelitis induction in genetically B cell-deficient mice. J Exp Med Yamashita, M., Ukai-Tadenuma, M., Miyamoto, T., Sugaya, K., Hosokawa, H., Hasegawa, A., Kimura, M., Taniguchi, M., DeGregori, J. and Nakayama, T. (2004).
  10. van Meerwijk, J. P., Marguerat, S., Lees, R. K., Germain, R. N., Fowlkes, B. J. and MacDonald, H. R. (1997). Quantitative impact of thymic clonal deletion on the T cell repertoire. J Exp Med 185 (3) 377-83
  11. Schmidt, H., Williamson, D. and Ashley-Koch, A. (2007). HLA-DR15 haplotype and multiple sclerosis: a HuGE review. Am J Epidemiol 165 (10) 1097-109
  12. Critical appraisal of the role of fingolimod in the treatment of multiple sclerosis.
  13. S. (2001). Myelin antigen-specific CD8+ T cells are encephalitogenic and produce severe disease in C57BL/6 mice. J Immunol 166 (12) 7579-87
  14. Zamvil, S. S., Mitchell, D. J., Powell, M. B., Sakai, K., Rothbard, J. B. and Steinman, L. (1988). Multiple discrete encephalitogenic epitopes of the autoantigen myelin basic protein include a determinant for I-E class II-restricted T cells. J Exp Med 168 (3) 1181- 6
  15. Sadovnick, A. D. and Ebers, G. C. (1993b). Epidemiology of multiple sclerosis: a critical overview. Can J Neurol Sci 20 (1) 17-29 LITERATURVERZEICHNIS 91
  16. Shulman, M., Wilde, C. D. and Kohler, G. (1978). A better cell line for making hybridomas secreting specific antibodies. Nature 276 (5685) 269-70
  17. Su, X. M. and Sriram, S. (1992). Analysis of TCR V beta gene usage and encephalitogenicity of myelin basic protein peptide p91-103 reactive T cell clones in SJL mice: lack of evidence for V gene hypothesis. Cell Immunol 141 (2) 485-95
  18. Sadovnick, A. D., Armstrong, H., Rice, G. P., Bulman, D., Hashimoto, L., Paty, D. W., Hashimoto, S. A., Warren, S., Hader, W., Murray, T. J. and et al. (1993a). A population- based study of multiple sclerosis in twins: update. Ann Neurol 33 (3) 281-5
  19. Whitney, K. D. and McNamara, J. O. (1999). Autoimmunity and neurological disease: antibody modulation of synaptic transmission. Annu Rev Neurosci 22 175-95
  20. Sakai, K., Zamvil, S. S., Mitchell, D. J., Lim, M., Rothbard, J. B. and Steinman, L. (1988). Characterization of a major encephalitogenic T cell epitope in SJL/J mice with synthetic oligopeptides of myelin basic protein. J Neuroimmunol 19 (1-2) 21-32
  21. Qin, Y., Duquette, P., Zhang, Y., Talbot, P., Poole, R. and Antel, J. (1998). Clonal expansion and somatic hypermutation of V(H) genes of B cells from cerebrospinal fluid in multiple sclerosis. J Clin Invest 102 (5) 1045-50
  22. Racke, M. K., Bonomo, A., Scott, D. E., Cannella, B., Levine, A., Raine, C. S., Shevach, E. M. and Rocken, M. (1994). Cytokine-induced immune deviation as a therapy for inflammatory autoimmune disease. J Exp Med 180 (5) 1961-6
  23. Raine, C. S., Cannella, B., Hauser, S. L. and Genain, C. P. (1999). Demyelination in primate autoimmune encephalomyelitis and acute multiple sclerosis lesions: a case for antigen-specific antibody mediation. Ann Neurol 46 (2) 144-60
  24. Serafini, B., Rosicarelli, B., Magliozzi, R., Stigliano, E. and Aloisi, F. (2004). Detection of ectopic B-cell follicles with germinal centers in the meninges of patients with secondary progressive multiple sclerosis. Brain Pathol 14 (2) 164-74
