Dokument: Nicht klassische Regulatoren in autoimmuner Demyelinisierung

Titel:	Nicht klassische Regulatoren in autoimmuner Demyelinisierung
Weiterer Titel:	Non classical regulators in autoimmune demyelination
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=32779
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20141204-114542-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dipl. Biol. Wingerath, Britta [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 721,7 KB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 27.11.2014 / geändert 27.11.2014
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Multiple Sklerose (MS) ist die häufigste chronisch-entzündliche Erkrankung des zentralen Nervensystems in westlichen Ländern und betrifft weltweit mehr als 2,5 Millionen Menschen. Es wird allgemein angenommen, dass MS durch autoreaktive T Zellen vermittelt wird und Demyelinisierung, neuronalen Schaden und schließlich irreversible neurologische Behinderung zur Folge hat. Das am häufigsten verwendete Tiermodell ist die experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis (EAE), die durch die Immunisierung mit Myelinantigenen in empfänglichen Spezien induziert wird. Ich habe die Beteiligung zweier nicht klassischer Regulatoren autoimmuner Neuroinflammation in Bezug auf den klinischen Phänotyp und die damit assoziierten immunologischen und pathologischen Veränderungen in verschiedenen EAE-Paradigmen untersucht. Diese sind (i) der Proteasomaktivator 28 (PA28) und (ii) der Adenosinrezeptor 2A (A2AR). (i) Es ist bekannt, dass PA28 bei inflammatorischen Bedingungen an einen Enzymkomplex namens Immunoproteasome andockt und dadurch den Umsatz dieses Komplexes an kurzen Peptidsubstraten erhöht. Es wurde gezeigt, dass PA28 auf Ebene der Genexpression im Rückenmark von EAE-Mäusen erhöht ist. Die präzise Rolle von PA28 blieb dabei unbekannt. (ii) Für Adenosine deuten Studien auf die Modulierung von Immunprozessen mittels des Rezeptors A2AR hin. Es wurde gezeigt, dass A2AR an Gs-Proteine bindet, was zu erhöhten cAMP-Leveln und der Herunterregulation von inflammatorischen Prozessen führt. Die Beteiligung von A2AR in autoimmuner Neuroinflammation ist bisher nicht bekannt. Naïve C57BL/6 Mäuse defizient für den Faktor PA28 zeigten keine immunologische Deviation im Vergleich zu Wildtyp-Wurfgeschwistern, was sich in der Zell- und Prozentzahl von B- und T- Zellen der lymphoiden Organe und der untersuchten Zytokine und Oberflächenmarker von aktivierten T-Zellen zeigte. Jedoch wiesen diese Tiere in der EAE eine erhöhte Krankheitsschwere im Vergleich zu Wildtyp-Wurfgeschwistern auf. Auch hier wurden keine Unterschiede der primären Immunantwort (vergleichbares Zytokinprofil und ex vivo Reaktion von autoimmunen T-Zellen) zu verschiedenen Zeitpunkten der EAE, inklusive der Untersuchungen vor dem Einsetzen der Symptome, beobachtet. Die entsprechende histopathologische Analyse bestätigte die erhöhte Immuninfiltration in Rückenmark und Stammhirn der betroffenen Tiere. Diese Experimente zeigten zum ersten Mal die kritische Beteiligung von PA28 an autoimmuner Neuroinflammation in vivo auf. Aufgrund mangelnder detektierbarer Unterschiede der Immunregulation ist weitere Forschung von Nöten, die eine mögliche neurobiologische Begründung für diese Beobachtungen abklärt. Naïve C57BL/6 Mäuse defizient für den spezifischen Rezeptor A2AR zeigten nach Auslösen der EAE ein früheres Einsetzen der Symptome sowie einen höheren Peak in der Krankheit verglichen mit Wildtyp-Wurfgeschwisterkontrollen. Dabei wurden keine Unterschiede in der primären Immunantwort zwischen den beiden Gruppen gefunden. Bemerkenswerterweise jedoch produzierten die vor dem Einsetzen der Symptome isolierten CD4 T-Zellen in der EAE der A2AR defizienten Mäuse signifikant erhöhte Level der relevanten Zytokine verglichen mit Wildtyp-Wurfgeschwisterkontrollen. Diese Tendenz war absent zwischen naïven A2AR defizienten und Wildtyp-Wurfgeschwisterkontrollen. Darüber hinaus konnten diese Ergebnisse (die untersuchten immunologischen Parameter und der Krankheitsverlauf) durch therapeutische und präventive Behandlung mit einem selektiven A2AR Agonisten (CGS) im EAE-Modell bestätigt werden. Untersuchungen an vor dem