Zusammenfassung Thure Adler Der Streptozotozin-induzierte Diabetes in der transgenen CD4/DR17-Maus Aus dem Institut für Immunologie der Veterinärmedizinischen Fakultät und dem Institut für Klinische Immunologie und Transfusionsmedizin der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig, 80 Seiten, 24 Abbildungen, 20 Tabellen, 217 Literaturangaben Die Verwendung transgener Tiere, die humane Moleküle exprimieren, gewinnt zunehmend an Bedeutung bei der Erforschung der Funktionen solcher Moleküle in Krankheitsprozessen und bei der experimentellen Erprobung neuartiger Therapieverfahren, in denen solche Moleküle die Zielstrukturen darstellen. In der vorliegenden Arbeit wurde die CD4/DR17-Maus, welche das humane CD4- und das DR17-Molekül exprimiert, im MLD-STZ-induzierten Diabetes, einem Tiermodell für den Typ 1 Diabetes, eingesetzt. Die funktionelle Beteiligung der Transgene wurde durch einen Vergleich mit Segreganten untersucht, denen die Transgene teilweise fehlen. Als klinische Parameter sind Blutglukose und Glukosetoleranz erfaßt worden, histopathologisch wurden Insulitis und Insulingehalt der Inselzellen bestimmt. Ferner wurde getestet, ob sich durch Verabreichung von monoklonalen Antikörpern, die gegen das transgene hCD4- oder gegen das CD8-Molekül gerichtet sind, dieser STZ-induzierte Diabetes beeinflussen läßt. Mit Hilfe der durchflußzytometrischen Immunfluoreszenzanalyse von Blutzellen wurde zusätzlich überprüft, ob Veränderungen auf T-Zellen hinsichtlich der Expression der Aktivierungsmarker CD25, CD69 und CD71 während des STZ-induzierten Diabetes auftreten. Es wurde gezeigt, dass die CD4/DR17-transgene Maus nach der Behandlung mit mehrfachen subdiabetogenen Dosen von Streptozotozin eine transiente Hyperglykämie entwickelt, die mit einer verringerten Glukosetoleranz sowie Insulitiden und einem Rückgang des Insulingehaltes in den Langerhans’schen Inseln einhergeht. Vergleiche mit Segreganten zeigen, dass die Expression beider transgener Merkmale zur maximalen Ausprägung einer schwergradigen Insulitis beiträgt. Die Anwendung von monoklonalen Antikörpern gegen das transgene hCD4-Molekül nach Beginn der STZ-Behandlung hat den Diabetes nicht wirkungsvoll verzögert. Dagegen milderte eine Behandlung mit Antikörpern, die gegen das CD8-Molekül gerichtet sind, den Diabetesverlauf. Während des STZ-Diabetes veränderte sich die Expression von Aktivierungsmarkern auf Lymphozyten des peripheren Blutes nicht signifikant. Die Arbeit belegt, dass die CD4/DR17-Maus suszeptibel gegenüber der Induktion eines experimentellen Diabetes mit mehrfachen subdiabetogenen Dosen von Streptozotozin ist. Die transgenen Moleküle hCD4 und DR17 sind dabei am Krankheitsprozeß beteiligt. / Summary Thure Adler The streptozotocin-induced diabetes in the transgenic CD4/DR17 mouse From the Institute of Immunology, Faculty of Veterinary Medicine and the Institute of Clinical Immunology and Transfusion Medicine, Faculty of Medicine, University of Leipzig 80 pages, 24 figures, 20 tables, 217 references Today, transgenic animals that express human molecules are getting important tools in functional studies and experimental, therapeutical attempts, that target these molecules. In this study, the CD4/DR17 mouse expressing the human CD4 and the human DR17 molecules and with a defective murine CD4 gene, was used in the multiple low-dose streptozotocin-induced (MLD-STZ) diabetes model, a model for type 1 diabetes. The functional involvement of the transgenic molecules in the development of the MLD-STZ-diabetes was analysed by comparing CD4/DR17 mice and segregants that lack one or more of the transgenes. The described parameters included the measurement of blood glucose levels and oral glucose tolerance tests, histopathologically grading of insulitis and determination of the content of insulin in pancreatic islets by immunohistological methods. In addition, the model was used to test the potential therapeutic effect of the administration of monoclonal antibodies against hCD4 or CD8. Furthermore, alterations of the expression of the activation markers CD25, CD69 and CD71 during the experimentally induced diabetes has been measured by FACS analysis. The study shows, that CD4/DR17 mice develop a transient hyperglycemia after MLD-STZ treatment, accompanied by a reduced tolerance to oral glucose, insulitis and the reduction of the content of insulin in the pancreatic islets. The full incidence of insulitis requires the expression of both transgenes. The treatment performed with monoclonal antibodies against the transgenic hCD4 after STZ-treatment could not meliorate the diabetic course, while the treatment with anti CD8 antibodies moderated the diabetic process. After STZ-treatment the expression of activation marker of peripheral T-cells did not alter significantly. Thus, the CD4/DR17 mouse is shown to be susceptible to the induction of experimental diabetes with MLD-STZ. The transgenic molecules CD4 and DR17 are involved in the pathogenesis of the disease.