  25. R., Pericak-Vance, M. A., Haines, J. L., Olsson, T., Hillert, J., Ivinson, A. J., De Jager, P. L., Peltonen, L., Stewart, G. J., Hafler, D. A., Hauser, S. L., McVean, G., Donnelly, P. and Compston, A. (2011). Genetic risk and a primary role for cell-mediated immune mechanisms in multiple sclerosis. Nature 476 (7359) 214-9
  26. Tuohy, V. K., Lu, Z., Sobel, R. A., Laursen, R. A. and Lees, M. B. (1989). Identification of an encephalitogenic determinant of myelin proteolipid protein for SJL mice. J Immunol 142 (5) 1523-7
  27. Zhou, D., Srivastava, R., Nessler, S., Grummel, V., Sommer, N., Bruck, W., Hartung, H. P., Stadelmann, C. and Hemmer, B. (2006). Identification of a pathogenic antibody LITERATURVERZEICHNIS 97 response to native myelin oligodendrocyte glycoprotein in multiple sclerosis. Proc Natl Acad Sci U S A 103 (50) 19057-62
  28. Tran, E. H., Prince, E. N. and Owens, T. (2000). IFN-gamma shapes immune invasion of the central nervous system via regulation of chemokines. J Immunol 164 (5) 2759-68
  29. Rocken, M., Racke, M. and Shevach, E. M. (1996). IL-4-induced immune deviation as antigen-specific therapy for inflammatory autoimmune disease. Immunol Today 17 (5) 225-31
  30. Sospedra, M. and Martin, R. (2005). Immunology of multiple sclerosis. Annu Rev Immunol 23 683-747
  31. Increased lymphoproliferative response to human herpesvirus type 6A variant in multiple sclerosis patients. Ann Neurol 47 (3) 306-13
  32. Sommer, N., Zipp, F., Rosener, M., Dichgans, J. and Martin, R. (1996). [Influence of genetic factors on multiple sclerosis]. Nervenarzt 67 (6) 457-64 LITERATURVERZEICHNIS 93
  33. Sanderson, C. J. (1992). Interleukin-5, eosinophils, and disease. Blood 79 (12) 3101-9
  34. von Boehmer, H. (2005). Mechanisms of suppression by suppressor T cells. Nat Immunol 6 (4) 338-44
  35. Storch, M. K., Piddlesden, S., Haltia, M., Iivanainen, M., Morgan, P. and Lassmann, H. (1998). Multiple sclerosis: in situ evidence for antibody-and complement-mediated demyelination. Ann Neurol 43 (4) 465-71
  36. Tuohy, V. K., Sobel, R. A. and Lees, M. B. (1988). Myelin proteolipid protein-induced experimental allergic encephalomyelitis. Variations of disease expression in different strains of mice. J Immunol 140 (6) 1868-73
  37. Ransohoff, R. M. (2007). Natalizumab for multiple sclerosis. N Engl J Med 356 (25) 2622-9
  38. Poser, C. M., Paty, D. W., Scheinberg, L., McDonald, W. I., Davis, F. A., Ebers, G. C., Johnson, K. P., Sibley, W. A., Silberberg, D. H. and Tourtellotte, W. W. (1983). New diagnostic criteria for multiple sclerosis: guidelines for research protocols. Ann Neurol 13 (3) 227-31
  39. Rivers, T. M., Sprunt, D. H. and Berry, G. P. (1933). Observations on Attempts to Produce Acute Disseminated Encephalomyelitis in Monkeys. J Exp Med 58 (1) 39-53
  40. Wardemann, H., Yurasov, S., Schaefer, A., Young, J. W., Meffre, E. and Nussenzweig, M. C. (2003). Predominant autoantibody production by early human B cell precursors. Science 301 (5638) 1374-7
  41. E. (1991). Prevention and treatment of chronic relapsing experimental allergic encephalomyelitis by transforming growth factor-beta 1. J Immunol 146 (9) 3012-7 LITERATURVERZEICHNIS 90
  42. T-cell clones specific for myelin basic protein induce chronic relapsing paralysis and demyelination. Nature 317 (6035) 355-8
  43. B. (1986). T-cell epitope of the autoantigen myelin basic protein that induces encephalomyelitis. Nature 324 (6094) 258-60