Auftreten der Symptome isolierten Splenozyten zeigten ein vermindertes proliferatives Potential der Splenozyten der CGS behandelten Mäuse in Vergleich zur Kontrollgruppe. Dieses Ergebnis wurde mittels in vitro Modellen an mit CGS behandelten Splenozyten naïver Mäuse bestätigt. Somit scheint A2AR CD4 T-Zellen zu frühen Zeitpunkten der Proliferation und Zytokinproduktion zu beeinflussen. Multiple sclerosis (MS) is the most common chronic inflammatory disease of the central nervous system in Western countries affecting more than 2.5 million individuals worldwide. It is generally suggested that MS is mediated by autoreactive T cells, leading to demyelination, neuronal damage and subsequent irreversible neurological disability. The most common animal model is experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) induced by immunisation with myelin antigens in susceptible species. Here, I investigated the contribution of two non classical regulators of autoimmune neuroinflammation, i.e. (i) the proteasome activator 28 (PA28) and (ii) the adenosine receptor 2A (A2AR) to the clinical phenotype and associated immunological and pathological alterations in different EAE paradigms. (i) PA28 is known to attach to an enzyme complex termed immunoproteasome under inflammatory conditions, leading to an increased turnover of short peptide substrates by this complex. Previously, gene expression of PA28 was shown to be upregulated in the spinal cord of EAE mice, but the precise role of PA28 remained elusive. (ii) For adenosine, existing studies suggested the modulation of immune processes via its receptor A2AR. A2AR had been shown to couple with Gs proteins, resulting in increased cAMP levels and downregulation of inflammatory responses. However, the contribution of A2AR to autoimmune neuroinflammation had not been known so far. For PA28, naïve C57BL/6 animals lacking this factor showed no immune deviation as compared to wild type littermates, as reflected by cell number and percentages of T and B cells of lymphoid organs and by the examined cytokines and surface markers on activated T cells. However, upon EAE induction, an increased disease severity was seen as compared to wild type littermate controls. Again, no difference was observed for the primary immune response, as a comparable cytokine profile and ex vivo autoimmune T cell response was observed at different time points during EAE, including investigation prior to disease onset. Concomitant histopathological analysis confirmed increased immune infiltration in the spinal cord and brainstem of affected animals. These experiments demonstrate for the first time the critical contribution of PA28 to autoimmune neuroinflammation in vivo. Considering the lack of any detectable immune regulation, further research is needed to clarify possible neurobiological explanations for this observation. For A2AR, mice deficient for this specific receptor showed an earlier onset of symptoms, as well as a higher peak in disease upon EAE induction compared to wild type littermate controls. Here, no differences in primary immune response were found between the groups. Remarkably, the investigated CD4 T cells isolated from A2AR deficient mice upon EAE induction before the onset of disease symptoms were found to produce significantly increased levels of relevant cytokines as compared to wild type littermate controls. This tendency was absent between naïve A2AR deficient and wild type littermate controls. Furthermore, preventive and therapeutic treatment in the EAE model with a selective A2AR agonist (CGS) confirmed the previous findings, i. e. the examined immunological parameters and the progression of disease. Investigations of splenocytes isolated before onset of EAE symptoms revealed the decreased proliferative potential of those from CGS treated mice compared to the referring control group. This result was confirmed by in vitro models of naïve splenocytes treated with CGS. Hence, A2AR seems to influence CD4 T cells at early phases in proliferation and cytokine production.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	04.12.2014
Dateien geändert am:	04.12.2014
Promotionsantrag am:	30.09.2014
Datum der Promotion:	14.11.2014