Molekulare Effekte der Immunmodulation
mit einem anti-CD4-Antikörper

Dissertation

zur Erlangung des akademischen Grades
doctor rerum naturalium
( Dr. rer. nat. )
im Fach Biologie

eingereicht an der
Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät I
der Humboldt-Universität zu Berlin

von

Dipl. Biologin Brit Kieselbach

13.12.1970 in Dessau

Präsident der Humboldt-Universität zu Berlin:
Prof. Dr. Jürgen Mlynek


Dekan der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät I:
Prof. Dr. Michael Linscheid

Gutachter:
1. Prof. Dr. Richard Lucius
2. Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang Uckert
3. Prof. Dr. Hans-Dieter Volk

Tag der mündlichen Prüfung: 19.12.2003

Zusammenfassung

Das grundlegende Problem in der Transplantationsimmunologie ist es, die Langzeitakzeptanz eines fremden (allogenen) Organs zu erreichen, ohne die sonstige Immunkompetenz des Empfängers zu beeinträchtigen. Die Induktion einer solchen spenderspezifischen Toleranz würde eine Alternative zum Langzeiteinsatz von Immunsuppressiva darstellen. Deswegen versucht man, während der Transplantation die Aktivierung der für die Abstoßung entscheidenden T-Helferzellen zu unterdrücken, bis eine Akzeptanz des Spenderorgans etabliert ist. Wichtig für eine Aktivierung der T-Zellen ist das für alle T-Helferzellen typische Zelloberflächenmolekül CD4. Antikörper gegen CD4 können in Tiermodellen eine Transplantattoleranz induzieren. Ein besonderes Interesse gilt der Charakterisierung der genauen Mechanismen dieser induzierten Transplantatakzeptanz, da diese noch wenig verstanden sind.

Der von uns verwendete nicht-depletierende Maus-anti-Ratten-CD4mAk (RIB5/2) besitzt im allogenen Nierentransplantationsmodell der Ratte eine hohe toleranzinduzierende Wirkung und erzielt eine permanente Transplantatakzeptanz bei >80% der Empfängertiere. In dieser Arbeit wurde versucht, die Effekte dieses monoklonalen Antikörpers auf die T-Zellaktivierung näher zu untersuchen. Ausdruck der blockierten T-Zellaktivierung ist eine verminderte T-Zell-Proliferation und die Reduzierung der Synthese von TH-1-Effektorzytokinen, welche eine zelluläre Immunantwort fördern. Zu diesen für die Abstoßung gefährlichen Th-1-Effektorzytokinen gehören Interleukin 2 (=IL-2, Hauptwachstumsfaktor aktivierter T-Zellen) und Interferon γ (=IFNγ, ein wichtiger Aktivator von APC´s). Während die IL-2 Produktion vollständig verhindert wird, ist die Alloantigen-induzierte IFNγ mRNA Expression nicht reduziert. Allerdings kommt es unter dem Einfluss des Antikörpers nicht zur IFNγ Proteinsekretion. Wird jedoch das fehlende IL-2 ersetzt, kann sowohl die defekte Proliferation als auch die posttranskriptionelle Blockade der IFNγ Produktion wieder aufgehoben werden. Das spiegelt sich auch in vivo wieder, da rekombinantes IL-2 auch hier den Toleranzstatus brechen kann. In dieser Arbeit konnte ein Kandidat dieser IFNγ Translationskontrolle ermittelt werden.

Zusätzlich wurde das Kochaperon p23, Teil eines Hsp90‑Komplexes, in unsere Untersuchungen miteinbezogen, da es als ein differentiell reguliertes Gen in allogenen und anti-CD4mAk-behandelten T-Zellen identifiziert wurde. Das Hitzeschockprotein Hsp90 spielt eine zentrale Rolle bei der Regulation vieler zellulärer Vorgänge. Dazu gehört z.B. die Stabilisierung von Kinasen, die wichtige Mediatoren der Signaltransduktion entweder des T‑Zellrezeptors oder des Wachstumsfaktors IL-2 sind. p23 könnte aufgrund seiner Funktion als Kofaktor von Hsp90 an der Regulierung dieser Kinasen beteiligt sein, ist jedoch bisher kaum im Zusammenhang mit T-Zellaktivierung analysiert worden. Meine Untersuchungen ergaben, dass die Expression von p23, das in verschiedenen T-Zellaktivierungsmodellen proliferationsabhängig hochreguliert wird, ebenfalls durch den anti-CD4mAk in seiner Expression reduziert wird. Da die Proliferation (=p23) und IFNγ-Synthese IL‑2-abhängig reguliert werden, wurden IL-2-induzierte Signalwege auf ihre Relevanz für Proliferation und IFNγ Regulation hin untersucht.

Die Aufklärung der molekularen Mechanismen der anti-CD4mAk-Behandlung auf die T-Zellaktivierung soll mit dazu beitragen, Grundlagen für ein besseres Verständnis des Abstoßungsprozesses und damit Transplantatfunktions-Monitoring (mRNA-Expression und Proteinsekretion) zu schaffen.

Inhaltsverzeichnis

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01.09.2004