Migration und Funktion autoaggressiver T-Zellen während der Prodromalphase der Experimentellen Autoimmunenzephalomyelitis

Der Fokus dieser Arbeit lag auf der Frühphase der T-Zell vermittelten Experimentellen Autoimmun-Enzephalomyelitis (EAE) der Lewisratte, ein Modell für die Multiple Sklerose des Menschen. Im Mittelpunkt des Projekts standen autoaggressive, das Hirnantigen MBP (Myelinbasisches Protein) erkennende T-Zellen, deren Wanderung und funktionelle Eigenschaften untersucht wurden. Die Mechanismen und Faktoren, die das gezielte Eindringen der enzephalitogenen T-Zellen in das Zentrale Nevervensystem (ZNS) ermöglichen, sind nur unzureichend bekannt. MBP reaktive T-Zellen sind entscheidend an der Auslösung der EAE beteiligt, die durch einen zeitlich strikt vorhersehbaren Verlauf und ein monophasisches Krankheitsbild mit einer Prodromalphase von drei bis vier Tagen gekennzeichnet ist. Vorarbeiten hatten gezeigt, dass das Gros der autoaggressiven MBP spezifischen T-Zellen während der präklinischen Phase in der Peripherie zirkuliert und dort eine grundlegende Veränderung des Genexpressionsprofils erfährt. Erst diese Veränderungen, welche auch die Wanderungseigenschaften der T-Zellen beeinflussen, scheinen sie zu befähigen in ihr Zielgewebe einzudringen. Andererseits gelang es in früheren Studien, bereits wenige Stunden nach Transfer, bei noch intakter Blut-Hirn-Schranke (BHS), spezifische T-Zellblasten im ZNS nachzuweisen. Diesen früh infiltrierenden „Pionierzellen“ wurde eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung der EAE zugesprochen, weil sie ein proinflammatorisches ZNS Milieu und somit eine erhöhte Durchlässigkeit der BHS induzieren könnten. Durch das nachfolgende Eindringen unspezifischer Immunzellen würde schließlich eine Erkrankung ausgelöst. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, welche Prozesse die Zeitverzögerung der Zelleinwanderung in das ZNS nach TZelltransfer steuern. Die hier vorgelegten Untersuchungen sind ein Beitrag zur Abklärung der zellulären und strukturellen Eigenschaften, welche beim Zustandekommen des präklinischen Intervalls ausschlaggebend sind. Dazu wurde das Migrationsmuster von MBP spezifischen Grünfluoreszierendes- Protein (GFP) exprimierenden T-Zellen (TMBP-GFP) untersucht. Mittels Durchflusszytometrie und Intravitalmikroskopie wurden die Zellen in unterschiedlichen Organen und Aktivierungszuständen geprüft. Es zeigte sich eine zeitlich koordinierte Wanderung aktivierter T-Zellen auf ihrem Weg in das ZNS. Mit Ausnahme der Lunge, deren morphologische Untersuchung auf eine Akkumulation der enzephalitogenen Zellen hinwies, blieb ihre Anzahl am ersten Tag in allen untersuchten Organen sehr niedrig, um dann sukzessive anzusteigen. Anschließend wurde eine deutliche Einwanderung der TMBP-GFP Zellen durch die BHS in das ZNS beobachtet. Vor dieser Masseneinwanderung konnten mittels quantitativer PCR keine wesentlichen Expressionsveränderungen von Aktivierungsmarkern und Chemokinen im ZNS-Milieu nachgewiesen werden. Anschließend folgten funktionelle Studien mit migratorischen T-Zellen, welche in vivo einen nahezu vollständigen Wanderungszyklus absolviert hatten. Diese sollten klären, ob die mit der Wanderung einhergehenden zellulären Veränderungen für das enzephalitogene Potential der TMBP-GFP Zellen ausreichend sind. In ein naives Tier verbracht, waren die migratorischen T-Zellen bereits nach wenigen Stunden in dessen Rückenmark nachweisbar. Wurden sie in ausreichender Anzahl infundiert, waren sie zudem deutlich schneller, nämlich innerhalb von 24 Stunden, in der Lage, eine EAE auszulösen. T-Zellblasten benötigen hierzu ca. 72 Stunden. Ein mehrtägiges Priming des ZNS Parenchyms scheint also nicht notwendig zu sein, wenn auch nicht ausgeschlossen werden kann, dass dies innerhalb weniger Stunden stattfindet. Das Eindringen der enzephalitogenen T-Zellen in ihr Zielorgan ist demnach vornehmlich durch zellintrinsische Faktoren gesteuert. Die Länge der präklinischen EAE Phase scheint, weitestgehend unabhängig von einem Priming des ZNS-Milieus, durch notwendige zelluläre Veränderungen und die Spezifität der T-Zellen bedingt zu sein. Ovalbumin (OVA) spezifische T-Zellen in vergleichbarem Aktivierungszustand wanderten mit ähnlicher Kinetik ins ZNS ein, jedoch ohne klinische Symptome auszulösen.