Ex vivo Charakterisierung von humanen Autoantigen-spezifischen CD4+ T-Zellen mit Fokus auf Multiple Sklerose
Trotz intensiver Forschung ist unklar, ob Myelin-reaktive CD4+ T-Zellen in der Pathogenese der Multiplen Sklerose (MS) eine relevante Rolle spielen. Ein Grund dafür ist das Fehlen einer Methode für ihre direkte Analyse. In dieser Arbeit ist es mit Hilfe der magnetischen Anreicherung von spezifisch-aktivierten CD154+ konventionellen und CD137+ regulato-rischen T-Zellen in Kombination mit multiparametrischer Durchflusszytometrie gelungen, seltene autoreaktive CD4+ T Zellen aus dem peripheren Blut von gesunden Personen und MS-Patienten direkt ex vivo zu detektieren und detailliert zu charakterisieren. Im ersten Teil dieser Arbeit wurden autoreaktive CD4+ T-Zellen von gesunden Individuen bezüglich ihrer Frequenz, ihres Phänotyps und ihrer Funktion untersucht. Anschließend wurde der Fokus auf die vergleichende Analyse von T Zellen mit Spezifität für das Myelin basische Protein (MBP), das Myelin-Oligodendrozyten Protein (MOG) und das Proteolipidprotein (PLP) aus MS-Patienten und passenden gesunden Kontrollen gelegt. CD4+ T-Zellen mit Spezifitäten für Multiple Sklerose-, Diabetes mellitus Typ I- und Myasthenia gravis-assoziierte Antigene waren in allen gesunden Individuen nachweisbar und sind somit ein Bestandteil des normalen T-Zell-Repertoires. Die Frequenz von Myelin-reaktiven T-Zellen unterschied sich dabei zwischen MS-Patienten und gesunden Personen nicht. Ein deutlicher, aber variabler Anteil der Autoantigen-spezifischen T-Zellen wies einen Memory-Phänotyp (CD45RO+) auf. Interes¬santerweise korrelierte der Anteil an autoreaktiven Memory-T Zellen in beiden Probandengruppen mit dem Anteil an CD4+ Memory T-Zellen innerhalb der Gesamt-T Zell-Population. Diese Assoziation war auch für Neoantigen-spezifische T-Zellen ersichtlich. Diese Tatsache spricht gegen eine Autoantigen-induzierte klonale Expansion von Memory T Zellen und weist auf eine initiale Aktivierung durch ein mögliches Fremdantigen hin. In dieser Hinsicht konnte demonstriert werden, dass autoreaktive T-Zell-Linien (TZL) mit verschiedenen, zufällig gewählten mikrobiellen Antigenen kreuzreagieren können, wobei aus dem Memory-Repertoire generierte TZL vorrangig auf virale Antigene reagierten. Autoantigen-spezifische Memory-T-Zellen waren in der Lage, inflammatorische (TNF-α, IFN-γ, IL-17, GM-CSF) oder B Zell-aktivierende (IL-4, IL-21) Zytokine zu produzieren. Sie wiesen jedoch im Vergleich zum Recall-Antigen Mannoprotein 65 (MP65) von Candida albicans eine deutlich geringere Antigensensitivität auf. Dies weist auf eine eingeschränkte Selektion hochaffiner autoreaktiver T-Zell-Klone oder alternativ eine limitierte funktionelle Aviditätsreifung im Laufe der Immunantwort hin. Zwischen MS-Patienten und gesunden Kontrollen konnten nur wenig ausgeprägte funktionelle Unterschiede innerhalb der Myelin-reaktiven Memory T Zellen gefunden werden. Ein signifikant erhöhter Anteil an Memory T-Zellen sowie CXCR3+/CCR6+ (Th1/Th17) Zellen im Myelin-spezifischen Repertoire von MS-Patienten spiegelte sich aber auch in der totalen CD4+ T-Zell-Population wieder und lässt daher eher auf generelle Veränderungen im Differenzierungs- und Funktionsstatus der CD4+ T-Zellen von MS-Patienten und weniger auf eine Autoantigen-spezifische Modulation schließen. Neben Myelin-spezifischen konventionellen CD154+ T-Zellen konnten in dieser Arbeit in einer kleinen Probandengruppe Myelin-reaktive regulatorische CD137+ T-Zellen direkt ex vivo detektiert werden. Diese Tatsache eröffnet neue Möglichkeiten für die Erforschung von Toleranzmechanismen auf Antigen-spezifischer Ebene. Insgesamt konnte die ex vivo Charakterisierung von Myelin-reaktiven T-Zellen aus dem peripheren Blut keine Anhaltspunkte für ihre mögliche Schlüsselrolle bei MS liefern. Diese Ergebnisse können zum Teil die mangelnde Wirksamkeit von spezifischen Immun-therapeutika bei MS erklären, deren Einsatz vorranging auf der immunpathologischen Relevanz Myelin-reaktiver CD4+ T-Zellen im Tiermodell der MS (experimentelle autoimmune Enzephalomyelitis = EAE) basierte. Der Erkrankungsverlauf im Menschen wird im EAE-Modell unzureichend dargestellt. Der Fokus der Forschung sollte demnach stärker auf die Suche nach relevanten Zielantigenen oder alternativen Tiermodellen und Pathomechanismen gerichtet sein, um die Entwicklung neuer zielgerichteter Therapien zu ermöglichen. Zukünftige Untersuchungen sollten weiterhin klären, ob und inwieweit autoreaktive T-Zellen mit geringer Antigensensitivität zur Pathogenese von Autoimmunerkrankungen beitragen können.
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