Expansion of regulatory T cells in Theiler’s murine encephalomyelitis virusinfected C57BL/6 mice

Bei der Multiplen Sklerose (MS) des Menschen handelt es sich um eine der häufigsten Erkrankungen des zentralen Nervensystems (ZNS). Die experimentelle Theilersche murine Enzephalomyelitis (TME) zeigt deutliche Parallelen zur chronisch-progressiven Form der MS und stellt daher ein anerkanntes Tiermodell zur Untersuchung von Entmarkungsprozessen dar. Nach einer akuten Infektionsphase im Gehirn wird das Virus in resistenten C57BL/6-Mäusen vollständig eliminiert, wohingegen eine unzureichende antivirale Immunantwort in empfänglichen SJL-Mäusen eine Viruspersistenz bedingt. Zytotoxische CD8+ T-Zellen spielen eine entscheidende Rolle für die effiziente antivirale Immunität in resistenten Mäusestämmen. Weiterhin zeigen verschiedene Studien einen hemmenden Einfluss von regulatorischen T-Zellen (Treg) auf die TME Virus-spezifische Immunität bei empfänglichen Mäusen. Allerdings ist die Bedeutung von Treg in C57BL/6-Mäusen bei der TME bislang unklar. Ziel der Arbeit war daher den Effekt einer Expansion von Treg mittels Interleukin-2 Immunkomplexen und einer antikörpervermittelten Depletion von CD8+ T-Zellen in vivo auf den Verlauf der TME in C57BL/6-Mäusen näher zu untersuchen und Einblicke in die Interaktion von Treg mit anderen Leukozyten-Populationen bei chronischen neurologischen Krankheiten zu geben. In der Studie konnte die zentrale Bedeutung von zytotoxischen T-Zellen für die antivirale Immunität bei der TME bestätigt werden. In Übereinstimmung mit vorherigen Berichten rief die einfache Manipulation von Treg nur marginale Effekte bei infizierten Tieren hervor. In Kombination mit einer CD8-Depletion konnten allerdings deutliche Effekte der Treg-Expansion auf die antivirale Immunität in TME Virus-infizierten C57BL/6-Mäusen nachgewiesen werden. Mittels Durchflusszytometrie konnte ein erhöhter Prozentsatz Foxp3+ Treg im Blut und in der Milz in Verbindung mit einer erhöhten CD4/CD8-Ratio in C57BL/6-Mäusen nach CD8-Depletion und Treg-Expansion nachgewiesen werden. Die anhaltende Treg-Expansion durch diese kombinierte Behandlung spricht außerdem für einen inhibitorischen Effekt von CD8+ T-Zellen auf Treg. Phänotypische Veränderungen in der Peripherie waren mit einer verstärkten Infiltration von Leukozyten in Gehirn und Rückenmark der Tiere vergesellschaftet. Mittels Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion konnte eine chronische Infektion in Gehirnen bis zum 42. Versuchstag in kombiniert behandelten Mäusen nachgewiesen werden. Immunhistologisch fand sich eine signifikant erhöhte Anzahl an CD3+ T-Zellen, CD45R+ B-Zellen und CD107b+ Makrophagen/Mikroglia am 14. Versuchstag. Foxp3+ Treg konnten hingegen bis zum Ende des Tierversuchs (42. Versuchstag) im Hippocampus von kombiniert behandelten Mäusen nachgewiesen werden. Im Rückenmark führt die CD8-Depletion sowie die kombinierte Behandlung zu einer reduzierten Viruselimination und anhaltenden Leukomyelitis. Mittels Immunhistologie fand sich ein signifikanter Verlust des Myelin-basischen Proteins am 42. Versuchstag in kombiniert behandelten Tieren. Außerdem konnte eine signifikante Zunahme von degenerierten Axonen mit akkumuliertem β-Amyloid-Vorläuferprotein in Entmarkungsherden der spinalen weißen Substanz nachgewiesen werden. Als Ausdruck einer potentiellen Typ IV-Hypersensitivität konnte eine dominierende Ansammlung von CD3+ T-Zellen und CD107b+ Makrophagen/Mikroglia im Rückenmark während der chronischen Phase festgestellt werden. Darüber hinaus fanden sich Infiltrate von Foxp3+ Treg und CD45R+ B-Zellen in spinalen Herden von C57BL/6-Mäusen nach kombinierter Behandlung. Die Untersuchungen verdeutlichen das Vorhandensein von synergistischen Effekten einer Treg-Expansion und CD8-Depletion, die zu einer effizienten Reduktion der antiviralen Immunität in TME Virus-infizierten C57BL/6-Mäusen führen. Vergleichbar mit empfänglichen SJL-Mäusen konnte durch das Behandlungsschema eine chronische Infektion und Leukomyelitis mit Myelinverlust hervorgerufen werden. Zusätzlich zu einer Hemmung von zytotoxischen T-Zellen durch Treg muss aufgrund der Studienergebnisse außerdem ein regulatorischer Effekt von CD8+ T-Zellen auf Treg bzw. eine bidirektionale Interaktion beider Zellpopulationen bei infektiösen ZNS-Krankheiten angenommen werden. C57BL/6-Mäuse werden in der Forschung häufig für genetische Modifikationen verwendet. Die kombinierte Behandlung ermöglicht daher die Untersuchung von virusinduzierten immunpathologischen Prozessen bei der TME in transgenen Mäusen mit genetischem C57BL/6-Hintergrund in Folgeprojekten.