  44. Sprent, J. and Surh, C. D. (2002). T cell memory. Annu Rev Immunol 20 551-79
  45. Zinkernagel, R. M. and Doherty, P. C. (1997). The discovery of MHC restriction.
  46. Tubridy, N., Behan, P. O., Capildeo, R., Chaudhuri, A., Forbes, R., Hawkins, C. P., Hughes, R. A., Palace, J., Sharrack, B., Swingler, R., Young, C., Moseley, I. F., MacManus, D. G., Donoghue, S. and Miller, D. H. (1999). The effect of anti-alpha4 integrin antibody on brain lesion activity in MS. The UK Antegren Study Group. Neurology 53 (3) 466-72
  47. Uchida, J., Hamaguchi, Y., Oliver, J. A., Ravetch, J. V., Poe, J. C., Haas, K. M. and Tedder, T. F. (2004). The innate mononuclear phagocyte network depletes B lymphocytes through Fc receptor-dependent mechanisms during anti-CD20 antibody immunotherapy. J Exp Med 199 (12) 1659-69
  48. Yang, X. O., Pappu, B. P., Nurieva, R., Akimzhanov, A., Kang, H. S., Chung, Y., Ma, L., Shah, B., Panopoulos, A. D., Schluns, K. S., Watowich, S. S., Tian, Q., Jetten, A. M. and Dong, C. (2008). T helper 17 lineage differentiation is programmed by orphan nuclear receptors ROR alpha and ROR gamma. Immunity 28 (1) 29-39
  49. Romagnani, S. (1997). The Th1/Th2 paradigm. Immunol Today 18 (6) 263-6
  50. Zamvil, S. S. and Steinman, L. (1990). The T lymphocyte in experimental allergic encephalomyelitis. Annu Rev Immunol 8 579-621
  51. Whitehead, T. P., Kricka, L. J., Carter, T. J. and Thorpe, G. H. (1979). Analytical luminescence: its potential in the clinical laboratory. Clin Chem 25 (9) 1531-46
  52. Pettinelli, C. B. and McFarlin, D. E. (1981). Adoptive transfer of experimental allergic encephalomyelitis in SJL/J mice after in vitro activation of lymph node cells by myelin basic protein: requirement for Lyt 1+ 2-T lymphocytes. J Immunol 127 (4) 1420-3
  53. Schluesener, H. J., Sobel, R. A., Linington, C. and Weiner, H. L. (1987). A monoclonal antibody against a myelin oligodendrocyte glycoprotein induces relapses and demyelination in central nervous system autoimmune disease. J Immunol 139 (12) 4016-21
  54. A. and Offner, H. (1991). Location of a new encephalitogenic epitope (residues 43 to 64) in proteolipid protein that induces relapsing experimental autoimmune encephalomyelitis in PL/J and (SJL x PL)F1 mice. J Immunol 147 (11) 3803-8
  55. Qin, Y., Duquette, P., Zhang, Y., Olek, M., Da, R. R., Richardson, J., Antel, J. P., Talbot, P., Cashman, N. R., Tourtellotte, W. W., Wekerle, H. and Van Den Noort, S. (2003). Intrathecal B-cell clonal expansion, an early sign of humoral immunity, in the cerebrospinal fluid of patients with clinically isolated syndrome suggestive of multiple sclerosis. Lab Invest 83 (7) 1081-8
  56. Pette, M., Pette, D. F., Muraro, P. A., Farnon, E., Martin, R. and McFarland, H. F. (1997). Interferon-beta interferes with the proliferation but not with the cytokine secretion of myelin basic protein-specific, T-helper type 1 lymphocytes. Neurology 49 (2) 385-92
  57. Wandinger, K., Jabs, W., Siekhaus, A., Bubel, S., Trillenberg, P., Wagner, H., Wessel, K., Kirchner, H. and Hennig, H. (2000). Association between clinical disease activity and Epstein-Barr virus reactivation in MS. Neurology 55 (2) 178-84
  58. Vandenbark, A. A. and Hinrichs, D. J. (1974). Experimental allergic encephalomyelitis and cellular immunity in the Lewis rat. Cell Immunol 12 (1) 85-93
  59. (2000). A novel transcription factor, T-bet, directs Th1 lineage commitment. Cell 100 (6) 655-69
  60. Steinman, L. (1996). Multiple sclerosis: a coordinated immunological attack against myelin in the central nervous system. Cell 85 (3) 299-302
  61. Wang, L. Y. and Fujinami, R. S. (1997). Enhancement of EAE and induction of autoantibodies to T-cell epitopes in mice infected with a recombinant vaccinia virus encoding myelin proteolipid protein. J Neuroimmunol 75 (1-2) 75-83
  62. Rep, M. H., Schrijver, H. M., van Lopik, T., Hintzen, R. Q., Roos, M. T., Ader, H. J., Polman, C. H. and van Lier, R. A. (1999). Interferon (IFN)-beta treatment enhances CD95 and interleukin 10 expression but reduces interferon-gamma producing T cells in MS patients. J Neuroimmunol 96 (1) 92-100
  63. Westall, F. C. and Thompson, M. (1977). Encephalitogenic regions for the Lewis rat within the myelin basic protein. Immunol Commun 6 (1) 13-21


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