Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2775
Main Title: The role of CD4 T helper cells and sialylated antigen-specific IgG antibodies in rheumatic autoimmune diseases
Translated Title: Die Rolle von CD4 Helfer T Zellen und sialylierten antigen-spezifischen IgG Antikörpern in rheumatischen Autoimmunerkrankungen
Author(s): Eiglmeier, Susanne
Advisor(s): Lauster, Roland
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Systemischer Lupus Erythematodes (SLE) und Rheumatoide Arthritis (RA) sind rheumatische Autoimmunerkrankungen, die durch die Entstehung von pathogenen IgG Autoantikörper charakterisiert sind. SLE ist eine systemische Autoimmunerkrankung, die sich durch die Entstehung von IgG Autoantikörpern spezifisch für anti-nukleare Antigene auszeichnet. Diese lagern sich in Form von Immunkomplexen in verschiedenen Organen ab, was zu Organversagen führt. Pathogene IgG Autoantikörper gegen den Fc-Teil von IgGs (Rheumafaktor IgGs) und Kollagen Typ II findet man bei Patienten der RA, wobei hier spezifische Entzündungen der Gelenke charakteristisch sind. In Autoimmunerkrankungen wie SLE und RA stimulieren T Zellen autoreaktive B Zellen zur Differenzierung in Keimzentren, welche daraufhin hoch-affine IgG Antikörper sekretieren. Darüber hinaus können T Zellen zur Autoimmunität beitragen indem sie Zytokine produzieren, welche die Aktivierung von Immunzellen des angeborenen Immunsystems wie Makrophagen und Neutrophile und deren Rekrutierung in die Zielorgane fordern. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle von T Zellen, die an der Pathogenese von SLE und RA beteiligt sind, zu untersuchen. Hierfür wurden Lupus-anfällige RIIB-/-TLR9-/- Mause bzw. das Kollagen-induzierte Arthritis (CIA) Mausmodell verwendet. Die Analyse der RIIB-/-TLR9-/- Mause zeigte eine Akkumulation von Th1 und Th17 Zellen im Vergleich zu Wildtyp-Mausen. Die zusätzliche Deletion der Rezeptoren IFNR1 oder IL-17RA in RIIB-/-TLR9-/- Mausen zeigte deutlich, dass sowohl Th1 als auch Th17 Zellen an der Pathogenese der Lupusnephritis beteiligt sind. Th1 Zellen verhindern die Entstehung von Nephritis durch eine vollständige Hemmung der IgG2c Autoantikörperentstehung und eine signifikante Reduktion von IgG2b. Th17 Zellen beeinflussen die Differenzierung von B Zellen in Keimzentren in sekundären lymphoiden Organen und die Infiltration von Makrophagen ins Nierengewebe. In dem CIA Mausmodel fur RA reduzierte ich die Th17 Differenzierung mit Hilfe eines IL-23R blockierenden Antikörpers. Dies führte zu verminderten Arthritissymptomen und reduzierter Anzahl an erkrankten Mäusen. Die Daten aus beiden Krankheitsmodellen zeigen, dass ein Präparat, welches die Entstehung von Th17 und/oder Th1 Zellen verhindert, ein vielversprechendes Medikament zur Behandlung von Autoimmunerkrankungen darstellen konnte. Daraufhin habe ich antigen-spezifische sialylierte IgGs als therapeutischen Ansatz zur Modifikation der Th1 und Th17 Differenzierung untersucht. Es ist bekannt, dass deglykosylierte Autoantikörper von RA-Patienten pro-inflammatorische Effekte vermitteln. Außerdem vermitteln hochsialylierte IgGs im IVIG entzündungshemmende Reaktionen auf antigen-unspezifische Weise. In dieser Arbeit wurde die Wirkung von sialylierten und nicht-sialylierten kollagen II spezifischen IgGs mit IVIG hinsichtlich der zellularen und humoralen Immunantwort im CIA Mausmodell verglichen. Meine Daten zeigen, dass eine niedrige Dosis von sialylierten Kollagen II-spezifischen IgG-Antikorpern ausreicht, um die Entstehung von Th17 Zellen und pathogenen IgG Autoantikorpern zu vermindern und damit die Entstehung von CIA zu verhindern. Die hier gewonnenen Daten belegen, dass die Glykosylierung von antigen-spezifischen Antikörpern entscheidend ist, um anti-inflammatorische Effekte auslösen zu können und damit Schutz vor entzündlichen Immunreaktionen zu bieten. Außerdem zeigt diese Arbeit, dass sialylierte antigen-spezifische IgG-Antikörper in Zukunft die immunsuppressive Wirkung von IVIG ersetzen konnten.
