Dokument: KIR3DL1-vermittelte Modulation der NK-Zell-Funktion in chronischen Virusinfektionen

Titel:	KIR3DL1-vermittelte Modulation der NK-Zell-Funktion in chronischen Virusinfektionen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=68413
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20250210-094038-6
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Grothmann, Ramona [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 5,18 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 03.02.2025 / geändert 03.02.2025
Beitragende:	Timm, Jörg [Gutachter] Univ.-Prof. Dr. Lang, Philipp [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibung:	NK-Zellen sind ein Teil des angeborenen Immunsystems und für die erste Immunabwehr nach einer Infektion verantwortlich. Im gesunden Zustand sind NK-Zellen inaktiv, indem ein Gleichgewicht von aktivierenden und inhibierenden Signalen über Rezeptor-Liganden-Interaktionen aufrechterhalten wird. Nach einer Infektion werden verstärkt aktivierende Signale bzw. weniger inhibierende Signale an die NK-Zellen weitergeleitet, was die Aktivierung der NK-Zellen zur Folge hat. Im Zusammenhang einer viralen Infektion spielt der inhibierende NK Zell Rezeptor KIR3DL1 eine wichtige Rolle. Sein Interaktionspartner sind HLA-Klasse I-Liganden mit dem HLA-Bw4-Motiv, die im gesunden Zustand körpereigene nonamerische Peptide binden und mit KIR3DL1 interagieren, wobei für die Interaktion nicht nur das HLA-Molekül selbst, sondern auch das präsentierte Peptid und hier vor allem die Position 7 des Nonamers von großer Bedeutung sind. Durch diese Interaktion erhalten die NK-Zellen ein inhibierendes Signal, welches zur Aufrechterhaltung des inaktiven Zustands beiträgt. Im Zuge einer viralen Infektion können virale Peptide an HLA-Bw4 binden und mit KIR3DL1 interagieren. Das hat zur Folge, dass KIR3DL1-exprimierende NK-Zellen inhibiert werden, obwohl eine Virusinfektion vorliegt und die infizierten Zellen eliminiert werden müssten. Dies wird als „NK Zell Escape“ bezeichnet. Diese Arbeit befasste sich daher mit der KIR3DL1-vermittelten Modulation der NK-Zell-Funktion in chronischen Virusinfektionen. Hierbei wurde untersucht, welchen Einfluss die immundominanten HLA B*27:05-(Bw4)-restringierten Epitope HCV GT1 NS5B2841 2849 ARMILMTHF und HBV GTD Pol114 122 ARFYPNVTK auf die Funktionalität von KIR3DL1+ NK Zellen haben. Bei Sequenzanalysen der genannten Epitope wurde festgestellt, dass diese Epitope variabel sind und Substitutionen an der entscheidenden Position 7 aufweisen, weshalb sich hier die Frage stellte, ob die Sequenzvarianten selektiert wurden, um den „NK Zell Escape“ zu verstärken. Zur Untersuchung des Einflusses der unterschiedlichen viralen Peptide auf die Funktion von KIR3DL1+ NK Zellen wurde ein Zellkultur-basierter Assay etabliert, bei dem KIR3DL1+ NK Zellen von gesunden Probanden mit Zielzellen, die den zu untersuchenden HLA-B*27:05/Peptid-Komplex exprimierten, stimuliert und anschließend durchflusszytometrisch deren Aktivität über die Expression des Degranulationsmarkers CD107a gemessen wurde. Hierbei wurde für die Untersuchung des Einflusses des HCV Epitops auf KIR3DL1+ NK Zellen die PBMCs einer Kohorte mit insgesamt 46 gesunden Probanden und für die Untersuchung des Einflusses des HBV Epitops auf KIR3DL1+ NK Zellen die PBMCs einer Kohorte mit insgesamt 36 gesunden Probanden verwendet. Die Ergebnisse dieser Assays zeigten eindeutig, dass die viralen immundominanten Epitope HCV GT1 NS5B2841 2849 und HBV GTD Pol114 122 einen signifikant inhibierenden Einfluss auf KIR3DL1+ NK Zellen hatten. In Bezug auf deren Sequenzvarianten zeigte sich ein heterogenes Bild. Während die Sequenzvarianten des HBV Epitops einen weniger stark inhibierenden Einfluss auf KIR3DL1+ NK Zellen besaßen als das HBV Epitop ARFYPNVTK selbst, konnten die Sequenzvarianten des HCV Epitops KIR3DL1+ NK Zellen noch stärker inhibieren als die Epitop-Sequenz ARMILMTHF. Demnach gab es nur für das HCV-Epitop einen Hinweis auf eine Selektion von Varianten, die mit einer