Der Einfluss von IL-12-reichen extrazellulären Vesikeln aus Dendritischen Zellen auf Natürliche Killer Zellen

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2021-06-07
Issue Year
2021
Authors
Lamprecht, Ricarda
Editor
Abstract

Hintergrund und Ziele: Dendritische Zellen (DC) patrouillieren im ganzen Körper. Sie erkennen, prozessieren und präsentieren Antigene im sekundären lymphatischen Gewebe. Außerdem setzen sie dort Entzündungsmediatoren frei, um weitere Immunzellen zu aktivieren und so eine adäquate Immunantwort zu generieren (Banchereau and Steinman, 1998, Guermonprez et al., 2002). Seit einiger Zeit weiß man, dass DC Vesikel aussondern, welche ebenfalls eine immunogene Potenz besitzen (Raposo et al., 1996, Zitvogel et al., 1998, Raposo and Stoorvogel, 2013). Bei diesen extrazellulären Vesikeln (EV) handelt es sich um Strukturen, die von einer Zellmembran umgeben sind und etwa Virengröße haben. EV aus Dendritischen Zellen (DC-EV) beinhalten microRNA (miRNA) (Valadi et al., 2007) und einer Vielzahl von pro- und antiinflammatorischen Molekülen (Pitt et al., 2014, Lee et al., 2016, Schierer et al., 2018). Außerdem tragen sie Haupthistokompatibilitäts-komplexe (major histocompatibilty complex, MHC) auf ihrer Oberfläche (Thery et al., 2009). In Vorarbeiten konnte gezeigt werden, dass diese DC-EV das Potenzial haben Monozyten zu Vorläuferzellen von inflammatorischen DC zu differenzieren (Schierer et al., 2018). Ob diese Vesikel auch einen Effekt auf die für die Tumor- und Virenabwehr essentiell wichtigen Natürlichen Killer Zellen (NK-Zellen) haben, sollte in dieser Arbeit näher untersucht werden. Eine wichtige Rolle für die Funktion von NK-Zellen spielt das Zytokin IL-12p70 (IL-12). Dieses ist für die Aktivierung der NK-Zellen und die Freisetzung von Interferon gamma (IFN-g) verantwortlich (Ferlazzo et al., 2004a). Da bekannt ist, dass IL-12- reiche reife DC (mature DC, maDC) einen funktionell aktiven NK-Zell-Typ induzieren können, sollte untersucht werden, ob dieser Effekt auch mit den EV von IL-12-reichen DC erzielt werden kann (Curran et al., 2014). Methoden: Die DC wurden in vitro aus Monozyten gesunder Spender gereift. Als Reifungsstimuli wurden Polyinosinic:polycytidylic acid (Poly I:C) in Kombination mit R848 (Resiquimod), ein standardisierter Reifungscocktail (maturation cocktail, MC) bestehend aus IL-1b, IL-6, Tumornekrosefaktor alpha (TNF-a) und Prostaglandin 2 (PGE-2) sowie Lipopolysaccharide (LPS) eingesetzt. Durch Ultrazentrifugation konnten die EV aus den Überständen der DC isoliert werden. Für die Bestimmung der Zytokin- und Chemokinbestände wurden die EV durchflusszytometrisch (fluorescence-activated cell sorting, FACS) vermessen. Die ebenfalls aus dem Blut gesunder Spender gewonnenen NK-Zellen wurden mit den EV jeweils 5 Tage inkubiert. Anschließend wurden die Effekte der EV auf die NK-Zellen im Hinblick auf Proliferation (CFSE-Proliferationsanalyse), IFN-g-Freisetzung (Multiplex-Analyse der NK-Zell-Überstände) und Expression von Oberflächenmarkern (FACS-Analyse) untersucht. Um die IL- 12-Abhängigkeit der Effekte von den EV auf die NK-Zellen nachzuweisen, wurden Kontrollen mit Zusatz von IL-12-blockierenden Antikörpern angefertigt. Ergebnisse: Im Folgenden wird gezeigt, dass DC-EV von verschieden gereiften maDC unterschiedliche Zytokin- und Chemokin-Zusammensetzungen in sich tragen. Die Vesikel aus Poly I:C/R848 gereiften DC und aus durch virale Transfektion designten IL-12-reichen DC beinhalten besonders viel IL-12. Bei einer Inkubation mit NK-Zellen werden die DC-EV von diesen aufgenommen. In Inkubationsversuchen reichen allein die IL-12-reichen EV von reifen DC (maDC-EV) aus, um Proliferation, IFN-g-Freisetzung und einen Typenwechsel (CD56 und NKG2A-Hochregulation) unter NK-Zellen auszulösen. All diese Effekte scheinen IL-12- abhängig zu sein, da sie durch einen IL-12-blockierenden Antikörper (aIL-12) abgeschwächt werden können. Schlussfolgerungen: Es ist also möglich, einen bestimmten funktionell aktiven NK-Zell-Typ durch IL-12-reiche DC- EV in vitro zu generieren. In der Krebstherapie verspricht man sich therapeutische Erfolge von einer adjuvanten IL-12-Gabe. Da die Gabe des puren Zytokins jedoch toxische Effekte für den Patienten mit sich bringt, könnte das in Vesikel verpackte IL-12 eine verträglichere Lösung darstellen. Auf weite Sicht ist es vorstellbar, dass NK-Zellen durch Verabreichung einer IL-12- reichen DC-EV Injektion in vivo stimuliert werden könnten. Davon könnte man sich eine schnelle und effiziente Immunantwort durch NK-Zellen beispielsweise gegen Tumorzellen versprechen.

DOI
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