Dokument: Analysis of invariant natural killer T cells in health and disease: lessons from acute hepatitis C virus infection

Titel:	Analysis of invariant natural killer T cells in health and disease: lessons from acute hepatitis C virus infection
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=59979
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20220627-125308-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Menne, Christopher [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,90 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 23.06.2022 / geändert 23.06.2022
Beitragende:	Timm, Jörg [Gutachter] Lang, Philipp [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Invariant natural killer T (iNKT) cells show characteristics of innate and adaptive immune cells and potently modulate the downstream immune response. As their role during human viral infections is poorly understood, a longitudinal analysis of iNKT cells in patients with acute hepatitis C virus (HCV) infection with different outcome was conducted. In further analyses, the underlying mechanisms of iNKT cell activation and function were closely investigated. The frequency of activated, CD38+ and CD69+ iNKT cells was initially high during the early phase of acute HCV infection before it significantly declined in patients with self-limited infection. In contrast, levels of activated iNKT cells remained consistently elevated in patients that progressed to chronic disease. The frequency of iNKT cells expressing markers of activation, cytotoxicity and liver homing receptors significantly correlated with liver inflammation, particularly in resolving patients. This indicates an involvement of iNKT cells in the anti-HCV immune response during acute infection and furthermore suggests that these cells contribute to liver inflammation during the clearance of HCV. Ex-vivo analysis of CD38+ iNKT cells revealed a generalized functional deficiency in comparison to CD38- iNKT cells. Less CD38+ cells secreted IFN-γ, TNFα or produced Granzyme B. Moreover, they proliferated less in the absence of a specific T cell receptor (TCR) stimulus, and showed low levels of the transcription factors T-bet and PLZF. RNA sequencing revealed a so far unknown transcriptional signature of activated human iNKT cells including the prominent expression of interleukin-32. Detailed analysis showed IL-32 expression is narrowly restricted to iNKT and other innate-like lymphocyte populations and is induced independently of TCR signalling. IL-32 producing iNKT cells were predominantly present in the CD4- subpopulation and stably secreted IFN-γ, TNFα and Granzyme B pointing out the proinflammatory potential of CD4- iNKT cells. Taken together, this work significantly expands the knowledge about the role of iNKT cells in the context of HCV immunity. The unique phenotype of CD38+ iNKT cells that is linked to poor effector function could also be implicated in other viral diseases. The gene expression pattern described here provides information on the general activation mechanism of human iNKT cells and thus significantly contributes to a better understanding of NKT cell-dependent immunological processes in health and disease. Invariante natürliche Killer T-Zellen (iNKT-Zellen) vereinen die Eigenschaften von angeborenen und adaptiven Immunzellen und können die Immunantwort entscheidend modulieren. Da ihre Rolle bei humanen Virusinfektionen nur unzureichend verstanden ist, wurde eine longitudinale Analyse von iNKT-Zellen bei Patienten mit akuter Hepatitis C Virus (HCV) Infektion mit unterschiedlichem Krankheitsverlauf durchgeführt. In weiteren Analysen wurden die zugrundeliegenden Mechanismen der iNKT-Zellaktivierung und - Funktion detailliert untersucht. Die Frequenz von aktivierten, CD38+ und CD69+ iNKT-Zellen war in der frühen Phase der akuten Infektion zunächst hoch, bevor sie in Patienten mit selbst-limitierender Infektion deutlich abnahm. Im Gegensatz dazu blieb die Zahl der aktivierten iNKT-Zellen bei Patienten, die eine chronische Erkrankung entwickelten, konstant erhöht. Die Häufigkeit von iNKT-Zellen, die Marker für Aktivierung, Zytotoxizität und Leber-„Homing“-Rezeptoren exprimieren, korrelierte signifikant mit der Leberentzündung, insbesondere bei Patienten, bei denen die Infektion ausheilte. Dies deutet auf eine Beteiligung von iNKT-Zellen an der Immunantwort gegen HCV während der akuten Infektion hin und legt weiterhin nahe, dass diese Zellen an der Entstehung der Leberentzündung während der HCV Eliminierung beteiligt sind. Die ex vivo Analyse von CD38+ iNKT-Zellen zeigte eine allgemeine Disfunktionalität im Vergleich zu CD38- iNKT-Zellen auf. Dabei sekretierten CD38+ Zellen weniger IFN-γ, TNFα oder produzierten Granzyme B. Darüber hinaus proliferierten sie weniger in Abwesenheit eines spezifischen T-Zell-Rezeptor Stimulus und wiesen zeigten eine geringere Expression der Transkriptionsfaktoren T-bet und PLZF auf. Mittels RNA- Sequenzierung wurde eine bisher unbekannte Transkriptionssignatur aktivierter menschlicher iNKT-Zellen nachgewiesen, wobei die Expression von Interleukin-32 herausragte. Eine detaillierte Analyse zeigte, dass die Expression von IL-32 auf iNKT- Zellen und anderen Populationen von angeborenen Lymphozyten beschränkt ist und unabhängig von TZR Signalen induziert wird. IL-32 produzierende iNKT-Zellen waren überwiegend in der CD4-Subpopulation vorhanden und sezernierten unverändert IFN-γ, TNFα und Granzyme B, was das proinflammatorische Potential von CD4- iNKT Zellen verdeutlicht. Insgesamt erweitert diese Arbeit den Wissenstand über die Rolle von iNKT-Zellen in Zusammenhang mit der HCV-Immunität erheblich. Der einzigartige Phänotyp von CD38+ iNKT-Zellen, der mit einer schlechten Effektor-Funktion verbunden ist, könnte auch bei anderen Viruserkrankungen eine Rolle spielen. Das hier beschriebene Genexpressionsmuster gibt Aufschluss über den allgemeinen Aktivierungsmechanismus menschlicher iNKT-Zellen und trägt damit wesentlich zu einem besseren Verständnis der von iNKT-Zellen abhängigen immunologischen Prozesse sowohl bei Krankheiten, als auch unter gesunden Bedingungen bei.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	27.06.2022
Dateien geändert am:	27.06.2022
Promotionsantrag am:	21.10.2021
Datum der Promotion:	18.02.2022