A CD8+ cell-mediated host defense relies on cognate killing of infected target cells and on local inflammation induced by the secretion of IFN-g. Using assays of single cell resolution, it was studied to what extent these two effector function of CD8+ cells are linked. Granzyme B (GzB) is stored in cytolytic granules of CD8+ cells and its secretion is induced by antigen recognition of these cells. Following entry into the cytosol GzB induces apoptosis in the target cells. It was measured whether GzB release by individual CD8+ cells is accompanied by the secretion of IFN-gƒnƒnand of other cytokines. HIV peptide libraries were tested on bulk peripheral blood mononuclear cells and on purified CD4+ and CD8+ cells obtained from HIV infected individuals. The library included a panel of previously defined HLA class I restricted HIV peptides and an overlapping 20-mer peptide-series that covered the entire gp120 molecule. To characterize the in vivo differentiation state of the T-cells, freshly isolated lymphocytes were tested in assays of 24h duration. The data showed that only ~20% of the peptides triggered the release of both GzB and IFN-g from CD8+ cells. The majority of the HIV peptides induced either GzB or IFN-g, ~40% in each category. The GzB positive, IFN-g negative CD8+ cells did not produce IL-4 or IL-5, which suggests that they do not correspond to Tc2 cells but represent a novel Tc1 subclass, which was termed Tc1c. Also the IFN-g positive, GzB negative CD8+ cell subpopulation represents a yet undefined CD8+ effector cell lineage that was termed Tc1b. Tc1b and Tc1c cells are likely to make different, possibly antagonistic contributions to the control of HIV infection. Since IFN-g activates HIV replication in latently infected macrophages, the secretion of this cytokine by Tc1b cells in the absence of killing may have adverse effects on the host defense. In contrast, cytolysis by Tc1c cells in the absence of IFN-g production might represent the protective class of response. Further studies in the field of Tc1 effector cell diversity should lead to valuable insights for management of infections and developing rationales for vaccine design. / Im Verlauf von Infektionskrankheiten basiert die Verteidigung durch CD8+-Zellen auf der direkten Tötung von infizierten Zellen über die Perforin/Granzyme-Kaskade und auf der Entzündungsbildung verursacht durch die Sekretion von Interferon-Gamma (IFN-g). In der vorliegenden Arbeit wurde die Granzyme B (GzB) Sezernierung als direkter Nachweis für das Abtöten von Zellen und parallel die Produktion von IFN-g durch HIV peptid-spezifische T-Zellen in chronisch HIV-infizierten Patienten gemessen. Eine Auswahl von in vorhergehenden Arbeiten definierten HLA-Klasse-I spezifischen HIV-Peptiden und eine HIV-Peptide-Bibiliotek, bestehend aus sich überlappenden 20-mer Peptiden, die das gesamte Gp120 Molekül von HIV-1 darstellten, wurden benutzt, um T-Lymphozyten aus frisch von HIV-infizierten Patienten gewonnenen mononukleären Zellen aufgereinigte CD8+-Zellen zu stimulieren. ELISPOT-Assays wurden benutzt, um die Sekretion von GzB und IFN-g mit einer Auflösung auf der Ebene der Einzelzelle zu messen. Nur ~20% der Peptide lösten die Freisetzung von sowohl GzB als auch IFN-g von CD8+ Zellen aus. Die Mehrheit der Peptide induzierte entweder GzB oder IFN-g, je ~40% in der jeweiligen Kategorie. Granzyme B-positive Zellen produzierten in parallel gemessen kein IL-4 oder IL-5. Da sie aus diesem Grunde keine Tc2 Zellen darstellen, wurden sie als neue Untergruppe Tc1c definiert. Diese GzB+/IFN-g- CD8+ Zellen vermutlich eine durch Apoptose induziertes Absterben von infizierten Zellen auslösen, ohne gleichzeitig eine Entzündungsreaktion zu verursachen. Die GzB-/IFN-g+ CD8+-Zellen stellen ebenfalls eine neue bisher unbeschriebene Zelluntergruppe dar und wurden als Tc1b Zellen bezeichnet. Diese könnten Entzündungsreaktion verursachen, ohne gleichzeitig direkt das Abstreben von Zellen zu induzieren und im Verlauf der HIV Infektion eine antagonistische Rolle zu den Tc1c Zellen einnehmen. Diese Tc1-CD8+ Effektorzell-diversität könnte die Implementierung und Feineinstellung von fundamental verschieden Verteidigungsstrategien gegen HIV und andere Infektionskrankheiten ermöglichen. Die hier vorgelegten Studien liefern eindeutige Indizien dafür, dass es in HIV-Infizierten eine signifikante Population von GzB sezernierenden CD8+-Zellen gibt, die weder IFN-g noch IL-4 oder IL-5 produzieren und daher in der Lage sind, mit Hilfe der Perforin/Granzyme-Kaskade zu töten, ohne dabei klassische Tc1 oder Tc2-Zellen darzustellen. Die höhere Sensitivität des GzB ELISPOT-Assays Zytotoxizität im Vergleich zum Chromium-Release-Assay zu messen, bietet eine hilfreiche Methode zum besseren Verständnis CD8+-Zell vermittelter Immunität. Die Ergebnisse führen zu der Schlussfolgerung, dass es im Menschen die von uns erstmals beschriebenen GzB+/IFN-g- und GzB-/IFN-g+ Untergruppen von CD8+-Zellen gibt. Aufgrund der verschiedenen Effektorfunktionen die diese vermutlich ausüben, erscheint es wichtig ihre jeweiligen Anteile im Kampf gegen HIV und andere Infektionskrankheiten zu ermitteln. Bei der Beurteilung von Immunantworten, ausgelöst durch experimentelle HIV-Impfstoffe, dürfte es sich als ausgesprochen wichtig erweisen, diese GzB produzierenden CD8+-Zellen neben den konventionell gemessenen IFN-g sezernierden CD8+-Zellen zu berücksichtigen. Diese Vorgehensweise sollte wertvolle Einblicke gewähren, in wie weit der jeweilige Phänotyp von Effektorzellen den höheren oder effektiveren Schutz gewährt und daher wertvolle Hilfe beim Management von Infektionen und im Bereich des Impfstoffdesign liefern.

