Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Die Bedeutung der Langerhanszell-Migration in der allergischen Kontaktdermatitis

Andrick, Nadine

In this study the influence of different allergens and an irritant on the migration of Langerhans cells in allergic contact dermatitis was investigated in in vivo models. The haptens used were toluenediisocyanate (TDI) and 2,4-dinitrochlorobenzene (DNCB). The irritant used in increasing concentrations was sodiumdodecylsulfate (SDS). The effect of different concentrations of the irritant and the allergens during induction was studied in vivo on BALB/c mice and NMRI mice. As functional parameters we determined the ear swelling (Mouse Ear Swelling Test, MEST) and post mortem the migration of dendritic cells cells (Skin DC Migration Assay), the amount of Langerhans cells in the epidermis of the ear and in local lymph nodes and the proliferation of T-cells in local lymph nodes induced by dendritic cells (Local Lymph Node Assay). The proliferation of T-cells is represented by an increase of the weight and the total amount of cells of the lymph node. Furthermore, post mortem the cytokines IL-6, IL-10 and IFN-γ were examind and the expression of the surface molecules CD4 and CD25 of lymph node cells. During the elicitation phase we the effects of increasing concentrations of the allergens DNCB and TDI on BALB/c mice and NMRI mice were studied. Here, we used the ear swelling, the Skin DC Migration Assay, the Local Lymph Node Assay as functional parameters. The results during induction show that the Langerhans cell kinetics of migration is influenced by the immunogenicity of the allergen and by its dose. The irritant SDS also slightly increases the Langerhans cell migration out of the epidermis. This is corroborated by the significant effects on the Mouse Ear Swelling Test, the Skin DC Migration Assay, the Local Lymph Node Assay and the increased amount of Langerhans cells in the local lymph node. The treatment with 0,5 -2% DNCB and 0,5 -2% TDI leads to a dose-dependent increase of the cytokines IL-10 and IFN-γ in supernatant of lymph node cell suspension whereas SDS does not seem to have a dose-related influence. The influence of DNCB, TDI and SDS on the expression of surface markers CD4 and CD25 was examined by FACS analysis. There was an increase in CD4/CD25 positive cells after treatment with DNCB and TDI. SDS revealed no influence on the expression. During the elicitation phase a treatment with DNCB and TDI again leads to a dose-related migration of Langerhans cells. This is accomponied by an increased ear swelling, skin DC migration and swollen lymph node. It can be concluded that the Langerhans cell kinetics of migration is influenced by the allergen itself and by its concentration during the induction phase as well as during elicitation phase. Irritants seem to have a moderate effect on the migration of Langerhans cells. It seems that in contrast to the allergy type 1, the allergy type 4 does not comply with an all-or-none-law. Furthermore, the Langerhans cells seem to have an influence on the amount of CD4/CD25 positive cells during the induction phase.

In der vorliegenden Arbeit ist die Beeinflussung der Migration der Langerhanszelle in der allergischen Kontaktdermatitis durch verschiedene Allergene und ein Irritans in In-vivo-Modellen untersucht worden. Des Weiteren war die Beeinflussung der CD4/CD25+-T-Zellen durch Langerhanszellen in der Sensibilisierungsphase von besonderem Interesse. Als Allergene kamen Toluendiisocyanat (TDI) sowie 2,4-Dinitrochlorobenzol (DNCB) und als Irritans Sodiumdodecylsulfat (SDS) in aufsteigenden Konzentrationen zum Einsatz. In vivo wurde in der Sensibilisierungsphase die Wirkung der verschiedenen Konzentrationen der Allergene bzw. des Irritans an BALB/c- sowie NMRI-Mäusen untersucht. Als funktionelle Parameter wurden die Ohrschwellung (Mouse Ear Swelling Test, MEST) und post mortem die Langerhanszell-Migration (Skin DC Migration Assay), die Anzahl der Langerhanszellen in der Ohrepidermis und im regionalen Lymphknoten, sowie die T-Zellproliferation im regionalen Lymphknoten induziert durch dendritische Zellen (Local Lymph Node Assay) verwendet. Die Proliferation der T-Lymphozyten spiegelt sich durch das Gewicht und die Gesamtzellzahl des Lymphknotens wider. Des Weiteren erfolgte post mortem die Untersuchung der Zytokine IL-6, IL-10 sowie IFN-g aus den Überständen der Zellkulturen der Lymphknotenzellen sowie die Expression der Oberflächenmoleküle CD4 und CD25. In der Challengephase wurde die Wirkung der Allergene DNCB und TDI in aufsteigenden Konzentrationen an BALB/c sowie NMRI-Mäusen untersucht. Als funktionelle Parameter kamen hier die Ohrschwellung, der Skin DC Migration Assay, der Local Lymph Node Assay und als zusätzlicher Parameter die Expression der MHCII+- und Langerin+-Zellen der Lymphknotenzellen aus dem Local Lymph Node Assay zum Einsatz. Die Ergebnisse in der Sensibilisierungsphase zeigen, dass die Migrationskinetik der Langerhanszelle sowohl von der Immunogenität des Allergens als auch von der Dosis des Allergens beeinflusst wird. Außerdem kommt es auch durch das Irritans SDS zu einer leichten Migrationszunahme der Langerhanszellen aus der Epidermis. Dies belegen die signifikanten Ergebnisse des Mouse Ear Swelling Tests, Skin DC Migration Assays, Local Lymph Node Assays sowie die Zunahme der Langerhanszellen im regionalen Lymphknoten. Die Zytokine IL-10 und IFN-g werden nach Behandlung mit DNCB und TDI in Abhängigkeit der Dosis verstärkt produziert, wohingegen SDS grundsätzlich niedrigen Einfluss zeigt. In der FACS-Analyse wurde schließlich der Einfluß von DNCB, TDI sowie SDS auf die Expression der Oberflächenmoleküle CD4 und CD25 untersucht. Es zeigte sich eine dosisabhängige Zunahme der CD4/CD25-positiven Zellen nach Behandlung mit DNCB sowie TDI, SDS zeigte keinen Einfluß auf die Expression. In der Challengephase kommt es nach Behandlung mit DNCB und TDI zu einer dosisabhängigen Migration der Langerhanszellen. Dies belegen die Ergebnisse des  Mouse Ear Swelling Tests, Skin DC Migration Assays und Local Lymph Node Assays. Abschließend lässt sich sagen, dass die Migrationskinetik der Langerhanszelle sowohl in der Sensibilisierungsphase als auch in der Challengephase durch das Allergen selbst und die verabreichte Dosis des Allergens beeinflusst wird. Auch Irritantien haben möglicherweise moderate Effekte auf die Migration der Langerhanszelle. So scheint der Typ IV der Allergie nicht nach dem Alles-oder-Nichts-Gesetz zu funktionieren, wie es für den Typ I der Allergie typisch ist. Außerdem scheinen Langerhanszellen in der Sensibilisierungsphase Einfluss auf die Zahl der CD4/CD25+-T-Zellen zu haben. Resultierend daraus sind die Langerhanszellen an der kutanen Immunregulation beteiligt.

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Andrick, Nadine: Die Bedeutung der Langerhanszell-Migration in der allergischen Kontaktdermatitis. Hannover 2009. Tierärztliche Hochschule.

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