Zusammenfassung Thure Adler Der Streptozotozin-induzierte Diabetes in der transgenen CD4/DR17-Maus Aus dem Institut für Immunologie der Veterinärmedizinischen Fakultät und dem Institut für Klinische Immunologie und Transfusionsmedizin der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig, 80 Seiten, 24 Abbildungen, 20 Tabellen, 217 Literaturangaben Die Verwendung transgener Tiere, die humane Moleküle exprimieren, gewinnt zunehmend an Bedeutung bei der Erforschung der Funktionen solcher Moleküle in Krankheitsprozessen und bei der experimentellen Erprobung neuartiger Therapieverfahren, in denen solche Moleküle die Zielstrukturen darstellen. In der vorliegenden Arbeit wurde die CD4/DR17-Maus, welche das humane CD4- und das DR17-Molekül exprimiert, im MLD-STZ-induzierten Diabetes, einem Tiermodell für den Typ 1 Diabetes, eingesetzt. Die funktionelle Beteiligung der Transgene wurde durch einen Vergleich mit Segreganten untersucht, denen die Transgene teilweise fehlen. Als klinische Parameter sind Blutglukose und Glukosetoleranz erfaßt worden, histopathologisch wurden Insulitis und Insulingehalt der Inselzellen bestimmt. Ferner wurde getestet, ob sich durch Verabreichung von monoklonalen Antikörpern, die gegen das transgene hCD4- oder gegen das CD8-Molekül gerichtet sind, dieser STZ-induzierte Diabetes beeinflussen läßt. Mit Hilfe der durchflußzytometrischen Immunfluoreszenzanalyse von Blutzellen wurde zusätzlich überprüft, ob Veränderungen auf T-Zellen hinsichtlich der Expression der Aktivierungsmarker CD25, CD69 und CD71 während des STZ-induzierten Diabetes auftreten. Es wurde gezeigt, dass die CD4/DR17-transgene Maus nach der Behandlung mit mehrfachen subdiabetogenen Dosen von Streptozotozin eine transiente Hyperglykämie entwickelt, die mit einer verringerten Glukosetoleranz sowie Insulitiden und einem Rückgang des Insulingehaltes in den Langerhans’schen Inseln einhergeht. Vergleiche mit Segreganten zeigen, dass die Expression beider transgener Merkmale zur maximalen Ausprägung einer schwergradigen Insulitis beiträgt. Die Anwendung von monoklonalen Antikörpern gegen das transgene hCD4-Molekül nach Beginn der STZ-Behandlung hat den Diabetes nicht wirkungsvoll verzögert. Dagegen milderte eine Behandlung mit Antikörpern, die gegen das CD8-Molekül gerichtet sind, den Diabetesverlauf. Während des STZ-Diabetes veränderte sich die Expression von Aktivierungsmarkern auf Lymphozyten des peripheren Blutes nicht signifikant. Die Arbeit belegt, dass die CD4/DR17-Maus suszeptibel gegenüber der Induktion eines experimentellen Diabetes mit mehrfachen subdiabetogenen Dosen von Streptozotozin ist. Die transgenen Moleküle hCD4 und DR17 sind dabei am Krankheitsprozeß beteiligt. / Summary Thure Adler The streptozotocin-induced diabetes in the transgenic CD4/DR17 mouse From the Institute of Immunology, Faculty of Veterinary Medicine and the Institute of Clinical Immunology and Transfusion Medicine, Faculty of Medicine, University of Leipzig 80 pages, 24 figures, 20 tables, 217 references Today, transgenic animals that express human molecules are getting important tools in functional studies and experimental, therapeutical attempts, that target these molecules. In this study, the CD4/DR17 mouse expressing the human CD4 and the human DR17 molecules and with a defective murine CD4 gene, was used in the multiple low-dose streptozotocin-induced (MLD-STZ) diabetes model, a model for type 1 diabetes. The functional involvement of the transgenic molecules in the development of the MLD-STZ-diabetes was analysed by comparing CD4/DR17 mice and segregants that lack one or more of the transgenes. The described parameters included the measurement of blood glucose levels and oral glucose tolerance tests, histopathologically grading of insulitis and determination of the content of insulin in pancreatic islets by immunohistological methods. In addition, the model was used to test the potential therapeutic effect of the administration of monoclonal antibodies against hCD4 or CD8. Furthermore, alterations of the expression of the activation markers CD25, CD69 and CD71 during the experimentally induced diabetes has been measured by FACS analysis. The study shows, that CD4/DR17 mice develop a transient hyperglycemia after MLD-STZ treatment, accompanied by a reduced tolerance to oral glucose, insulitis and the reduction of the content of insulin in the pancreatic islets. The full incidence of insulitis requires the expression of both transgenes. The treatment performed with monoclonal antibodies against the transgenic hCD4 after STZ-treatment could not meliorate the diabetic course, while the treatment with anti CD8 antibodies moderated the diabetic process. After STZ-treatment the expression of activation marker of peripheral T-cells did not alter significantly. Thus, the CD4/DR17 mouse is shown to be susceptible to the induction of experimental diabetes with MLD-STZ. The transgenic molecules CD4 and DR17 are involved in the pathogenesis of the disease.