Funktionen dendritischer Zellen in der Haut

Dendritische Zellen (DCs) spielen eine entscheidende Rolle bei der Induktion und Regulation von T-Zell Antworten. Sie sind fähig CD4+ und CD8+ T-Zellen zu aktivieren und die Differenzierung zu mediieren. In der Haut sind mindestens fünf phänotypisch verschiedene Subpopulationen unterscheidbar, die durch ihre Expression der Zelloberflächenmarker CD207, CD103 und CD11b unterschieden werden können. In dieser Arbeit wurde ein Mausmodell verwendet, welches die durch Tamoxifen induzierbare Expression und Präsentation eines lymphozytären choriomeningitis Virus (LCMV) Antigen (GP33-41) selektiv auf DCs erlaubt (DIETER I). Topikale Applikation von 4-Hydroxytamoxifen (4OH-TAM) auf der Haut induziert die Antigenpräsentation selektiv auf Haut DCs. Diese migrieren in drainierende Lymphknoten und präsentieren dort, im Gegensatz zu residenten DCs, das Antigen. Durch Aktivierung der DCs mittels anti-CD40 wurde eine stabile zytotoxische T-Zell Antwort (CTL) gegen das transgene Antigen induziert. Diese T-Zellen haben einen skin homing Phänotyp und wirken protektiv gegen eine lokale Infektion der Haut mit einem rekombinanten Vaccinia Virus, welcher GP33-41 exprimiert. Andere Studien wiesen darauf hin, dass CD207- CD11b- dermale DCs keine skin homing CTLs induzieren können. Durch Kreuzen der DIETER I Maus mit Mausmodellen, welche bestimmte DC Subpopulationen in der Haut nicht aufweisen, konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass zumindest für Antigene, die nicht kreuzpräsentationsabhängig sind, CD207- CD11b+ dermale DCs in der Lage sind skin homing CTL Antwort zu induzieren, die gegen eine lokale virale Infektion protektiert. Gewebe-residente Gedächtnis T-Zellen (TRM) bieten eine erste und schnelle Antwort gegen wiederkehrende Infektionen, durch die Pathogene wirkungsvoll eliminiert werden. Durch selektive Präsentation von GP31-44 Antigen auf Haut DCs in DIETER I Mäusen und unter Verwendung von Mausmodellen, denen bestimmte DC Subpopulationen fehlen, konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass dermale DCs in der Lage sind CD8+ TRM zu reaktivieren. Um unsere Untersuchungen auf CD4+ T-Zell Antworten auszuweiten, wurde eine neue transgene Mauslinie hergestellt, die eine Tamoxifen-induzierbare Expression und Präsentation des Haupthistokompatibiltäts Komplex-II (MHC II) restringierten Peptids OVA323-339 auf DCs erlaubt (DIETER II). In diesen Mäusen wurde die Proliferation von OVA323-339 spezifischen CD4+ T-Zellen (OT-II) nach Tamoxifengabe induziert und eine Differenzierung zu TH1 Zellen gefördert. Nach topikaler 4OH-TAM Behandlung zeigten OT-II Zellen einen skin homing Phänotyp und protektierten leicht gegen eine lokale Infektion der Haut mit einem Ovalbumin exrprimierenden Vaccinia Virus.Dendritic cells (DC) are impotant inducers and regulators of T cell responses; they are able to induce activation and modulate the differentiation of CD4+ and CD8+ T cells. In the skin there are at least five phenotypically distinct subpopulations that can be distinguished by differential expression of the cell surface markers CD207, CD103 and CD11b. We are using an inducible transgenic mouse (DIETER I mice), that allows tamoxifen inducible expression and presentation of a lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) antigen (GP33-41) selectively on DCs. Topical application of 4-hydroxytamoxifen (4OH-TAM) on the skin induces antigen selectively in skin DCs. Consequently in skin draining lymph nodes antigen is only presented by DCs that have emigrated from the skin and not by resident DCs. When DCs are activated simultaneously to induction of antigen by anti-CD40, a robust cytotoxic T cell lymphocyte (CTL) response to the transgenic antigen is primed. These T cells show skin homing properties and are protective against a local challenge infection of the skin with a recombinant vaccinia virus expressing GP33-41. Previous studies have suggested, that CD207- CD11b- dermal DCs are indispensable for the priming of a skin homing CTL response. However, by crossing DIETER I mice to mouse models that lack certain DC subsets in the skin, we show that, at least for antigens that are not dependent on cross presentation CD207- CD11b+ dermal DCs are fully competent to prime a skin homing CTL response that is capable of protection agains a local virus challenge. Tissue-resident memory T cells (TRM) provide a first response against infections reencountered at body surfaces, where they accelerate pathogen clearance. By selective presentation of GP31-44 antigen on skin DCs in DIETER I mice and mouse models that lack certain DC subsets in the skin we could show, that dermal DCs are able to reactivate CD8+ TRM. To extend our studies to CD4+ T cell response, we have generated a new transgenic mouse line that allows the tamoxifen inducible selective expression of the ovalbumin derived antigen OVA323-339 on the major histocompatibility complex II (MHC II) on DCs (DIETER II mice). Tamoxifen treatment of DIETER II mice induced proliferation and differentiation of OVA323-339 specific CD4+ T cells (OT-II). After topical application of 4OH-TAM to the skin, primed OT-II cells showed a skin homing phenotype and were able to confer some protection against a local challenge infection of the skin with a recombinant vaccinia virus expressing ovalbumin