Immunmodulation der IgE-Produktion durch autokrine Calcitriol-Synthese

Aktuelle Studien legen nahe, dass ein niedriger Vitamin D-Status assoziiert mit steigenden Breitengraden, mit dem Auftreten von Autoantikörpern und damit einhergehenden Autoimmunerkrankungen positiv korreliert. Trifft UV-B-Strahlung auf die Haut, entsteht aus 7-Dehydrocholesterol nach enzymatischen Prozessen in Leber und Niere, die bioaktive Form von Vitamin D, 1α,25-Dihydroxyvitamin D3 (Calcitriol). Den finalen Stoffwechselschritt katalysiert die 1α-Hydroxylase CYP27B1. Die biologische Wirkung von Calcitriol wird über dessen Bindung an den nukleären Vitamin D-Rezeptor vermittelt, was letztlich zur Transkription der Zielgene führt. Die T-Zell-abhängige Sensibilisierung von Vitamin D-defizienten Cyp27b1-KO- und Wildtyp-Tieren mit Ovalbumin zeigte verstärkte humorale Immunantworten mit erhöhten Konzentrationen von Gesamt- sowie spezifischem IgG1, IgE und IgA bei den Cyp27b1-KO-Mäusen. Die Untersuchung der Leukopoese der Cyp27b1-KO-Tiere zeigte, dass die untersuchten lymphatischen Organe verminderte Gesamtzellzahlen gegenüber Wildtyp-Tieren aufwiesen. Die Präsenz und Verteilung in den jeweiligen Zellkompartimenten offenbarte keine wesentlichen Abweichungen zwischen Cyp27b1-KO- und Wildtyp-Mäusen. In einem Krankheitsmodell mit dem Helminthen Heligmosomoides polygyrus bakeri fielen die Cyp27b1-KO-Tiere durch dem Wildtyp gegenüber erhöhten Gesamt- sowie spezifischen IgE-Werten auf. Zwischen beiden Genotypen zeigten sich keine Unterschiede bei parasitologischen Parametern wie der Wurmlast, der Eianzahl pro Gramm Faeces sowie der Fekundität. Die Ergebnisse dieser Arbeit bestätigen, dass endogen-produziertes Vitamin D einen Einfluss auf die Funktionsweise von Lymphozyten hat. Dies äußert sich in verstärkten IgE-abhängigen Immunantworten bei Cyp27b1-KO-Tieren. In einem Parasiteninfektionsmodell wurden erneut verstärkte IgE-Antworten beobachtet, jedoch waren keine pathophysiologischen Konsequenzen in Bezug auf die Wurmabwehr nachweisbar.Current studies demonstrate that low vitamin D levels associated with higher latitudes correlate with the occurrence of autoantibodies and linked diseases. Following UV-B radiation of the skin, numerous enzymatic reactions in liver and kidneys causes 7-dehydrocholesterol to turn into the bioactive 1α,25-dihydroxyvitamin D3 (calcitriol). The final and crucial step is thereby performed by the enzyme CYP27B1, an 1α-hydroxylase. The effect of calcitriol is mediated through binding to the vitamin D receptor, resulting in the transcription of target genes. T cell-dependent sensitization of Cyp27b1-wildtype and Cyp27b1-KO mice with ovalbumin revealed an increased humoral immune response in Cyp27b1-KO mice reflected by elevated concentrations of total and specific IgG1, IgE and IgA. Analysis of the leukopoiesis showed a diminished total cell count in bone marrow, thymus, spleen and peritoneal cavity in Cyp27b1-KO compared to Cyp27b1-wildtype mice. However, appearance and distribution of the analyzed cell compartments were comparable. A disease model using the intestinal nematode Heligmosomoides polygyrus bakeri demonstrated enhanced secretion of total and specific IgE in Cyp27b1-KO mice, which confirmed our previous findings. However, this showed no effect on parasite rejection, as seen in comparable results for worm burden, eggs per gram faeces and fecundity of female worms in Cyp27b1-wildtype and Cyp27b1-KO mice. Our work verified the role of endogenous vitamin D for lymphocyte development revealed by increased IgE-dependent immune responses in Cyp27b1-KO mice. Infection with H.p. bakeri confirmed enhanced IgE-responses, however, these results revealed no benefit in parasite clearance