Systemic lupus erythematosus (SLE) and rheumatoid arthritis (RA) are rheumatic autoimmune diseases characterized by IgG autoantibody production. The systemic inflammation observed in SLE patients causes damage to multiple organs due to autoantibodies specific for various nuclear antigens. Otherwise, autoantibodies found in RA patients are mainly directed against the Fc-part of IgG (rheumatoid factor) and collagen type II causing inflammation primarily involving the joints and therefore resulting in destruction of cartilage. T cells contribute to autoimmunity by stimulating the activation and functional differentiation of autoreactive B cells in germinal centers (GCs), which secrete high-affinity, isotypeswitched autoantibodies. Furthermore, T cells facilitate and enhance autoimmunity by secretion of cytokines that promote recruitment and activation of innate immune cells such as macrophages and neutrophils into target organs. The aim of this study was to investigate different T cell subsets involved in the pathogenesis of SLE and RA using lupus prone RIIB-/-TLR9-/- mice and the collagen-induced arthritis (CIA) mouse model, respectively. Analysis of RIIB-/-TLR9-/- mice showed an increase of Th1 and Th17 cell differentiation compared to wild-type mice. Deleting IFNR1 or IL-17RA in RIIB-/-TLR9-/- mice made clear that both CD4+ T helper cell subsets contribute to the pathogenesis of lupus nephritis. Th1 cells probably prevent disease onset by complete inhibition of IgG2c autoantibody development. Th17 cells influence germinal center formation in secondary lymphoid organs and macrophage infiltration into renal tissues. Thus, a reagent targeting both Th1 and Th17 cells might be a promising tool to treat SLE. Investigation of the role of Th17 cells in the CIA mouse model showed reduced disease severity and disease incidence. This was due to impaired macrophage and neutrophil differentiation upon inhibition of Th17 cell differentiation by administration of an anti-IL-23R antibody. Here, I used sialylated CII-specific IgG antibodies to investigate its effect on Th17 differentiation in the CIA mouse model. Recent studies showed that de-glycosylated autoantibodies mediate pro-inflammatory responses during the pathogenesis of RA. Furthermore, sialylated IgGs found in IVIG mediate anti-inflammatory responses antigen-unspecifically. In this work, I compared the effect of sialylated and non-sialylated antigen-specific IgGs to IVIG regarding the cellular and humoral immune response in the CIA mouse model. My data show for the first time that low dose of antigen-specific sialylated IgG antibodies are sufficient to inhibit the development of CIA by inhibiting Th17 cell differentiation and pathogenic IgG autoantibody development. The data provide evidence that enzymatic glycosylation of antigen-specific antibodies is crucial to switch their effector function triggering anti-inflammatory effects and thus protecting from inflammatory immune responses. Furthermore, I provide evidence that sialylated antigen-specific IgG antibodies could substitute the immunosuppressive effect of IVIG in the future.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-30027
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/3072
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2775
Exam Date: 5-Mar-2011
Issue Date: 25-Mar-2011
Date Available: 25-Mar-2011
DDC Class: 570 Biowissenschaften; Biologie
Subject(s): Autoimmunität
Glykosylierung
Immunologie
T-Zellen
Autoimmunity
Glycosylation
Immunology
T cells
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