HO-1 is the only inducible of three isoenzymes that catalyze oxidative degradation of heme. HO-1 is inducible by a variety of cellular stresses and exerts cytoprotective and immunomodulatory effects. Recent publications demonstrated that HO-1 is induced upon FoxP3 transfection and constitutively expressed by CD4+CD25+ regulatory T cells (Tregs). Here we investigated, whether HO-1 was essential and sufficient for human Tregs to exert immunosuppression in vitro. Prostaglandin PGJ2 induced pronounced expression of HO-1 in CD4+CD25- T cells independent from FoxP3 induction. Treatment of CD4+CD25- T cells with PGJ2 decreased their proliferation, whereas HO-1 inhibitor SnPP could enhance proliferation of HO-1 expressing Tregs, suggesting that HO-1 is able to modulate the proliferative capacity of T lymphocytes. HO-1 modulation by SnPP-treatment of Tregs or PGJ2-treatment of CD4+CD25- T cells neither suppressed nor induced immuno-modulatory function in these cells, respectively, as measured by responder-cell proliferation, IL-2 production and rate of DNA synthesis. In summary, these data suggest that HO-1 expression by Tregs might contribute to their typical reluctance to proliferate, but does not independently account for their suppressive functions. In consideration of recently published data from other models the important immunoregulatory role of HO-1 might rather rely on HO-1 expressed by antigen presenting cells than that by Tregs.

Hintergrund und Ziele: HO-1 ist das einzige induzierbare dreier Isoenzyme, die den oxidativen Abbau von Häm katalysieren. HO-1 wird durch eine Vielzahl von Situationen zellulären Stresses induziert und hat eine zytoprotektive sowie immunmodulatorische Wirkung. Publikationen zeigten kürzlich, dass HO-1 in Folge einer FoxP3-Transduktion induziert wird und dass CD4+CD25+ T-Zellen (Tregs) FoxP3 konstitutiv exprimieren. In der vorliegenden Arbeit wurde erforscht, ob die HO-1-Expression der Tregs für deren immunsuppressive Wirkung in vitro erforderlich Methoden: Mittels Western-Blot wurde die Expression von HO-1 sowie FoxP3 in CD4+CD25- T-Zellen nach HO-1-Induktion durch CoPP und PGJ2 überprüft. In Kokultivation mit unbehandelten CD4+CD25- Responder-T-Zellen wurde getestet, ob eine HO-1-Induktion zur Suppression der Responder-Zellen befähigt. Das Ausmaß der Suppression wurde mittels FACS sowie [³H]-Thymidin-Labeling und ELISA bestimmt. Der Einfluss einer HO-1-Inhibition durch SnPP in Tregs auf FoxP3-Expression und immunmodulatorische Wirkung wurde mit gleichen Methoden untersucht. Ergebnisse und Beobachtungen: PGJ2 induzierte eine von FoxP3-Expression unabhängige ausgeprägte HO-1-Expression in CD4+CD25- T-Zellen. Eine Behandlung von CD4+CD25- T-Zellen mit PGJ2 verminderte deren Proliferation, wohingegen eine Inhibition der HO-1 durch SnPP die Proliferation HO-1 exprimierender Tregs steigern konnte, was vermuten lässt, dass HO-1 die Fähigkeit hat, die Proliferationskapazität von T-Lymphozyten zu modulieren. Eine entsprechende HO-1-Modulation durch Behandlung von Tregs mit SnPP oder von CD4+CD25- T-Zellen mit PGJ2 führte in diesen Zellen weder zu einer Suppression noch zu einer Induktion immunmodulatorischer Fähigkeiten, gemessen anhand der Proliferation, der IL-2-Produktion und der DNA-Syntheserate der Responder-Zellen. Praktische Schlussfolgerungen: Zusammenfassend deuten diese Daten darauf hin, dass die HO-1-Expression der Tregs zu deren typischer Proliferationsträgheit beizusteuern scheint, jedoch nicht unabhängig deren immunsuppressive Funktion begründen kann. In Anbetracht kürzlich veröffentlichter Daten aus anderen Versuchsmodellen könnte die immunregulatorische Funktion der HO-1 eher in der durch Antigen präsentierende Zellen exprimierten HO-1 begründet sein.