T-Zell-Toleranz durch IDO exprimierende dendritische Zellen

Der vorliegende Antrag schließt an unser voriges Projekt "Exploration of the tolerance inducing capacity of indoleamine 2,3 dioxygenase (IDO) in antigen presenting cells", (FWF grant # P16746-B13) an. Er stellt einen weiteren Schritt unserer wissenschaftlichen Anstrengung dar, T-Zellen durch eine ex vivo Co-Kultur mit dendritischen Zellen (DZ), in denen eine hohe Aktivität des Tryptophan-metabolisierenden Enzyms Indoleamine- 2,3 dioxygenase (IDO) induziert wurde, spezifisch gegen allo-Antigene zu tolerisieren. Solcherart tolerisierte T- Zellen wären optimal geeignet, um die T-Zell vermittelte Immunität von Empfängern einer hämatopoietischen Stammzelltransplantation (HSZT) zu unterstützen, insbesondere in der post-Transplantationsphase, während der die Neigung zu pathologischen Immunreaktionen und zu lebensbedrohlichen opportunistischen Infektionen hoch ist. Im Rahmen des vorigen Projektes konnten wir grundlegende Hinweise für die Effektivität der Generierung immunologischer Toleranz über die Tryptophan-metabolisierende Aktivität von IDO nach Induktion in humanen DZ erarbeiten: (1) Hohe IDO-Aktivität kann in humanen aus Monozyten gereiften DZ in robuster Weise durch Anwendung definierter DZ-Ausreifungsstrategien erreicht werden. (2) IDO-kompetente DZ, wenn sie als Stimulatoren einer gemischten Lymphozytenkultur eingesetzt werden, haben eine immunregulierende Funktion auf T-Zellen (i) indem sie die Differenzierung von durch allo-Antigene aktivierten T Zellen in Richtung regulatorischer, d.h. suppressiver T-Zellen, und (ii) indem sie die Induktion von Apoptose, speziell bei allo- Antigen-aktivierten T-Zellen begünstigen. (3) Die nicht-alloreaktiven T-Zellen bleiben von diesen Effekten offensichtlich unberührt und behalten ihre Fähigkeit auf immunstimulierende Reize zu reagieren. Diese Ergebnisse unterstützen unsere Hypothese, dass allo-Antigen-spezifische Toleranz in T-Zellen sich durch eine ex vivo Co- Kultur mit IDO-kompetenten DZ erzielen lässt. In der nun geplanten Studie werden wir diese Hypothese weiter verfolgen, insbesondere im Hinblick auf (1) eine Antigen-Spezifität der Immuntoleranz (durch Vergleich der Immunantwort von T-Zellen gegen allo-Antigene wie auch gegen mikrobielle Antigene vor und nach der Co-Kultur mit IDO kompetenten DZ), (2) Mechanismen der Apoptose (besonders in Hinblick auf die erhaltene Integrität von nicht-allo-reaktiven T-Zellen) und (3) molekulare Mechanismen der Immunmodulation durch IDO-kompetente DZ, mit der Intention der Optimierung und Feinabstimmung der Toleranzinduktion. Die erfolgreiche Durchführung dieser Untersuchungen wird uns einen wesentlichen Schritt weiter in dem Bemühen bringen, die allogene HSZT zu einem sichereren Therapieverfahren zu machen. Durch adoptiven Transfer von allo- Antigen-spezifisch tolerisierten T-Zellen kann potentiell die gefährliche Phase der im Rahmen einer allogenen HSZT unvermeidbaren Immunsuppression besser beherrscht werden. Mit diesem Ansatz kann das Spektrum der Anwendbarkeit der HSZT als kuratives Therapieverfahren erweitert werden.

Der vorliegende Antrag schließt an unser voriges Projekt "Exploration of the tolerance inducing capacity of indoleamine 2,3 dioxygenase (IDO) in antigen presenting cells", (FWF grant # P16746-B13) an. Er stellt einen weiteren Schritt unserer wissenschaftlichen Anstrengung dar, T-Zellen durch eine ex vivo Co-Kultur mit dendritischen Zellen (DZ), in denen eine hohe Aktivität des Tryptophan-metabolisierenden Enzyms Indoleamine- 2,3 dioxygenase (IDO) induziert wurde, spezifisch gegen allo-Antigene zu tolerisieren. Solcherart tolerisierte T- Zellen wären optimal geeignet, um die T-Zell vermittelte Immunität von Empfängern einer hämatopoietischen Stammzelltransplantation (HSZT) zu unterstützen, insbesondere in der post-Transplantationsphase, während der die Neigung zu pathologischen Immunreaktionen und zu lebensbedrohlichen opportunistischen Infektionen hoch ist. Im Rahmen des vorigen Projektes konnten wir grundlegende Hinweise für die Effektivität der Generierung immunologischer Toleranz über die Tryptophan-metabolisierende Aktivität von IDO nach Induktion in humanen DZ erarbeiten: (1) Hohe IDO-Aktivität kann in humanen aus Monozyten gereiften DZ in robuster Weise durch Anwendung definierter DZ-Ausreifungsstrategien erreicht werden. (2) IDO-kompetente DZ, wenn sie als Stimulatoren einer gemischten Lymphozytenkultur eingesetzt werden, haben eine immunregulierende Funktion auf T-Zellen (i) indem sie die Differenzierung von durch allo-Antigene aktivierten T Zellen in Richtung regulatorischer, d.h. suppressiver T-Zellen, und (ii) indem sie die Induktion von Apoptose, speziell bei allo- Antigen-aktivierten T-Zellen begünstigen. (3) Die nicht-alloreaktiven T-Zellen bleiben von diesen Effekten offensichtlich unberührt und behalten ihre Fähigkeit auf immunstimulierende Reize zu reagieren. Diese Ergebnisse unterstützen unsere Hypothese, dass allo-Antigen-spezifische Toleranz in T-Zellen sich durch eine ex vivo Co- Kultur mit IDO-kompetenten DZ erzielen lässt. In der nun geplanten Studie werden wir diese Hypothese weiter verfolgen, insbesondere im Hinblick auf (1) eine Antigen-Spezifität der Immuntoleranz (durch Vergleich der Immunantwort von T-Zellen gegen allo-Antigene wie auch gegen mikrobielle Antigene vor und nach der Co-Kultur mit IDO kompetenten DZ), (2) Mechanismen der Apoptose (besonders in Hinblick auf die erhaltene Integrität von nicht-allo-reaktiven T-Zellen) und (3) molekulare Mechanismen der Immunmodulation durch IDO-kompetente DZ, mit der Intention der Optimierung und Feinabstimmung der Toleranzinduktion. Die erfolgreiche Durchführung dieser Untersuchungen wird uns einen wesentlichen Schritt weiter in dem Bemühen bringen, die allogene HSZT zu einem sichereren Therapieverfahren zu machen. Durch adoptiven Transfer von allo- Antigen-spezifisch tolerisierten T-Zellen kann potentiell die gefährliche Phase der im Rahmen einer allogenen HSZT unvermeidbaren Immunsuppression besser beherrscht werden. Mit diesem Ansatz kann das Spektrum der Anwendbarkeit der HSZT als kuratives Therapieverfahren erweitert werden.