Funktionelle Bedeutung von VCAM-1 und CD4+ T-Zellen fuer die Induktion einer protektiven Immunantwort bei der murinen Toxoplasmose

In der vorliegenden Arbeit wurde die Funktion des Zelladhaesionsmolekuels VCAM-1 (Vascular Cell Adhesion Molecule-1) bei der Toxoplasmose, und damit erstmals bei einer murinen Infektionskrankheit, analysiert. Dazu wurden VCAMflox/flox MxCre Maeuse verwendet, in denen das VCAM-1-Gen durch eine IFN-al...

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser: Luetjen, Sonja
Beteiligte: Lingelbach, Klaus Prof. Dr. (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2003
Biologie
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:In der vorliegenden Arbeit wurde die Funktion des Zelladhaesionsmolekuels VCAM-1 (Vascular Cell Adhesion Molecule-1) bei der Toxoplasmose, und damit erstmals bei einer murinen Infektionskrankheit, analysiert. Dazu wurden VCAMflox/flox MxCre Maeuse verwendet, in denen das VCAM-1-Gen durch eine IFN-alpha induzierbare Cre loxP-abhaengige Deletion neonatal ausgeschaltet war. Dies fuehrte zu einer fehlenden Induktion von VCAM-1 auf den Endothelzellen zerebraler Blutgefaesse. Die konstitutive Expression von VCAM-1 auf dem Epithelzellen des Plexus choroideus und dem Ependym der Gehirnkammern war dagegen nicht betroffen. Die Resistenz gegen Toxoplasma gondii in VCAMflox/flox MxCre Maeusen war stark beeintraechtigt. So verstarben VCAM-1-defiziente Maeuse an einer chronischen Toxoplasma Enzephalitis (TE) aufgrund einer unzureichenden, zerebralen Erregerkontrolle. Entgegen der Erwartung war die Rekrutierung der Leukozyten unveraendert. Dagegen zeigten VCAMflox/flox MxCre Maeuse eine Reduktion in der Produktion T.gondii-spezifischer Antikoerper sowie in der Frequenz und im Aktivierungsstatus intrazerebraler, T.gondii-spezifischer T-Zellen. Auch die Makrophagen- und Mikrogliaaktivierung war deutlich verringert. In dieser Arbeit wurde ausserdem die Rolle der CD4+ T-Zellen bei der Induktion einer T.gondii-spezifischen Immunantwort in CD4-depletierten, T.gondii-resistenten Maeusen, die keine CD4+ T-Zellen besitzen, untersucht. Als Vergleich dienten nicht-depletierte Kontrolltiere. Wurden CD4-depletierte Maeuse mit beta-Galaktosidase-exprimierenden Toxoplasmen infiziert, entwickelten sie eine nekrotisierende TE und verstarben bis zum Tag 28 nach Infektion, waehrend nicht-depletierte Tiere ueberlebten. Die Frequenz und der Aktivierungsstatus beta-Galaktosidase-spezifischer CD8+ T-Zellen war in CD4-depletierten, T.gondii-resistenten Maeusen nicht beeintraechtigt. Antigen-spezifische CD8+ T-Zellen der Milz und des Gehirns aus CD4-depletierten Tieren produzierten ausserdem IFN-gamma und TNF-alpha und waren zytotoxisch aktiv. Diese Funktionen der CD8+ T-Zellen waren in depletierten Maeusen im Gehirn jedoch geringfuegig reduziert. Die Aktivierung zerebraler Makrophagen und Mikroglia, die durch die MHC Kl. II-Expression und TNF-alpha Produktion ermittelt wurde, war in CD4-depletierten Maeusen nicht vermindert. Dagegen war die Produktion T.gondii-spezifischer Antikoerper im Serum CD4-depletierter Maeuse im Vergleich zur Kontrollgruppe stark reduziert. Im Liquor fuehrte die CD4-Depletion zum voelligen Verlust T.gondii-spezifischer IgG und IgM Antikoerper. Die Behandlung mit T.gondii-antikoerperhaltigem Immunserum konnte die Resistenz CD4-depletierter Maeuse gegen T.gondii verbessern und die Ueberlebensrate deutlich erhoehen. Die funktionelle Bedeutung von CD4+ T-Zellen fuer die Induktion einer T.gondii-spezifischen Antikoerperantwort wurde auch in T.gondii-suszeptiblen, MHC Kl. II-defizienten Maeusen, denen konventionelle CD4+ T-Zellen fehlen, sowie in T.gondii-suszeptiblen, CD4-depletierten Maeusen nachgewiesen. Aehnlich wie in T.gondii-resistenten Maeusen, wiesen infizierte T.gondii-suszeptible Maeuse eine erheblich Reduktion der T.gondii-spezifischen Antikoerper auf. Durch die Behandlung mit T.gondii-spezifischen Antikoerpern von MHC Kl. II-defizienten Maeusen konnte die eingeschraenkte Resistenz temporaer ueberwunden werden. Im Gegensatz zur B-Zellantwort war die Induktion einer CD8+ T-Zellantwort in T.gondii-suszeptiblen Maeusen von CD4+ T-Zellen unabhaengig. Die Untersuchung von nicht-konventionellen, T.gondii-spezifischen CD4+ T-Zellen aus MHC Kl. II-defizienten Maeusen ergab, dass diese trotz der CD1-abhaengigen IFN-gamma Produktion, nicht zum Schutz gegen T.gondii beitragen. Ausserdem war sowohl die Induktion einer T.gondii-spezifischen Antikoerperantwort als auch die Induktion einer T.gondii-spezifischen CD8+ T-Zellantwort von nicht-konventionellen CD4+ T-Zellen unabhaengig. In der vorliegenden Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass VCAM-1 und CD4+ T-Zellen fuer die Kontrolle des intrazellulaeren Parasiten T.gondii von entscheidender Bedeutung sind. Waehrend VCAM-1 sowohl fuer die Induktion einer T.gondii-spezifischen Antikoerperantwort als auch fuer eine effektive T-Zellantwort und Makrophagen/Mikrogliaaktivierung verantwortlich ist, koennen andere Zelladhaesionsmolekuele die VCAM-1-abhaengige Rekrutierung ueber die zerebralen Blutgefaesse effektiv kompensieren. Auch die Funktion von CD4+ T-Zellen besteht darin eine T.gondii-spezifische Antikoerperantwort zu induzieren. Im Gegensatz zu VCAM-1 sind CD4+ T-Zellen an der Induktion einer T.gondii-spezifischen CD8+ T-Zellantwort nur unwesentlich beteiligt und spielen keine Rolle bei der Makrophagen- und Mikrogliaaktivierung.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2003.0625