Experimentelle Modulation der Aktivierung CMV-spezifischer T-Zellen in Anwesenheit von mesenchymalen Stromazellen und professionellen antigenpräsentierenden Zellen

Abstract

Mesenchymale Stromazellen (MSC) werden aufgrund ihrer Immunmodulations- und Differenzierungsfähigkeit in einer Vielzahl von Studien erforscht und bieten klinisch eine Therapieoption der steroidrefraktären akuten Transplantatabstoßung (aGVHD) (Wolff et al. 2013). Derweil wurden vermehrt heterogene Ergebnisse in der Art der Beeinflussung des Immunsystems durch MSC in vitro sowie in vivo publiziert. Hierzu diskutierte Gründe stützen sich auf die Varianz von Kulturbedingungen, Zytokinmilieus und Aktivierungszuständen anwesender Zellen.Die vorliegende Arbeit liefert neue Erkenntnisse über die Modulation der Aktivierung CMV-spezifischer T-Zellen durch MSC in Anwesenheit professioneller antigenpräsentierender Zellen und Toll-Like Rezeptor-Liganden. So war es möglich, eine Erhöhung des Anteils aktivierter CMV-spezifischer T-Zellen in Anwesenheit des TLR 9 Liganden CpG-ODN M362 durch MSC nachzuweisen. Dabei gelang eine nennenswerte Aktivierung der CD8+ T-Zell-Subpopulation, insbesondere in Co-Kultur mit allogenen PBMC. CpG-ODN M362 zeigte sich dabei als ausschlaggebender Faktor, ohne den selbst keine überwiegend pro-inflammatorische Modulation demonstriert werden konnte. Durch Erhöhung des MSC Anteils in PBMC-MSC Co-Kulturen von 100:1 auf 10:1 stellte sich trotz des Vorhandenseins von CpG-ODN M362 ein hemmender Effekt auf die Aktivierung CMV-spezifischer T-Zellen ein. MSC scheinen somit in größeren Mengen eher anti-inflammatorisch zu wirken.Als bedeutend für den Einfluss der MSC zeigte sich eine kleine Population der DC, die mDC2. Sie scheinen einer möglichen Hemmung der Aktivierung CMV-spezifischer CD8+ T-Zellen entgegenzuwirken, insofern als diese MSC-Fähigkeit durch die Abwesenheit der mDC2 gestärkt wird. Einen vergleichbaren Effekt wie die Entnahme der mDC2 wurde durch die Zugabe des TLR 3 Liganden Poly I:C hervorgerufen, dessen Hinzugabe eine hemmende MSC-Wirkung nahezu aufhebt.Des Weiteren wurde in der vorliegenden Arbeit abgebildet, dass eine MSC-Linie das Immunsystem nicht per se in eine bestimmte Richtung beeinflusst, die Richtung vielmehr abhängt von der Konstellation mit weiteren anwesenden Zellpopulationen. Zusammenfassend demonstriert diese Arbeit einen pro-inflammatorischen Einfluss von MSC auf die Aktivierung CMV-spez. T-Zellen in Anwesenheit von CpG-ODN M362. Die Interaktion mit TLR-Liganden sowie weiteren Zellpopulationen erscheint für die Richtung als auch Stärke der MSC-Modulation von ausschlaggebender Bedeutung (Collin & McGovern 2013). Because of their abilities in tissue renewal and immunomodulation mesenchymal stromal cells are an important subject of research in a wide range of studies. Their immunomodulatory properties enable them to act as a therapeutical option in the treatment of steroid-refractory acute Graft versus host disease (Wolff et al. 2013).However, there are conflicting results regarding the way of affecting the immune system in vitro and in vivo. Differences in culture conditions, cytokine milieus and the state of activation of surrounding cells are discussed as possible reasons.This research provides new insights in the modulation of the activation of CMV-specific T cells by MSC in the presence of professional antigen-presenting cells and Toll-like receptors.It is shown that the addition of MSC in conditions with the TLR 9 agonist CpG-ODN M362 leads to an increased proportion of activated CMV-specific T cells.A strong activation of CD8+ T cell can be observed especially in co-cultures with PBMC. CpG-ODN M362 can be considered to make the difference because without TLR 9 stimulation, no predominant pro-inflammatory response is found.By increasing the amount of MSC in PBMC-MSC co-cultures from a ratio of 100:1 to 10:1, it can be observed that although CpG-ODN M362 is present, MSC inhibit the activation of CMV-specific T cells. It appears that MSC in higher amounts act rather anti-inflammatory.A small subpopulation of dendritic cells, mDC2, is shown to play a major role in the inflammatory response of MSC. The results demonstrate the counteraction of a possible inhibition by MSC on the activation of CMV-specific T cells. Similar effects in nearly neutralizing the anti-inflammatory influence of MSC are achieved by adding TLR 3 agonist Poly I:C to the co-culture.Furthermore the results indicate that the effect of a MSC line on the immune system differs depending on the interaction with the present cells.In conclusion this research demonstrates the possibility of pro-inflammatory effects by MSC on the activation of CMV-specific T cells in the presence of CpG-ODN M362. The interaction with other cell populations and TLR agonists is revealed to play an essential role and should be noticed in the immunomodulation of MSC (Collin & McGovern 2013).