Dokument: Characterization of a subset of splenic plasmacytoid dendritic cells specialized for production of IFNβ and the role of type I interferon during Toxoplasma gondii infection

Titel:	Characterization of a subset of splenic plasmacytoid dendritic cells specialized for production of IFNβ and the role of type I interferon during Toxoplasma gondii infection
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=35868
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20151006-104857-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dress, Regine [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 7,78 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 06.10.2015 / geändert 06.10.2015
Beitragende:	Prof. Dr. Stefanie Scheu [Gutachter] Prof. Dr. Thomas Klein [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Typ I Interferone sind essentielle Induktoren von Immunantworten des angeborenen und adaptiven Immunsystems gegenüber Viren, Bakterien und anderen Pathogenen. Des weiteren spielen sie eine ambivalente Rolle in Autoimmunerkranken. Hier können sie zum Einen detrimentelle Wirkungen haben z. B. in Erkrankungen wie Psoriasis oder Lupus oder aber dienen als Therapeutika z.B. für Multiple Sklerose. Aufgrund dieser zentralen Rolle von Typ I IFN in Immunantworten, ist es von hoher Bedeutung die Wirkung von Typ I IFN und IFNβ-produzierende Zellen besser zu verstehen. Dies ist wichtig für die Verbesserung von Therapiestrategien für diverse Infektions- und Autoimmunerkrankungen. Wir konnten beobachten, dass nach TLR9 Stimulation lediglich ~5% aller pDCs in der Milz in der Lage sind IFNβ zu produzieren. Dies ist nicht die Folge einer fehlenden Aktivierung der nicht-IFNβ-produzierenden pDCs, als viel mehr eines unterschiedlichen Genexpressionsprofiles dieser Zellen. Zudem haben IFNβ-produzierende Zellen ein vermehrtes Migrationsvermögen und können aktiv und effizient NK- und T-Zellen rekrutieren. Des weiteren sind Identität und Funktion von IFNβ-produzierenden pDCs in der Milz unabhängig von der Typ I IFN vermittelten positiven Amplifizierung über den IFNAR. In IFNβ-produzierenden pDCs sind zudem der Transkriptionsfaktor BATF und das Membranprotein PSD-93 differentiell hoch exprimiert. In initialen in vitro und in vivo Studien an BATF-/- und PSD-93-/- -Mäusen konnten wir zeigen, dass beide Faktoren vermutlich eine Rolle in der terminalen Differenzierung von pDCs und im Signalweg der IFNβ-Produktion spielen, auch wenn sie nicht essentiell für die IFNβ-Produktion an sich sind. Ein Infektionsmodell mit Toxoplasma gondii zeigte, dass Typ I IFN wichtig für das Überleben dieser Infektion sind. Mäuse, die kein IFNβ produzieren können oder denen der IFNAR fehlt, erliegen schnell der Infektion mit T. gondii. Trotz normaler Produktion von IL-12 bilden diese Tiere nur eine schwache IFNγ-Antwort aus und haben zudem eine erhöhte Zystenlast im Gehirn, trotz einer effizienten Aktivierung von mGBPs, Schlüsselfaktoren in der Immunabwehr gegen T. gondii. Wir konnten definieren, dass während der Infektion mit T. gondii DCs die Hauptproduzenten von IFNβ sind, während IFNγ größtenteils von NK-Zellen sekretiert wird. Außerderm konnten wir festellen, dass sowohl lebendige, als auch Hitze-inaktivierte Parasiten in der Lage sind Wildtyp-DCs in vitro funktionell zu aktivieren, während dies nicht der Fall war für DCs von Typ I IFN-defizienten Mäusen. Zudem konnten wir zeigen, dass vollständig aktivierte DCs wichtig für die Aktivierung von NK-Zellen sind. In dieser Arbeit beschreiben wir eine einzigartige Subpopulation IFNβ-produzierender pDCs in der Milz und eine wichtige Rolle für die Proteine BATF und PSD-93 in der IFNβ-Produktion durch diese pDCs. Zudem zeigen wir, dass Typ I IFN von essentieller Bedeutung während der Infektion mit dem intrazellulären Parasiten T. gondii sind. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden uns helfen Typ I IFN-Antworten und –produzierende Zellen besser zu verstehen und stellen damit eine Grundlage für die Entwicklung neuer Therapiemethoden für diverse Infektions- und Autoimmunerkrankungen dar. Type I interferons are essential initiators of subsequent innate and adaptive immune responses to viruses, bacteria and other pathogens. Furthermore these cytokines can play an ambivalent role in auto-immune diseases including acting as a pathogenic factor in psoriasis or systemic lupus erythematosus or serving as a therapeutic for the case of IFNβ in multiple sclerosis. Given the central role these factors in immune responses, increasing our understanding of type I IFN and IFNβ-producing cells in infection is important to better understand how to design better therapeutics for infection and immune disorders. We found that after TLR9 stimulation only ~5% of splenic plasmacytoid dendritic cells (pDCs) are able to produce IFNβ. This was not due to a lack of activation of the non-producing pDCs, but rather to a differential gene expression profile found in IFNβ-producing vs. non-producing pDCs. This distinct gene expression profile was accompanied by a specific localisation pattern, enhanced migration and active recruitment of NK and T cells by IFNβ-producing pDCs. Furthermore, we found the identity and function of this subset of splenic IFNβ-producing pDCs to be independent of signalling through the IFNAR. We also found the transcription factor BATF and the membrane protein PSD-93 to be differentially expressed in IFNβ-producing pDCs. Initial in vitro and in vivo analyses of BATF-/- and PSD-93-/- mice revealed that in spite being non-essential for IFNβ induction in pDCs both proteins might play a role in terminal differentiation and be involved in the IFNβ signalling pathway in pDCs. Moreover, during Toxoplasma gondii infection we found that type I IFN are crucial for survival after infection. Mice lacking IFNβ or the IFNAR rapidly succumbed to T. gondii infection. These animals possessed higher cyst loads, and were insufficient in production of the key cytokine IFNγ, despite normal IL-12 levels and induction of mGBPs, key effector proteins in T. gondii clearance. We found that the main IFNβ-producing cells in infection with T. gondii are DCs while IFNγ was predominantly produced by NK cells. Viable or heat-killed parasites functionally activated wildtype but not type I IFN deficient DCs in vitro, and interaction of activated DCs with NK cells was important for NK cell activation. Here, we describe a distinct subset of IFNβ-producing splenic pDCs, an important role for BATF and PSD-93 in IFNβ production by these pDCs and the impact of type I IFN during infection with the intracellular parasite T. gondii. The results of this thesis will help us to better understand type I IFN responses and type I IFN-producing cells providing a basis for new therapy strategies for infections and auto-immune disorders.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Medizinische Mikrobiologie
Dokument erstellt am:	06.10.2015
Dateien geändert am:	06.10.2015
Promotionsantrag am:	06.07.2015
Datum der Promotion:	25.08.2015