Activation of T-cells by professional and non-professional antigen presenting cells of the liver in a mouse model of autoimmune hepatitis

Die Autoimmunhepatitis (AIH) ist eine chronisch-entzündliche Lebererkrankung, bei der mit bisher ungeklärter Ursache die Hepatozyten durch das eigene Immunsystem geschädigt werden. Die Hepatozyten des murinen TF-OVA-Stammes exprimieren transgen Ovalbuminprotein. Mit Hilfe dieses Modells kann untersucht werden, ob CD8+ oder CD4+ T-Zellen effektiv durch ein in Hepatozyten vorhandenes Antigen aktiviert werden. Wir etablierten ein neues Zellisolationsverfahren, das die magnetische und die Fluoreszenz-aktivierte Zellsortierung kombiniert. Dadurch können Kupfferzellen (KC) und Dendritische Zellen (DC) als professionelle sowie sinusoidale Leberendothelzellen (LSEC) als nicht-professionelle Antigen-präsentierende Zellen (APZ) der Leber zeitgleich und spezifisch aufgereinigt werden. Nach dreitägiger Kokultur waren naive antigenspezifische OT-I CD8+ T-Zellen durch alle drei untersuchten Zelltypen aus TF-OVA-Tieren aktiviert worden. Das transgene Ovalbumin der Hepatozyten musste also zuvor von den NPZ phagozytiert, prozessiert und das Antigen dann im Komplex mit MHC-I durch Kreuzpräsentation präsentiert worden sein. Es zeigte sich für das endogene Antigen, dass unter nicht inflammatorischen Bedingungen nur KC und DC als professionelle APZ in der Lage sind, in OT-I CD8+ T-Zellen eine Effektorfunktion (Sekretion von IFN-γ) zu induzieren. Naive antigenspezifische OT-II CD4+ T-Zellen wiesen nach Kokultur mit LSEC, KC und DC aus TF-OVA-Tieren keine Proliferation und Aktivierung auf. Dies änderte sich jedoch, wenn die NPZ zuvor mit exogenem Ovalbuminprotein inkubiert wurden. Es kam sowohl zu einer Aktivierung von CD4+ T-Zellen als auch zu einer Verstärkung der Effektorfunktion von CD8+ T-Zellen. In Bezug auf endogene Antigene zeigen diese Ergebnisse, dass professionelle APZ der Leber befähigt sind, CD8+ T-Zellen, nicht aber CD4+ T-Zellen, effektiv zu aktivieren und eine Immunreaktion gegen Antigene hepatozellulären Ursprungs auszulösen. Diese Resultate legen nahe, dass CD8+ T-Zellen an den initialen Prozessen der Autoimmunität der Leber beteiligt sein könnten.Autoimmune hepatitis (AIH) is a chronic inflammatory liver disease leading to progressive destruction of hepatocytes due to an autoaggressive process. However, it is unknown, which T-cell subpopulation reacts against endogenous hepatocellular antigens and which of the non-parenchymal liver cells are capable of serving as antigen presenting cells (APC) and of activating antigen specific T-cells.To investigate this topic, we used the TF-OVA mice which express the transgenic protein ovalbumin in hepatocytes. We established a new process that allows isolation of different non-parenchymal liver cell lines at the same time. We tested Kupffer cells (KC) and dendritic cells (DC), which are professional APC, as well as liver sinusoidal endothel cell (LSEC), which are non-professional APC, for their capacity to present the endogenous antigen ovalbumin in vitro. After three days of coculture LSEC, KC and DC from TF-OVA mice induced proliferation and activation in naive antigen specific OT-I CD8+ T-cells. The results are an indirect proof that the transgenic antigen from hepatocytes of TF-OVA mice was phagocytosed and processed by all three cell types and loaded antigen onto MHC-I (cross presentation). Only the professional APC were able to induce effector function (IFN-γ) in antigen specific CD8+ T-cells in a non-inflammatory context by presenting an antigen of hepatocellular origin. Naive antigen specific OT-II CD4+ T-cells were not activated after coculture with LSEC, KC, or DC from TF-OVA mice. However, after pre-incubation of APC with exogenous ovalbumin protein, activation of OT-II CD4+ T-cells was observed, and the effector function of CD8+ T-cells was increased. Our results confirm that professional APC from the liver are capable of inducing effector function in CD8+ T-cells by presenting antigen of hepatocellular origin. Our findings suggest that CD8+ T-cells may be involved in the initial steps leading to autoimmunity in the liver