Analysis of the antigen-specific antirenal CD4+ and CD8+ T cell response in Lupus nephritis

Einleitung: Die proliferative Lupusnephritis (LN) ist eine der schwerwiegendsten Manifestationen des systemischen Lupus erythematodes (SLE) und durch ein T-Zell-Infiltrat im renalen Interstitium gekennzeichnet. Interessanterweise tritt dieses zelluläre Infiltrat auch in Abwesenheit von tubulointerstitiellen Immunkomplex-Ablagerungen auf und korreliert mit dem Nierenschaden. Die Oligoklonalität der renal infiltrierenden T-Zellen deutet auf eine antigenspezifische antirenale T-Zell-Antwort bei der LN hin. Methodik: Das T-Zell-Rezeptor-Repertoire im peripheren Blut und Urin von fünf LN-Patienten wurde auf Oligoklonalität analysiert. Weiterhin wurden CD4+ und CD8+ T-Zellen des peripheren Blutes von 23 SLE-Patienten und 12 gesunden Kontrollpersonen mit vier verschiedenen humanen Nierenantigenen stimuliert. Danach wurde die Expression der Aktivierungsmarker CD69, CD40L und IFNɣ durchflusszytometrisch gemessen. Um eine Unterdrückung der T-Zell-Antwort durch regulatorische T-Zellen zu minimieren, wurden diese in einem zweiten Versuch mit 10 SLE-Patienten vor der Antigenstimulation depletiert. Zuletzt wurden CD4+ und CD8+ T-Zellen des peripheren Blutes von vier SLE-Patienten und fünf gesunden Kontrollpersonen in einer T-Zell-Bibliothek polyklonal expandiert. Anschließend wurden die T-Zellen mit einem renalen Antigen stimuliert und die Proliferationsantwort wurde durch einen 3H-Thymidin- Inkorporationsassay detektiert. Ergebnisse: Durch die T-Zell-Rezeptor-Analyse wurde eine Anreicherung oligoklonaler T-Zellen im Urin von LN-Patienten nachgewiesen. Einige der im Urin angereicherten T-Zell-Klone fanden sich auch im peripheren Blut. Dagegen fand sich kein für alle fünf LN-Patienten übereinstimmender T-Zell-Klon. Bei der T-Zell-Stimulation mit Nierenantigenen konnte keine überzeugende antigenspezifische antirenale T-Zell-Reaktivität gezeigt werden. Die T-Zell-Antwort auf die renalen Antigene unterschied sich nicht von der Negativkontrolle und korrelierte nicht mit der Krankheitsaktivität. Ferner zeigte sich keine signifikant höhere antirenale T -Zell-Reaktivität bei den SLE-Patienten im Vergleich zu den gesunden Kontrollen. Die Depletion der regulatorischen T-Zellen vor der Antigenstimulation ermöglichte ebenfalls nicht die Detektion autoreaktiver antirenaler T-Zellen. Kongruent zu diesen Ergebnissen ergab die T-Zell- Bibliothek in Kombination mit einem 3H-Thymidin-Inkorporationsassay keinen überzeugenden Nachweis einer T-Zell-Reaktivität gegen das verwendete Nierenantigen. Schlussfolgerung: Die vorliegenden Versuche zeigten keine überzeugende antigenspezifische antirenale T-Zell-Antwort bei der LN. Die nachgewiesene T-Zell-Oligoklonalität im Urin der LN-Patienten deutet jedoch auf eine Schlüsselrolle der T-Zellen in der Pathogenese der LN hin. Möglicherweise richtet sich die T-Zell-Reaktivität nicht gegen Antigene des gesunden, sondern des entzündeten Nierengewebes. Ferner könnten sich antigenspezifische antirenale T-Zellen bei der LN vorrangig in Nierengewebe und Urin statt im peripheren Blut aufhalten.Introduction: Proliferative lupus nephritis (LN) is one of the most serious manifestations of systemic lupus erythematosus (SLE) and characterised by a T cell infiltrate in the renal interstitium. Interestingly, this infiltrate also occurs in absence of tubulointerstitial immune complex deposits and correlates with renal damage. The oligoclonality of the renal infiltrating T cells suggests an antigen-specific antirenal T cell response in LN. Methods: The T cell receptor repertoire in peripherial blood and urine of five LN patients was analysed for oligoclonality. Furthermore, CD4+ und CD8+ peripheral blood T cells of 23 SLE patients and 12 healthy controls were stimulated with four different human renal antigens. Afterwards, the expression of the activation markers CD69, CD40L und IFNɣ was measured by flow cytometry. In a second approach with 10 SLE patients, regulatory T cells were depleted before the antigen stimulation to reduce their suppression of the T cell response. Finally, CD4+ und CD8+ peripheral blood T cells of four SLE patients and five healthy controls were polyclonally expanded in a T cell library. Subsequently, T cells were stimulated with a renal antigen and the proliferative response was detected by a 3H-thymidine incorporation assay. Results: The T cell receptor analysis demonstrated an enrichment of oligoclonal T cells in the urine of LN patients. Some of the enriched T cell clones detected in the urine were also observed in the peripheral blood. In contrast, there was no public T cell clone that was enriched in all five patients. The T cell stimulation with renal antigens did not show a convincing antigen-specific antirenal T cell reactivity. The T cell response to the renal antigens did not differentiate from the negative control and did not correlate with the disease activity. Besides, SLE patients did not demonstrate a significantly higher antirenal T cell reactivity as healthy controls. The depletion of regulatory T cells before the antigen stimulation did also not enable the detection of autoreactive antirenal T cells. Corresponding to these results, the T cell library in combination with a 3H-thymidine incorporation assay did not show a convincing T cell reactivity to the applied renal antigen. Conclusion: The present experiments did not demonstrate a convicing antigen-specific antirenal T cell response in LN. However, the proven T cell oligoclonality in the urine of LN suggests a key role of T cells in the pathogenesis of LN. Possibly, the T cell reactivity is not directed against healthy, but inflamed renal antigens. Moreover, antigen-specific antirenal T cells could be more located in renal tissue and urine than in peripheral blood