Mycobacterial influence on human dendritic cells

Dendritische Zellen (DCs) sind die wichtigsten Antigenpräsentierenden Zellen (APC) des Immunsystems. Sie sind spezialisiert auf die Antigenaufnahme, -prozessierung und –präsentation sowie die effiziente Stimulation von T-Zellen. Sie nehmen eine Schlüsselfunktion in der Initialisierung einer Immunantwort gegen Pathogene wie z.B. Mycobacterium tuberculosis, dem Erreger der Tuberkulose (TB), ein. Der einzige angewandte TB-Impfstoff, M. bovis BCG schützt nur unzureichend vor adulter Lungen-TB. Um die Effizienz der Immunisierung gegen TB zu verbessern, ist es essentiell den Einfluss der Mykobakterien auf dendritische Zellen genauer zu verstehen. In dieser Arbeit wurden Monozyten aus LRS-Kammern zur DC-Generierung verwendet. Die unreifen DCs wurden mit M. bovis BCG sowie weiteren Mykobakterien und mykobakteriellen Komponenten behandelt. Dabei zeigte sich, dass die Mykobakterien eine Ausreifung der unreifen DCs bewirkten. Die stärkste Ausreifung wurde durch lebende M. bovis BCG und tote M. tuberculosis sowie das M.tb. Antigen 85A induziert. In allogenen Kokultur-Versuchen konnte außerdem gezeigt werden, dass die durch M. bovis BCG und 85A ausgereiften DCs gute Stimulatoren CD4+ und insbesondere CD8+ T-Zellen waren. Des Weiteren zeigte sich, dass bei längerer 85A Behandlung die T-Zellaktivierungseffizienz der DCs abnahm. Dies konnte mit erhöhter Expression von PD-L1 (Programmed cell Death 1 Ligand 1) auf den DCs in Korrelation gebracht werden. Durch Genexpressionsanalysen wurden Gene identifiziert, welche durch lebende BCG induziert bzw. reduziert wurden. Die hoch regulierten Gene waren hauptsächlich an inflammatorischen Prozessen beteiligt, die runter regulierten vor allem an der Signaltransduktion. Diese Ergebnisse geben Hinweise darauf, dass durch DCs zunächst eine Immunantwort gegen BCG induziert wird, diese aber nach einiger Zeit reduziert wird. Dies könnte möglicherweise daran beteiligt sein, dass eine Impfung mit BCG keinen ausreichenden Schutz gegen TB bietet.Dendritic cells (DCs) are the most potent antigen presenting cells of the immune system. They are specialized in uptake, processing and presentation of antigens. They play a key role in initializing an immune response against pathogens like Mycobacterium tuberculosis, the causative agent of tuberculosis (TB). The only applied vaccine against TB, Mycobacterium bovis BCG is not efficient against adult lunge-TB. To improve the protective immunity against TB it is essential to increase the understanding of the interaction between DCs and mycobacteria. In this work monocytes from LRS-chambers were used for DC-generation. The immature DCs were treated with M. bovis BCG, further mycobacteria and mycobacterial components. It could be shown, that mycobacteria induced maturation of the DCs. The strongest maturation was induced by viable M. bovis BCG, dead M. tuberculosis and the M.tb. antigen 85A. In allogenic Co-Culture-Assay the treated DCs were potent stimulators of CD4+ and in particular of CD8+ T-cells. In addition, an expanded 85A treatment leads to decreased T-cell stimulation capacity of the DCs. This could be correlated with increased PD-L1 (Programmed cell Death 1 Ligand 1) expression on the DCs. On the basis of gene expression arrays DC genes could be identified, which were up respectively down regulated by M. bovis BCG. The up regulated genes were mainly involved in inflammatory processes; the down regulated ones in the signal transduction. These results give evidence that initially the DC induce an immune response against BCG, which is reduced after a while. This might be involved in the insufficient protect of BCG against TB