Dokument: Expression und Bedeutung von IFN beta in Mausmodellen für Multiple Sklerose und Polymikrobielle Peritonitis

Titel:	Expression und Bedeutung von IFN beta in Mausmodellen für Multiple Sklerose und Polymikrobielle Peritonitis
Weiterer Titel:	Expression and Relevance of IFN beta in Mouse Models for Multiple Sclerosis and Polymicrobial Peritonitis
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=23494
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20130114-132358-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Kocur, Magdalena Julia [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 11,36 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 14.01.2013 / geändert 14.01.2013
Beitragende:	Dr. Scheu, Stefanie [Gutachter] Prof. Dr. Hegemann, J. H. [Gutachter]
Stichwörter:	Interferon beta, Multiple Sklerose, Polymikrobielle Peritonitis, Sepsis
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	IFNβ gehört zur Familie der Typ I IFN. Durch ihre pleiotropen, immunregulatorischen Wirkmechanismen vermitteln sie sowohl in der Abwehr verschiedenster Pathogene, als auch in der Autoimmunität positive, wie auch negative Effekte. IFNβ vermittelt in der EAE eine protektive Wirkung und trägt zu einem milderen Verlauf der Krankheit bei, während es in anderen Autoimmun-Modellen wie dem systemischen Lupus erythematosus einen nachteilgen Effekt auf die Pathogenese ausübt. Zu Beginn einer Virusinfektion wird IFNβ ebenfalls exprimiert, was zur Induktion des antiviralen Status führt und zur Klärung der Infektion. Im Gegensatz dazu vermittelt IFNβ während bakterieller Infektionen, wie der Colon ascendens Stent Peritonitis, oft einen detrimentellen Effekt und wirkt sich negativ auf den Krankheitsverlauf aus. Die Beschreibung der immunmodulatorischen Kapazität von IFNβ wurde aufgrund dieser vielfältigen Wirkungen bereits in vielen Krankheitsmodellen durchgeführt. Die Quelle der IFNβ Produktion wurde auf Einzelzellebene bisher jedoch nur unzureichend charakterisiert. Daher wurden unter Zuhilfenahme des bicistronischen IFNβ/YFP Reportermausmodells die IFNβ Produzenten im Modell der EAE sowie der CASP charakterisiert. In der EAE wurden am Höhepunkt der Krankheit Mikroglia als Hauptproduzenten von IFNβ/YFP identifiziert. Die Analyse der IFNβ mRNS Expression im Verlauf der EAE zeigte, in der Initiationsphase der Krankheit, eine frühe IFNβ mRNS Expression in der Milz und den peripheren Lymphknoten. Die IFNβ Expression im ZNS war hierzu gegenläufig reguliert und die IFNβ Expression vor allem in der Effektorphase präsent. Die Analyse EAE-relevanter Gene definierte die Bedingungen unter denen IFNβ exprimiert wurde. Die intrathekale und in vitro TLR Stimulation im naiven Zustand konnte zeigen, dass Mikroglia auch unter diesen Bedingungen IFNβ/YFP exprimieren und einen wichtigen Beitrag zur Modulation von Immunantworten leisten. Die Etablierung einer primären Mikrogliakultur aus adulten Mäusen ermöglicht hierbei die weitere funktionelle Analyse der IFNβ/YFP+ Mikroglia. Im Modell der CASP wurde zunächst der Einfluss einer viral vermittelten Typ I IFN Antwort auf den Verlauf der Krankheit untersucht. Hierzu wurden Überleben, Bakterienlast, zelluläre Komposition der Peritonealhöhle und die Zytokinproduktion in wt, IFNβ-/- und IFNARI-/- Mäusen verglichen. In Abwesenheit von IFNβ kam es zu einem geringfügig milderen Verlauf der polymikrobiellen Peritonitis. IFNARI-/- Mäuse wiesen jedoch signifikant verbesserte Werte gegenüber wt und IFNβ-/- Tieren auf, so dass die Wirkung von IFNβ in diesem Kontext als weitestgehend redundant definiert wurde. Die Analyse der IFNβ/YFP und IL-12p40/GFP Expression konnte cDCs als Hauptproduzenten während der CASP und nach polyI:C Stimulation identifizieren. Die in vivo Analyse und die nachfolgende in vitro Analyse von GM-CSF DCs zeigte ein differentielles Expressionsmuster beider Zytokine, mit einer meist exklusiven Expression der Reporterallele, während nur wenige Zellen IL-12p40/GFP und IFNβ/YFP simultan exprimierten. Die durch die Reporterallel-Expression definierten DC Subpopulationen wiesen