Investigating immunoregulatory mechanisms of CTLA4-Ig in murine allogeneic stimulation

Das Ziel hämatopoetischer Stammzelltransplantation (HSZT) ist die Inzidenz der Morbidität und Mortalität möglichst niedrig zu halten. Durch den immunsupprimierten Status der Patienten nach HSZT erhöht sich das Risiko jedoch signifikant. Zum Teil resultiert dies aus allo-immun Antworten (Spender gegen Empfänger Krankheit, Graft-versus-host disease GvHD), zum anderen durch fehlende Abwehr gegen Umweltpathogene. Therapeutische Ansätze um i) die Entwicklung von GvHD zu verhindern aber ii) die Immunantwort von HSZT Patienten rasch gegen infektiöse Pathogene aufzubauen, das heißt schneller Aufbau einer allo-spezifischen Toleranz, sind notwendige Ziele in HSZT. Bei der Entstehung von allo-immun Antworten nach HSZT spielen T-Zellen eine wichtige Rolle. Für eine vollständige Aktivierung benötigen T-Zellen effektive ko-stimulatorische Signale. T-Zellen, die keine Ko-stimulation erfahren, werden in einen anergen Zustand versetzt. Durch gezielte Blockade eines der meist studierten Signalwege, des CD28:CD80/86 Signalwegs durch CTLA4-Ig, wurde in diesem Projekt die Effizienz einer robusten und stabilen allo-spezifischen Toleranz von T-Zellen untersucht. Dafür wurden T-Zellen ex vivo in einer allogenen "mixed lymphocyte reaction" mit dem Ko-stimulationsblocker CTLA4-Ig behandelt um daraus resultierende zelluläre Mechanismen zu identifizieren, die zu einer Toleranzbildung beitragen. Es konnte gezeigt werden, dass CTLA4-Ig seine suppressive Aktivität auf dem Level der Dendritischen Zellen (DZ)/T-Zell Interaktion ausübt ohne dabei einen regulatorischen DZ Phänotyp oder Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) Aktivität zu induzieren. Mit Hilfe von Foxp3gfp Reportermäusen konnten in vitro selektive Effekte von CTLA4-Ig auf T-Zellen gefunden werden, die zeigen, dass CTLA4-Ig die T-Zell Proliferation von konventionellen T-Zellen hemmt, CD25+Foxp3+ regulatorische T-Zellen jedoch nicht, da sie in ihrer Proliferation, Anzahl und suppressiven Fähigkeit unbeeinflusst bleiben. Zusammenfassend konnten in diesem Projekt verschiedene Aspekte der zellulären Effekte von CTLA-Ig untersucht werden, die zeigten, dass CTLA4-ig ein potenter Regulator der Immunantwort ist, der in einer IDO unabhängigen Weise agiert.Post-hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) immune dysfunction, including pathologic allo-immune responses (graft-versus-host disease GvHD) and a failure of protective immunity against environmental pathogens, represent significant factors contributing to transplantation related morbidity and mortality. Therefore, therapeutic strategies to avoid the development of GvHD but rapidly restore HSCT recipient's immunocompetence towards infectious pathogens, i.e. rapid establishment of allo-specific tolerance, are an urgent need in HSCT. T cells, being key players in shaping the allo-immune response in HSCT, require effective costimulatory signals for full activation. If absent, mere antigen recognition results in antigen-specific deletion and anergy of T cells. By blocking the CD28 pathway, one of the most extensively studied co-stimulatory pathways, using CTLA-4 fusion proteins (CTLA4-Ig), the binding to CD80/86 on antigen-presenting cells blocks CD28 signaling to T cells. CTLA4-Ig has been successfully applied to prevent allograft rejection in rodent and human solid organ transplantation. To avoid overall immunosuppression we aimed to explore whether robust and stable allo-antigen specific tolerance can be achieved by ex vivo treatment of T cells in an allogeneic MLR with costimulation blockers and analyze underlying cellular mechanisms. First, we found that CTLA4-Ig exerted its suppressive activity at the dendritic cell/T cell level without inducing a regulatory DC phenotype or Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) activity. Second, studying CTLA4-Ig in vitro by using Foxp3gfp reporter mice revealed selective effects on T cell responses by specifically dampening conventional T cell proliferation, thereby propagating a sustained predominance of CD25+Foxp3+ regulatory T cells with intact suppressive activity. In summary, we analyzed different aspects of cellular effects of CTLA4-Ig and showed that CTLA4-Ig acts as a potent immunoregulator in an IDO independent fashion.submitted by Sarah Ahmadi-ErberAbweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersZsfassung in dt. SpracheWien, Med. Univ., Diss., 2015OeBB(VLID)171652