Modulation of the immunosuppressive function of human T-cell-receptor-alphabeta+ CD4- CD8- double-negative T cells

Die Population der TZRαβ+ CD4- CD8- doppelt-negativen (DN) T-Zellen übt eine starke suppressive Funktion gegenüber T-Zellantworten aus und ist damit an der Regulation des Gleichgewichts zwischen Immunreaktivität und Immuntoleranz beteiligt. So kann ein adoptiver Transfer muriner DN T-Zellen allogene CD4+ und CD8+ T-Zell-Antworten spezifisch unterdrücken und dadurch die Entwicklung einer Graft-versus-Host-Disease (GvHD) nach allogener hämatopoetischer Stammzell-transplantation (HSZT) verhindern. In Hinblick auf einen angestrebten therapeuti-schen Einsatz der DN T-Zellen wurden in dieser Arbeit potentielle Modulatoren der suppressiven Aktivität von humanen DN T-Zellen charakterisiert. Als Modulatoren wurden homöostatische und proinflammatorische Zytokine untersucht, die nach HSZT erhöhte Serumspiegel aufweisen. Insbesondere Interleukin (IL)-7 stand aufgrund beschriebener Assoziationen mit der Pathogenese der GvHD im Zentrum der Untersuchung. Interessanterweise zeigte sich in dieser Arbeit, dass IL 7 die DN T-Zell-vermittelte Suppression gegenüber Effektor T-Zell-Antworten entscheidend beeinträchtigt. Der Verlust der DN T-Zell-Funktion konnte auf die Aktivierung eines spezifischen Signalweges – dem Akt/mTOR Signalweg – in den DN T-Zellen zurückgeführt werden. Weitere Untersuchungen an dem zugrundeliegenden Mechanismus ergaben, dass das durch IL-7 amplifizierte Akt/mTOR Signal einen Anergie-ähnlichen Phänotyp der DN T-Zellen aufhebt. Die daraus resultierende gesteigerte Aktivierung und Proliferation der DN T-Zellen führte zu einer Reduktion der suppressiven Aktivität. Darüber hinaus konnte nachgewiesen werden, dass eine Reihe weiterer Zytokine, die mit der GvHD assoziiert sind, die Funktionalität der DN T-Zellen nicht beeinflussen. Das Th2 Zytokin IL-4 hingegen konnte als weiterer Modulator der DN T-Zell-Suppression identifiziert werden. IL-4 und IL-7/Akt/mTOR stellen somit Einflussfaktoren der Funktionalität von DN T-Zellen dar, die als neue Angriffspunkte zur therapeutischen Modulation der immunregulatorischen Aktivität humaner DN T-Zellen für die Vermeidung der GvHD dienen können.TCRαβ+ CD4- CD8- double-negative (DN) T cells have been described to effectively suppress immune responses in both mice and humans. In the context of allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (HSCT) the adoptive transfer of murine DN T cells specifically suppressed alloreactive T cells and prevented development of graft-versus-host disease (GvHD). Recently, clinical studies have demonstrated an inverse correlation between the frequency of DN T cells and the severity of acute GvHD after HSCT, indicating a therapeutic potential of human DN T cells in HSCT. So far no study has considered modulation of DN T cell functionality. After HSCT the concentration of certain homeostatic and proinflammatory cytokines has been shown to be increased. Thus, this work aimed to elucidate the effect of these cytokines on the functionality of human DN T cells. Since Interleukin (IL)-7 has been described to interfere with T-cell function and increased IL-7 serum levels have been associated with the incidence of GvHD, we first focused on the influence of IL-7 on regulatory function of DN T cells. Intriguingly, we could demonstrate that IL-7 abrogates the suppressive activity of DN T cells towards allogeneic effector T cells by amplifying the Akt/mTOR pathway. Importantly, selective inhibition of the protein kinases Akt or mTOR in human DN T cells was able to reverse the effect of IL-7 thereby restoring the functionality of DN T cells, whereas inhibition of other central T cell signaling pathways did not. Our analysis on the underlying mechanism suggested that the IL-7/Akt/mTOR signaling cascade reverses an anergy-like status of the DN T cells. Coincidently, the activation and proliferation of the DN T cells were shown to be increased and associated with the loss of their suppressive activity. Of interest, other cytokines associated with GvHD could not impair DN T-cell functionality. However the Th2 cytokine IL-4 influenced DN T-cell mediated suppression similar to IL-7. Together, the present study uncovered that the IL-7/Akt/mTOR network and potentially IL-4 are critical factors for the suppressive capacity of human DN T cells. Targeting of these pathways by pharmacological agents may re-establish and enhance the regulatory function of human DN T cells in GvHD