Einfluss von Neurotrophinen auf Phagozytose und Chemokin Rezeptor Expression Dendritischer Zellen

Abstract

Dendritische Zellen verbinden die unspezifische mit der spezifischen Abwehr. Damit sind sie vielleicht die wichtigsten Zellen in unserem Immunsystem. Während ihrer Reifung verändert sich ihr Funktionsprofil. Sie entwickeln sich von stark phagozytierenden Zellen, also Zellen der unspezifischen Abwehr, zu speziellen Antigen-präsentierenden und T-Lymphozyten stimulierenden Zellen, wodurch sie eine spezifische Immunantwort auslösen. Durch die Möglichkeit diese Zellen zu isolieren und sie in vitro auf ein bestimmtes Antigen zu sensibilisieren, könnten diese Zellen in naher Zukunft zu einem wichtigen Bestandteil in der Therapie verschiedenster Erkrankungen werden, indem sie, wieder in den Körper eingebracht, eine spezifische Immunantwort gegen dieses Antigen auslösen. In dieser Arbeit wurde nun eine mögliche Einflussnahme des Nerve Growth Factor über seinen Rezeptor TRKA auf die Phagozytose und das Migrationsverhalten der Dendritischen Zellen bzw. auf Veränderungen der Oberflächeneigenschaften getestet. Dazu wurden die Dendritischen Zellen zunächst an Hand ihrer Oberflächenantigene charakterisiert. Anschließend erfolgte mit diesen Zellen, in Übereinstimmung mit der Literatur, die Darstellung der Veränderung der Phagozytose und der Genexpression für Chemokinrezeptoren im Laufe der Entwicklung der Dendritischen Zellen. Um nachzuweisen, ob eine Einflussnahme der Neurotrophine auf die Dendritischen Zellen zu erwarten ist, wurde zunächst, mithilfe der RT-PCR, das Vorhandensein von mRNA für die entsprechenden TRK-Rezeptoren auf Dendritischen Zellen nachgewiesen. Dies gelang am zuverlässigsten für den TRK-A-Rezeptor, so dass die wichtigsten Versuche nur mit NGF, welches auch bei anderen phagozytierenden Zellen eine modulierende Wirkung zeigt,durchgeführt wurden. Unter NGF-Inkubation konnte eine Verbesserung der Phagozytose der reifen Dendritischen Zellen nachgewiesen werden. Dieser Einfluss ließ sich jedoch in einer Varianzanalyse nicht eindeutig statistisch belegen. NGF veränderte auch die Genexpression für Chemokinrezeptoren: Besonders interessant ist hier der regelmäßige Anstieg des CCR7 bei den unreifen Dendritischen Zellen. Hierdurch könnte eine Veränderung im Migrationsverhalten ausgelöst werden. Sollten unreife Dendritische Zellenhierdurch schneller zu den sekundären Lymphorganen gelangen können, wäre dies ein guter Ansatz zur Modulation der Therapie mit Dendritischen Zellen. Ein anderer Aspekt ist die Veränderung der Expression des Oberflächenmarkers CD14 durch NGF. Dieser Marker fällt im Laufe der Reifung der Dendritischen Zellen deutlich ab, wobei der Abfall scheinbar durch NGF behindert wird, was eine verlangsamte Ausreifung bedeuten könnte. Jedoch ist auch dieser Effekt nicht statistisch belegbar und nu in kleinen Versuchsreihe nachgewiesen. Dieser Verlangsamung der Ausreifung steht die Vermehrung der Genexpression für die Chemokinrezeptoren, welche bei den unreifen Dendritischen Zellen die Migration in Richtung sekundärer Lymphorgane steuern, entgegen. Dies wäre ein Zeichen für eine beschleunigte Reifung. Durch die Kombination dieser Effekte kann man vielleicht auch auf eine insgesamt verbesserte Wirkung der Dendritischen Zellen durch Inkubation mit NGF schließen, wodurch die Wirkungen von unreifen und reifen Dendritischen Zellen miteinander kombiniert werden könnten. Ob dies wirklich eine Verbesserung der Funktionsweise der Dendritischen Zellen bringt, müsste jedoch durch Untersuchung weiterer Funktionen der Dendritischen Zellen wie zum Beispiel tatsächliches Migrationsverhalten oder Veränderungen in der Stimulation von T- und B-Zellen definitiv dargestellt werden.

Dendritic cells represent the link between specific and non-specific, or innate, immunity. They may thus be the most important cells in the human immune system. Their functional profile changes as they mature. They develop from strongly phagocytic non-specific immune cells to become special antigen presenting and T-lymphocyte stimulating cells, which enables them to set off a specific immune response. By isolating these cells and sensitising them in vitro to a specific antigen, they could, in the near future, become an important element in the treatment of a broad range of pathologies by setting off a specific immune response against the relevant antigen once they have been reintroduced into the body. This research tested the possible effects of Nerve Growth (Neurotrophic) Factor on the phagocytosis and migration behaviour of dendritic cells and/or changes in their surface properties. First, the dendritic cells were characterised by means of their surface antigens. Then the change in phagocytosis and gene expression for chemokine receptors over the course of their development was represented in accordance with the literature. In order to determine whether an effect of the Neurotrophic Factor on the dendritic cells could be expected, the researchers first proceeded to prove the presence of mRNA for the pertinent TRK receptors on dendritic cells by means of RT-PCR. This was most successfully proven for the TRK-A receptor, so that the most important experiments were only conducted with NGF, which also enhanced the effect of other phagocytic cells. A distinct improvement in mature dendritic cell phagocytosis could be demonstrated under NGF incubation, even if this effect could not definitely be statistically supported by means of variance analysis. NGF also modified the chemokine receptor gene expression: The increase of CCR7 in the immature dendritic cells was of special interest in this context, as it could trigger a change in the migration pattern. If as a result immature dendritic cells would be able to reach the secondary lymph organs, this would be a good approach to dendritic cell therapy modulation. Another aspect is the NGF mediated CD14 surface marker expression modification. This marker undergoes a distinct decline in the dendritic cells maturation process, and it is this decline that is apparently impeded by the NGF, which could result in a slowdown in maturation. This delayed maturation is juxtaposed to the multiplication of gene expression for the chemokine receptors, which control the migration of the immature dendritic cells towards the secondary lymph organs. This would be a sign of accelerated maturation. The combination of these effects could perhaps also lead to an assumption of an overall improved effect of dendritic cells due to incubation with NGF, thus combining the effects of mature and immature dendritic cells. Whether or not this would truly bring about an improvement in the functioning of dendritic cells would require authoritative demonstration by means of research into further dendritic cell functions such as for example their actual migration pattern or changes in the stimulation of T and B cells.