Dokument: Konstitutive STAT3-Phosphorylierung und die Koexpression von IL-6/IL-10 sind mit einer eingeschränkten T-Zellfunktion bei Tuberkulosepatienten assoziiert
| Titel: | Konstitutive STAT3-Phosphorylierung und die Koexpression von IL-6/IL-10 sind mit einer eingeschränkten T-Zellfunktion bei Tuberkulosepatienten assoziiert | |||||||
| Weiterer Titel: | Constitutive STAT3 phosphorylation and IL-6/IL-10 co-expression are associated with impaired T-cell function in tuberculosis patients | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=65675 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20240527-080323-1 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Harling, Kirstin [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof.Dr. Jacobsen, Marc [Gutachter] PD Dr. rer. nat. Floß, Doreen [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Tuberculosis, T-cells, STAT3 phosphorylation, IL-6, IL-10 | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Infektionen mit Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) stellen weiterhin eine große Herausforderung für die Gesundheit der Weltbevölkerung dar. T-Zellen spielen eine zentrale Rolle in der Immunantwort auf M. tuberculosis. Bei der Feinregulation ihrer Funktion ist das komplexe Zusammenspiel von Zytokinen entscheidend für die Ausbildung von T-Zell-Phänotyp und Effektorfunktionen. Bei Tuberkuloseinfektionen (TB) konnte eine aberrante Expression der jeweils pro- und antiinflammatorischen Interleukine (IL)- 6 und 10 gezeigt werden. Beide Zytokine aktivieren signal transducer and activator of transcription (STAT)3 und induzieren die Expression des Feedback-Inhibitors suppressor of cytokine signaling (SOCS)3 in T-Zellen. SOCS3 hemmt als pleiotroper Inhibitor sowohl Zytokin-Signale als auch die Aktivierung von T-Zellen. Um herauszufinden, ob das Zytokinmilieu bei Tuberkulosepatienten die T-Zellantwort beeinflusst, charakterisierten wir Blutproben von TB-Patienten und gesunden Kontrollspendern mittels FACS-Analyse, ELISA und Cytometric Bead Assay. Wir untersuchten die spontanen und M. tuberculosis-spezifischen Zytokinexpressionsprofile, die Expression von SOCS3 sowie die Zytokin-vermittelte Aktivierung von pSTAT3 und pSTAT5 in T-Zellen. Darüber hinaus verglichen wir die M. tuberculosis-spezifische T-Zell-Aktivierung anhand von Aktivierungsmarkern und Effektorzytokinproduktion. Zusätzlich führten wir lentivirale Transduktion von CD4+-Zellen durch, um den Effekt von SOCS3-Überexpression auf T-Zellfunktionen zu erforschen.
In unseren Studien zeichneten sich Blutproben von TB-Patienten im Vergleich zu gesunden Kontrollspendern sowohl im Plasma als auch in unstimulierter - und M. tuberculosis-spezifischer Kultur durch höhere Konzentrationen von IL-6 und IL-10 aus. Außerdem konnten wir bei Tuberkulosepatienten eine geringere M. tuberculosis-spezifische Produktion der Effektorzytokine IL-17F und IL-22 nachweisen. Weiterhin fanden wir heraus, dass CD4+ T-Zellen von Tuberkulosepatienten im Gegensatz zu gesunden Kontrollspendern durch konstitutive pSTAT3-Aktivierung charakterisiert sind, die – anders als bei Kontrollspendern – nicht auf zusätzliche Stimulation mit IL-6 anspricht. Wir fanden zudem eine erhöhte Expression von SOCS3 in TB-Patienten. Die Expression von SOCS3 war mit einer reduzierten T-Zellaktivierung in TB-Patienten und einer reduzierten IL-2-vermittelten STAT5-Phosphorylierung bei allen Probanden assoziiert. Der inhibitorische Effekt von SOCS3 auf die IL-2-vermittelte Aktivierung von pSTAT5 konnte durch lentivirale Überexpression von SOCS3 in primären CD4+ T-Zellen bestätig werden. Eine Principal Component Analysis konnte eine IL-6-, IL-10- und SOCS3-basierte Principal Component identifizieren, die mit hoher pSTAT3-Aktivierung korreliert. Daraus schlussfolgern wir, dass die aberrant gesteigerte Expression von IL-6 und IL-10 sowie die erhöhte Expression von pSTAT3 und SOCS3 zur gestörten T-Zellfunktion bei Tuberkuloseinfektionen beiträgt.Infections with Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) continue to pose a major challenge to global health. In the immune response to M. tuberculosis, T-cells play a crucial role. Their function is intricately regulated, and cytokines centrally contribute to the complex interplay determining T-cell phenotype and effector functions. In M. tuberculosis infections (TB), pro- and anti-inflammatory interleukins (IL) -6 and -10 have been shown to be aberrantly expressed. Both cytokines activate signal transducer and activator of transcription (STAT)3 and induce feedback inhibitor suppressor of cytokine signaling (SOCS)3 in T-cells. SOCS3 is a pleiotropic inhibitor of both cytokine signaling and T-cell activation. In order to find out whether the cytokine milieu affects T-cell activation in tuberculosis patients, we characterized blood samples from TB patients and healthy controls using FACS analysis, ELISA and Cytometric Bead Assay. We investigated spontaneous and M. tuberculosis-specific cytokine expression profiles, expression of SOCS3 and cytokine-mediated activation of pSTAT3 and pSTAT5 in T-cells. Furthermore, we compared M. tuberculosis-specific T-cell activation assessed by activation markers and effector cytokine production. In addition, we lentivirally transduced CD4+ T-cells to overexpress SOCS3 in order investigate the effect of SOCS3 on T cell functions. In our studies, blood samples from TB patients were characterized by higher concentrations of IL-6 and IL-10 in both plasma and unstimulated - and M. tuberculosis-specific culture compared to healthy contacts. We also demonstrated lower M. tuberculosis-specific production of the effector cytokines IL-17F and IL-22 in TB patients. Furthermore, we found constitutively activated pSTAT3 in CD4+ T-cells in tuberculosis patients (but not healthy controls), which could not be further induced by stimulation with IL-6. We also found higher expression of SOCS3 in tuberculosis patients as compared to controls. High expression of SOCS3 was associated with reduced T-cell activation responses in TB patients and reduced IL-2-induced phosphorylation of STAT5 in all donors. Likewise, lentiviral overexpression of SOCS3 in primary CD4+ T-cells confirmed the inhibitory effect on IL-2-mediated phosphorylation of STAT5. Principal component analysis identified an IL-6, IL-10-, SOCS3 co-expression-based principal component in tuberculosis patients that correlated with high pSTAT3 levels. We conclude that aberrant high levels of IL-6 and IL-10 in combination with elevated levels of pSTAT3 and SOCS3 contribute to the impaired T-cell function in tuberculosis disease. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 27.05.2024 | |||||||
| Dateien geändert am: | 27.05.2024 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 12.03.2023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 19.03.2024 |
