Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Membrankontakte von T-Lymphozyten mit dendritischen Zellen in den sekundär lymphatischen Organen der Ratte

Sahle, Andrea

Bisher sind nur wenige in vivo Daten zu den Kontakten zwischen T-Lymphozyten und DC erhoben worden, obwohl dem Zusammenspiel von T-Lymphozyten und dendritischen Zellen eine ausschlaggebende Rolle bei der Kontrolle von Immunantworten und zahlreichen weiteren Funktionen zugeschrieben wird. Dendritische Zellen werden als besonders potente Antigen-präsentierende Zellen beschrieben, da sie in der Peripherie Antigen aufnehmen, es prozessieren und durch ihre sehr hohe Expression von MHC und kostimulatorischen Molekülen primäre und sekundäre T-Zellabhängige Immunantworten auslösen können. T?Lymphozyten, die vom Blut in die Gewebe und zurück wandern können, nehmen in den sekundär lymphatischen Organen vielfachen Kontakt zu den Antigen-tragenden DC auf. Durch dieses System wird aus weiten Gebieten des Körpers Antigen konzentriert in den lymphatischen Organen angeboten. Um ein sensibles Zusammenspiel zu gewährleisten, benötigen die Zellen direkten physikalischen Kontakt und Interaktion miteinander. Es ist jedoch bislang in keinem System analysiert worden, in welcher Anzahl die Kontakte in einer physiologischen Situation in vivo in den Kompartimenten der lymphatischen Organe vorkommen und durch welche Parameter sie beeinflusst werden. Diese Erkenntnis könnte zu einem besseren Verständnis der Regulation von Immunantworten beitragen. Um immunhistologisch nachweisen zu können, welcher Anteil von T-Lymphozyten sich in Membrankontakt zu IDC befindet, wurden CD4+ T-Lymphozyten des kongenen Rattenstammes LEW.7B(BH) in naive (CD45RC+) und memory (CD45RC-) Zellen separiert. Des weiteren wurden aus dem Lymphknoten stammende T-Lymphozyten mit monoklonalen Antikörpern über den T-Zellrezeptor und CD28 aktiviert und während der Inkubation mit 5’?Brom-2’Desoxyuridin (BrdU) markiert. Diese Zellpopulationen wurden intravenös in LEW-Ratten (RT7a) injiziert. Nach 24h wurden die Milz, die Lymphknoten und die Peyerschen Platten entnommen. Außerdem wurde die Milz zu weiteren Zeitpunkten (1h, 9h, 72h 96h) gewonnen. Es erfolgte die immunhistologische Darstellung der Membrankontakte zwischen den T-Lymphozyten und DC in den jeweiligen T-Zellarealen (PALS, Parakortex, interfollikuläre Region). Es zeigte sich, dass sich in vivo 80±10% der injizierten T?Lymphozyten in Membrankontakt zu DC befindet. Dieses Phänomen lässt sich unabhängig vom lymphatischen Organ, unabhängig vom Zeitpunkt nach Injektion und unabhängig vom Aktivierungsstadium der injizierten T-Lymphozyten beobachten. Auch die dem Empfänger eigenen, endogenen T-Lymphozyten befinden sich zu über 60% in Membrankontakt zu IDC. Durch ihre langen Ausläufer bilden IDC ein dichtes Netzwerk in den T-Zellarealen und ermöglichen eine effektive Überwachung des aus der Peripherie stammenden Antigens durch die wandernden T-Lymphozyten. Um ausschließen zu können, dass der hohe Anteil der Membrankontakte durch eine Übereinanderlagerung des Farbniederschlags auf den Zelloberflächen zustande kommt, erfolgte im weiteren eine Aufarbeitung der Immunhistologien in der konfokalen Mikroskopie. Durch die Verwendung von Fluorochrom-markierten Farbstoffen kommt ein geringerer Farbniederschlag zustande. Es konnte auch mit dieser Methode ein Anteil von über 65% Membrankontakte aufgezeigt werden. Die Kontakte waren in mehr als der Hälfte der durch die Zelle gelegten Schichten ausgebildet. In etwa 50% der Fälle ließen sich auch ober- oder unterhalb der Schnittebene noch Kontakte feststellen. Damit konnten die hohen Anteile an Membrankontakten in der lichtmikroskopischen Methode bestätigt werden. Um Hinweise auf die Funktion der bislang morphologisch nachgewiesenen Membrankontakte zu erhalten, wurden T-Lymphozyten im Zellzyklus und in der S-Phase immunhistologisch identifiziert. Es zeigte sich, dass sich signifikant mehr T-Lymphozyten im Zellzyklus (Ki-67+) oder in der S-Phase (BrdU+) befanden, wenn sie einen Kontakt zu einer IDC aufwiesen. Unter Verwendung eines spezifischen Markers für DC im Mausmodell konnte gezeigt werden, dass auch spezies-unspezifisch der Hauptteil der endogenen T-Lymphozyten in der Milz Membrankontakt zu DC aufweist. Im Mausmodell wurde die Rolle des Leukozytenfunktionsantigen-1 (LFA-1) getestet. Vor der Injektion in Wildtypmäuse wurden Zellen von LFA-1?defizienten (CD11a-/-/CD18) Mäusen, aber auch Wildtypzellen markiert und immunhistologisch in den Kompartimenten der Milz nachgewiesen. Die Membrankontakte erwiesen sich als unabhängig von der LFA-1-Expression auf den T?Lymphozyten. Da jedoch auch dendritische Zellen LFA-1 und T?Lymphozyten das ICAM-1-Molekül auf ihrer Zelloberfläche exprimieren, müsste in weiteren Versuchen durch den Einsatz eines anti-ICAM-1-Antikörpers der Einfluss von LFA-1 auf die Membrankontakte zwischen den Zellen untersucht werden. Aber auch weitere Liganden-Rezeptorpaare wie CD2/ LFA-3 und CD28/ CD80 können transiente, Antigen-unabhängige Kontakte vermitteln. Diese Redundanz der Moleküle weist darauf hin, wie wichtig die Interaktion der Zellen im Organismus ist. Die Wanderung der T-Lymphozyten durch das enge Netzwerk von DC in den T-Zellarealen der sekundär lymphatischen Organe ermöglicht das Absuchen von möglichst vielen Oberflächen (DC) nach spezifischem Antigen und damit der Regulierung und Kontrolle von Immunantworten. Fraglich bleibt die Rolle der Chemokine bei der Anlockung der Antigen?spezifischen T-Lymphozyten. Möglich wäre auch dynamische Aufnahme von zahlreichen Kontakten, deren Signale kumuliert würden, um T-Lymphozyten zu aktivieren. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen eine einfache Möglichkeit auf, wie die Regulierung und Kontrolle einer Immunantwort gewährleistet werden kann.

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Sahle, Andrea: Membrankontakte von T-Lymphozyten mit dendritischen Zellen in den sekundär lymphatischen Organen der Ratte. Hannover 2001. Tierärztliche Hochschule.

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