Die Rolle von dendritischen Zellen in Autoimmunerkrankungen

Systemischer lupus erythematosus (SLE) ist eine systemische Autoimmunerkrankung die unter anderem gekennzeichnet ist durch eine Hyperaktivität von B Zellen und verschiedene T Zell Defekte wie deren abnorme Produktion von Interleukin (IL)-2 oder Proliferation. Jeder T Zell Defekt kann jedoch aus einem ihm zu Grunde liegenden Defekt auf Ebene der Antigen präsentierenden Zelle (APC) resultieren, von denen der Dendritischen Zelle (DC) hinsichtlich ihrer Kapazität zur T Zell Stimulation eine heraustagende Rolle zukommt. Eine erfolgreiche T Zell Aktivierung ben6tigt jedoch neben einem Antigen-spezifischen Signal, das durch die Interaktion mit dem T Zell Rezeptor (TCR)-CD3 Komplex erfolgt, zusätzlich zumindest ein costimulatorisches Signal. Hier dürfte die Interaktion zwischen CD28 und B7 eines der wichtigsten costimulatorischen Signale darstellen. Der genaue Ablauf der T Zell:APC Interaktion bei SLE Patienten bzw. die Bedeutung von costimulatorischen Molekülen in diesem Zusammenhang ist bisher noch wenig untersucht. Zusätzlich existieren widersprüchliche Berichte über das Expressionsmuster von costimulatorischen Molekülen auf APC und, daraus resultierend, über die funktionelle Kapazität von APC bei SLE Patienten. Aus diesem Grund erscheint uns eine weitere Untersuchung der T Zell:APC Interaktion bei SLE Patienten dringend erforderlich. Unter Verwendung eines in vitro Modellsystems soll vergleichend in Gesunden und SLE Patienten der genaue Phenotyp von peripheren DC als auch der verschiedenen Reifestadien während einer Zytokin-induzierten DC Differenzierung, ausgehend von Monozyten, untersucht werden. Von den dazu parallel laufenden funktionellen Experimenten hinsichtlich der T Zell stimulatorischen Kapazität dieser unterschiedlichen DC Populationen erwarten wir uns weiters Erkenntnisse über den molekularen Mechanismus der T Zell:APC Interaktion bzw. Aufschlüsse über dessen möglicherweise gestörten Ablauf bei SLE Patienten. Eine genauere Kenntnis dieser funktionellen Mechanismen sollte nicht nur für die Pathogenese des SLE sondern für Autoimmunerkrankungen im allgemeinen Aufschlüsse bieten, welche in weitere Folge zu neuen Ansätzen in Therapie und Prophylaxe führen können.

Einführung Der Systemische Lupus Erythematosus (SLE) ist eine Autoimmunerkrankung mit einer Vielfalt an klinischen Symptomen und serologischen Veränderungen. Die Ätiologie ist bisher unklar, neben genetischen Faktoren werden auch Umwelteinflüsse und Infektionen, insbesondere viraler Genese, als auslösende Ursachen diskutiert. Eine Reihe zellulärer Defekte des Imunsystems, insbesondere von T-Lymphozyten sind bei Patienten mit SLE beschrieben worden (1, 2). T Lymphozyten benötigen zur optimalen Stimulation 2 Signale (3). Eines dieser wird durch binden des Antigens (Ag) an den T Zell Rezeptor (TCR) mediiert. Dafür muß das Ag durch Antigen-pärsentierende Zellen (APC) in Verbindung mit dem Histokompatibilitätskomplex (MHC) Klasse II an der Oberfläche dieser APC exprimiert werden. Unter den APC stellen sog. Dendritische Zellen (DC) eine der potentesten Zelltypen dar, um T Zellen zu stimulieren (4, 5). In den vergangenen Jahren haben manche Studien gezeigt, dass Patienten mit SLE eine defekte Funktion der APC aufweisen (6, 7, 8). Die Ergebnisse im einzelnen sind aber auch widersprüchlich. Wir haben daher versucht, den Phänotyp und die Funktion der DC von Patienten mit SLE im Vergleich mit gesunden Kontrollen zu bschreiben und zu vergleichen. Methoden Lymphozyten und Monozyten aus peripher venösem Blut wurden mittels Dichtegradientenzentrifugation (über FICOLL) und magnetischer monoklonaler Antikörper (MACS) isoliert. Danach wurden mittels Immunfluoreszenz und Durchflußzytometrie (FACS) charakterisiert, sowie funktionell als akzessorische Zellen bei T-Lymphozytenstimulation in vitro in einer autologen und allogenen Zellstimulation getestet. Die Stimulationen erfolgten zudem mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen (T-Zellen:DC 2:1, 6:1, 18:1, 54:1). Die autologen T-Zellstimulationen erfolgten durch Tetanus-Toxoid und KHL. Um DC zu erhalten, wurden die frisch isolierten Monozyten 8 Tage in vitro unter Zugabe verschiedener Zytokine (GM-CSF, IL-4) kultiviert. Die dabei gezüchteten "unreifen" dendritischen Zellen werden, wie oben beschrieben, analysiert und zu T-Zellstimulationen verwendet. Ein Teil der DC wird dann für weitere 2 Tage in vitro mit Lipopolysaccharid stimuliert. Die dann "reifen" DC werden wiederum in den oben beschriebenen Versuchsanordnungen eingesetzt. In den Experimenten haben wir Ergebnisse für Monozyten und DC von gesunden Spendern und SLE-Patienten am Tag 0, 8 und 10 erhoben. Ergebnisse Bei den Restimulationen wiesen die DC aus Patienten mit SLE weitgehend eine niedrigere stimultorische Kapazität auf als jene aus gesunden Kontrollpersonen. Dies war besonders bei einer T-Zell/DC Ratio von 6:1 und 18:1 zu sehen. Dieses Phänomen besteht anscheinend sowohl bei den unreifen (nach 8 Tagen Kultur) wie auch reifen DC (nach 10 Tagen Kultur). Zudem war auch zu beobachten, dass die DC insbesondere nach 10 Tagen Kultivierung eine geringere Oberflächenexpression an akzessorischen Molekülen aufwiesen Dies gilt für CD80, CD83, und CD54 und HLA- DR. Bei der Expressionen von CD86 und CD40 war kein Unterschied bemerkbar. Darüberhinaus waren die Unterschiede nur bei reifen DC statistisch signifikant. Weiters scheint die in vitro Differenzierung der Monozyten zu DC aus SLE-Patienten gegenüber gesunden Kontrollpersonen gestört. Nach 8 bzw. 10 Tagen Kultur fanden sich in den Fraktionen aus SLE-Patienten deutlich weniger CD1a positive DC. Interpretation Wie bereits in der während der 1. Phase des Projekts gezeitgten und publizierten Arbeit (9), weisen die hier gesammelten Ergebnisse auf einen gestörte Antigenpräsentation der DC bei Autoimmunerkrankungen, insbesondere dem SLE, hin. Die beschriebenen phänotypischen Veränderungen und Unterschiede alleine können diese funktionellen Störungen nicht ausreichend erklären. Möglicherweise düeften auch noch andere Faktoren eine bedeutende Rolle spielen, wie z. B. eine gestörte oder veränderte Zytokinproduktion beim SLE. Dies wird jedenfalls Gegenstand weiterer Untersuchungen sein müssen.