zusätzlich funktionelle Unterschiede im Bezug auf die PRR Expression und die T Zell stimulatorische Kapazität auf. Schließlich konnte die IL-12p40/GFP und IFNβ/YFP Expression auf Einzelzellebene nach polyI:C Stimulation und in vitro sowie in vivo Restimulation verfolgt werden. Diese zeigte ein durch die Primärstimulation festgelegtes Expressionsprofil beider Zytokine, was in vivo möglicherweise zum detrimentellen Defekt der Immunantwort beiträgt, die nicht optimal auf die Sekundärinfektion reagiert und zu einer Immunpathologie führt. IFNβ belongs to the family of Type I IFNs, which have pleiotropic immunoregulatory functions and mediate positive as well as negative effects during immune responses to multiple pathogens and autoimmunity. On the one hand IFNβ plays a protective role in EAE and contributes to a better outcome, on the other hand in other autoimmune disorders like systemic lupus erythematosus it acts in a negative way. At the onset of a viral infection IFNβ is also expressed and induces the antiviral state and induces antiviral immune responses which leads to clearance of infection. In contrast IFNβ often adversely affects the course of bacterial infection like the colon ascendens stent peritonitis ending in a detrimental outcome. The characterization of the immunoregulatory capacity of IFNβ was already carried out in many disease models, but the cellular source of IFNβ was described insufficiently until now. Here a bicistronic reporter mouse model was used to phenotypically and functionally characterize the IFNβ producing cells during EAE and CASP. During EAE at the peak of disease microglia were identified as main producers of IFNβ/YFP. The analysis of IFNβ mRNA expression during the course of EAE showed in the initiation phase an early IFNβ expression in the spleen and the peripheral lymphnodes. Compared to that IFNβ was inversely expressed in the CNS where it was produced mainly in the effector phase of disease. Furthermore the analysis of EAE-relevant genes defined the environmental conditions during IFNβ expression. The intrathecal and in vitro TLR stimulation of microglia in the naïve state also defined microglia as sole producers of IFNβ/YFP under these conditions and showed their capacity to influence immune responses. The establishment of a primary microglia culture from adult mice enables further functional analysis of IFNβ/YFP+ microglia. In the CASP model the influence of a virus driven Type I IFN response on the disease outcome was analysed. Therefore, survival, bacterial load, cellular composition of peritoneal cavity and cytokine production were compared in wt, IFNβ-/- and IFNARI-/- mice. The absence of IFNβ led to a slightly milder outcome of the CASP. IFNARI-/- mice showed significantly improved survival in comparison to wt and IFNβ-/- mice. Accordingly, the effect of IFNβ during CASP was defined as mostly redundant. The analysis of the IFNβ/YFP and IL-12p40/GFP during CASP and after TLR stimulation identified cDCs as main producers. In vivo as well as the following in vitro stimulation of GM-CSF DCs revealed a differential expression profile of both cytokines with nearly an exclusive expression of both reporter alleles, because only few cells expressed IL-12p40/GFP and IFNβ/YFP simultanously. The DC populations, which were defined by their reporter allele expression additionally showed functional differences in PRR expression and in their T cell stimulatory capacity. Finally the IL-12p40/GFP and IFNβ/YFP expression was traced on single cell basis after polyI:C stimulation and in vitro as well as in vivo re-stimulation. The primary stimulation induced a fixed expression profile of both reporter alleles. In vivo this effect could contribute to a detrimental defect in immune responses, with an inability to generate an optimal response towards secondary infections leading to immune pathology.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Medizinische Mikrobiologie
Dokument erstellt am:	14.01.2013
Dateien geändert am:	14.01.2013
Promotionsantrag am:	05.10.2012
Datum der Promotion:	20.12.2012