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The activation of cytotoxic T-cell (CTL) responses requires antigen presentation by professional antigen presenting cells. Macrophages (MØ) can regulate CTL responses but little is known about the role played by splenic macrophages (Sp-MØ) in antigen cross-presentation. Here, we established, and characterized, an efficient culture method for generating Sp-MØ. By monitoring MØ markers, we found that 7-days Sp-MØ resembles the red pulp macrophages (RPMØ) phenotypic characteristics. The phagocytic capacity of Sp-MØ was increased as the cells become more differentiated. Thus, increased differentiation of Sp-MØ in vitro can be macrophage-colony stimulating factor (M-CSF) driven, which allows for an optimal condition to increase the yield of the spleen-derived MØ. As a result of examining the antigen presentation of Sp-MØ during differentiation, we reported that Sp-MØ down-regulated their ability to cross-present the cell-associated lymphocytic choriomeningitis virus nucleoprotein (LCMV-NP) but not the soluble OVA proteins without altering their capacity to directly present LCMV antigens after infection. Mechanistically, we defined the cytosolic pathway as the dominant cross-presentation pathway used by Sp-MØ. Further analysis revealed a direct relationship between Sp-MØ differentiation, phagosomal acidification, and antigen cross-presentation. As Sp-MØ become more mature, their vesicular phagosomal system acquired high acidic characteristics, which adversely affected antigen cross-presentation due to potent and enhanced antigen degradation. We also addressed the capacity of diverse LCMV antigens, generated during virus infection, to induce LCMV-specific CTL responses via cross-presentation by employing antigen donor cells (ADCs) that provide sufficient LCMV antigens after virus inactivation with no possible direct antigen presentation. Our results demonstrated that the ADCs induced LCMV-specific CTL responses in vitro and in vivo. Out of the four CTL epitopes tested (NP396, NP205, GP33, and GP276), in vitro cross-presentation were dominated by LCMV-NP396 epitope; while the in vivo cross-priming has shifted towards LCMV-GP33 and NP396 epitopes. Collectively, the data presented in this thesis have defined for the first time important factors that influence Sp-MØ culturing in vitro and highlighted a potential role for the Sp-MØ in regulating CTL iii responses via cross-presentation, and characterized how different epitopes from LCMV are cross presented in vitro and in vivo. / Thesis (Ph.D, Microbiology & Immunology) -- Queen's University, 2010-04-12 15:07:38.492

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst. / Härtill 5 uppsatser.

Thesis (doctoral)--Ludwig Maximilians-Universität zu München, 1979.

Thesis (doctoral)--Lund University, 1995. / Added t.p. with thesis statement inserted.

Thesis (doctoral)--Lund University, 1995. / Added t.p. with thesis statement inserted.

Immunologische Gedächtnisreaktionen sind die Grundlage um wiederkehrende Erreger schnell und effizient zu bekämpfen und um einen Impfschutz zu generieren. Das zellvermittelte Gedächtnis wird unter anderem durch CD8 Gedächtnis-T-Zellen aufgebaut, welche vor allem im Kontext von Immunreaktionen gegen intrazellulärer Erreger vonnöten sind, um bei Reinfektion mit den Erregerstämmen einen schnellen Schutz zu gewährleisten. Ein detailliertes Wissen über die Generierung, Kontrolle und Reaktivierung der Gedächtniszellen ist nützlich, um Gedächtnisreaktionen verstehen und lenken zu können. Durch die Entdeckung des TZR und CD28 wurden Meilensteine für das Verständnis der T-Zellaktivierung gelegt und die Grundlage geschaffen, CD8 Gedächtnisreaktionen zu verstehen. Auch wenn für primäre Immunreaktionen die „2-Signal-Theorie“ lange als erwiesen gilt, so blieb die Rolle der Kostimulation für Gedächtnisreaktionen lange umstritten. In dieser Arbeit wurden verschiedene methodische Herangehensweisen verwendet, mit denen durchgehend die Bedeutung von CD28 vermittelter Kostimulation für immunologische CD8 T-Zell-Gedächtnisreaktionen nachgewiesen wurde. CD28 blockierende Antikörper und CD28 induzierbar deletierbare Mauslinien wurden im Modellinfektionssystem mit Ovalbumin produzierenden Listeria monocytogenes zur Analyse der Primär- und Sekundärantworten verwendet. Mit diesen Methoden konnte eine Beeinträchtigung der Expansion von CD8 Gedächtniszellen in Abwesenheit von CD28 bewiesen werden. Weiterhin werden Effektorfunktionen wie Degranulation und Produktion von IFN-γ während der Sekundärinfektion in Abwesenheit von Kostimulation eingeschränkt. Mit Hilfe von Experimenten, bei denen CD28 suffizienten Mäusen eine geringe Anzahl an naiven, antigenspezifischen, CD28 deletierbaren CD8 T-Zellen transferiert wurden, wurde die Bedeutung der Kostimulation für die Expansion von Gedächtniszellen bestätigt, jedoch konnte überraschenderweise auch ein Anstieg der Effektorfunktionen in Abwesenheit von CD28 sowohl während der Primär- als auch der Sekundärantwort dokumentiert werden. Diese zur globalen Blockade bzw. Deletion widersprüchlichen Ergebnisse lassen eine Beteiligung anderer CD28 abhängiger Zelltypen an der Induktion der Effektorfunktionen der CD8 T-Zellen plausibel erscheinen, wie zum Beispiel Einflüsse von T-Helferzellen, welche die Effektorfunktionen positiv verstärken, solange sie selbst Kostimulationssignale empfangen können. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass sich Gedächtniszellen an den CD28 defizienten Phänotyp – eine CD28 intakte immunologische Umgebung vorausgesetzt – adaptieren können, wenn ausreichend Zeit nach Deletion und vor Sekundärinfektion verstreichen konnte. / Immunological memory is of vital importance for the fight against reoccurring pathogens and to protect organisms from infections. Important players are CD8 memory T-cells that are created mainly during intracellular infections to boost rapid cellular defenses upon reinfection. The understanding of the generation, control and reactivation of these memory cells is crucial to comprehend and regulate mechanisms of memory immune reactions. The discovery of the TCR and of the costimulator CD28 depict important milestones towards the understanding of activation of memory cells – and naive cells, of course. The paradigm of the two signal theory in the activation of naive T-cells has long been accepted but the role of CD28 mediated costimulation in secondary CD8 T-cell responses remains controversial. Several methodological approaches to investigate the impact of costimulation on memory CD8 T-cells were used in this work, all proving the importance of CD28 to mount robust memory responses. CD28 blocking antibodies and also inducibly CD28 deleting mice were used in both primary and secondary infections with Ovalbumin-producing Listeria monocytogenes to establish an impaired clonal expansion of CD8 memory T-cells in the absence of CD28 function. Furthermore, effector functions such as degranulation and IFN-γ production were reduced during the secondary immune response. Specific deletion of CD28 in CD8 cells in mice that were seeded with a naturally occuring number of antigen specific, CD28 deletable naive CD8 T-cells provided evidence for the importance of costimulatory signals for the clonal expansion but also revealed an increase of effector functions in the absence of CD28 both in the primary and in the secondary response. These findings suggest a participation of other CD28 responsive cells such as T-helper cells by supporting CD28 deleted effector cells to exert their effector functions under the terms of CD28 sufficiency in the other parts of the immune system. Furthermore, I found that the progeny of primed CD8 T-cells can adapt to the CD28 deficient phenotype if given sufficient time before reactivation.

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