Verstärkung des „NK Zell Escape“ einhergingen. Nun ist bekannt, dass es mehr als 100 Allel-Varianten des KIR3DL1-Rezeptors gibt, die auf drei unterschiedliche Weisen exprimiert werden können. Es gibt die stark exprimierten KIR3DL1-Allele, die in dieser Arbeit als KIR3DL1high bezeichnet werden, die schwach exprimierten Allele, die KIR3DL1low genannt werden und die intrazellulär exprimierten KIR3DL1-Allele mit dem Namen KIR3DL1null. Die drei unterschiedlich exprimierten KIR3DL1-Allele werden laut Literatur mit unterschiedlicher Funktionalität assoziiert. Aus diesem Grund wurde in einer weiterführenden Analyse der Einfluss der untersuchten Epitope und deren Sequenzvarianten auf KIR3DL1high , KIR3DLhigh/low und KIR3DL1low NK Zellen untersucht. Diese Analyse ergaben für die Untersuchung der KIR3DL1high und KIR3DLhigh/low NK Zellen ähnliche Ergebnisse wie die vorherige Untersuchung, dass die Epitop-Sequenzen ARMILMTHF (HCV) und ARFYPNVTK (HBV) inhibierend auf KIR3DL1+ NK Zellen wirken, die HBV Epitop-Varianten aber weniger inhibierend und die HCV Epitop-Varianten stärker inhibierend auf KIR3DL1+ NK Zellen einwirken als ihre Epitope. Wurden die KIR3DL1low NK Zellen betrachtet, zeigten diesmal nicht nur alle HCV Epitop-Varianten, sondern auch die Hälfte der HBV-Epitop-Varianten einen stärkeren Inhibitionseffekt als das Epitop selbst. Dies ließ die Vermutung zu, dass schwach exprimierte KIR3DL1-Allele stärker durch die Rezeptor/Ligand-Interaktion beeinflussbar sind als stark exprimierte Allele. Gleichzeitig schien der starke Inhibitionseffekt durch KIR3DL1low NK Zellen aufgehoben zu sein, wenn die NK Zellen sowohl stark als auch schwach exprimierte KIR3DL1-Allele besaßen. Dies ließ den Schluss zu, dass bei KIR3DL1high/low NK Zellen die KIR3DL1high-Allele die KIR3DL1low Allele dominieren. Ein weiterer Aspekt, der in dieser Arbeit berücksichtigt wurde, ist die NK-Zell-Lizensierung. Bekanntermaßen ergibt sich die Funktionalität der NK Zellen während ihrer Entwicklung über die Rezeptor/Ligand-Interaktion zwischen den inhibierenden Rezeptoren NKG2A bzw. KIRs und deren passenden HLA-Liganden. Werden während der Entwicklung die Rezeptoren der NK-Zellen mit dem passenden Liganden stimuliert, entwickelt die NK-Zelle ihr volles zytotoxisches Potenzial. Fehlen die Liganden, sind die „reifen“ NK Zellen nicht voll funktionsfähig. Um die Frage zu beantworten, ob die viralen Peptide einen unterschiedlichen Einfluss auf lizensierte und nicht lizensierte NK Zellen haben, wurden die bisher erzielten Ergebnisse neu analysiert. Dabei wurden die Probanden aus beiden Kohorten entsprechend ihres HLA-Genotyps in HLA-Bw4-tragende und nicht HLA-Bw4-tragende Probanden eingeteilt und die Inhibitionsfähigkeit der viralen Peptide in den beiden Gruppen gegenübergestellt. Bei der Gegenüberstellung fiel auf, dass tendenziell nicht-lizensierte KIR3DL1+ NK Zellen, also NK-Zellen aus Probanden ohne HLA-Bw4, stärker inhibiert wurden als lizensierte KIR3DL1+ NK Zellen. Allerdings war der beobachtete Effekt nicht signifikant. Alles in allem werden KIR3DL1+ NK Zellen durch virale Peptide auf diverse Arten beeinflusst, wobei nicht nur die virale Peptid-Sequenz, die über den Liganden HLA-Bw4 präsentiert wird, für die Stärke des inhibitorischen Effekt verantwortlich ist, sondern dabei auch die Allel-Diversität des KIR3DL1-Rezeptors und die von diesem Rezeptor abhängige Entwicklung der NK Zelle eine wichtige Rolle spielen. Im Zusammenhang mit viralen Infektionen zeigten bereits viele genetische Assoziationsstudien zur Interaktion von diversen KIRs und deren Liganden, dass der Ausgang der Infektion von diesen Rezeptoren abhängt. Daher ist es von großer Bedeutung, weiterhin einen Fokus auf die Untersuchung der Interaktion von KIRs, insbesondere von KIR3DL1, mit deren Liganden in Virusinfektionen zu legen.
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Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	10.02.2025
Dateien geändert am:	10.02.2025
Promotionsantrag am:	18.04.2024
Datum der Promotion:	17.01.2025