Zytotoxische T-Zellen (CD8+) spielen eine wichtige Rolle bei retroviralen Infektionen des Menschen, wie HIV und HTLV. Ihre molekulare Wirkweise war bisher aber nicht bekannt. Die Infektion von Mäusen mit dem retroviralen Friend Virus Komplex (FV) wurde daher als Modell verwendet, um die antiviralen Mechanismen gegen Retroviren aufzuklären. Als erstens wurde die Beteiligung von CD8+ T-Zellen bei der Kontrolle der FV Infektion in Depletion-Experimenten gezeigt. In akut FV infizierten Tieren konnten außerdem aktivierte Virus-spezifische CD8+ T-Effektorzellen nachgewiesen werden, welche zytotoxische Moleküle produzierten. Die Infektion von „knockout“ Mäusen ergab, dass die CD8+ T-Zellen hauptsächlich den Exozytoseweg benutzten, um FV-infizierte Zellen zu eliminieren. Die Anwesenheit eines der drei am Exozytoseweg beteiligten zytotoxischen Moleküle Perforin, Granzym A oder Granzym B war in der akuten Phase der Infektion ausreichend, um die Virusreplikation zu kontrollieren. Diese Ergebnisse weisen auf neue molekulare Mechanismen von Granzymen bei der Virusabwehr hin. In Gegensatz zur Abwehr des pathogenen FV Komplex benutzten CD8+ T-Zellen nicht den Exozytoseweg zur Abwehr von apathogenen Retroviren. Eine Infektion von Mäusen mit dem nicht-pathogenen F-MuLV induzierte keine Produktion von zytotoxischen Molekülen in CD8+ T-Zellen. Die Infektion von „knockout“ Mäusen zeigte, dass F-MuLV von CD8+ T-Zellen über den Fas/FasL Weg kontrolliert wurde. Das pathogene Potential von Retroviren scheint also einen Einfluß auf den jeweils verwendeten Abwehrmechanismus von zytotoxischen T-Zellen zu haben. Trotz der wichtigen Funktion von CD8+ T-Zellen bei der Kontrolle der akuten FV Infektion, spielten diese Zellen bei der persistierenden Infektion keine Rolle mehr. Die Untersuchungen von aktivierten CD8+ T-Zellen aus persistierend infizierten Mäusen zeigte, dass die Zellen agranulär waren und keine zytotoxischen Moleküle produzierten. Folglich hatten sie auch keine zytotoxische Aktivität in vitro. Der Exozytoseweg von Virus-spezifischen CD8+ T-Zellen war also in der persistierenden FV Infektion gestört. So entwickelten viele persistierend infizierte Tiere nach einer Reinfektion eine Splenomegalie, was zusätzlich beweist, dass die Funktion von Virus-spezifischen T-Zellen auch in vivo gestört war. Mäuse, die chronisch mit FV infiziert waren, wiesen also einen kompletten Funktionsverlust von CD8+ T-Zellen auf, der offensichtlich eine wichtige Voraussetzung für die Persistenz des Virus darstellt. Da die CD8+ T-Zellen nicht mehr funktionell waren, mussten vermutlich CD4+ T-Zellen über den Fas/FasL-Weg die Kontrolle über die chronische Infektion übernehmen. Das Verständnis der molekularen Mechanismen der CD8+ T-Zell Abwehr gegen Retroviren ermöglicht es neue Strategien der Immuntherapie gegen retroviralen Infektionen zu entwickeln. / Cytotoxic T-cells play an important role in the control of retroviral infections such as HIV and HTLV; however the molecular mechanisms used by these cells is not known. We used the infection of mice with the retroviral Friend Virus complex as model to investigate the antiviral mechanisms of CD8+ T-cells. The participation of CD8+ T-cells in the control FV infection was shown in depletion experiments. Activated virus-specific CD8+ T-cells were found in acutely FV infected animals and these cells produced cytotoxic molecules. The infection of knockout mice indicated that CD8+ T-cells eliminated infected cells via the exocytosis pathway. The presence of one of these three molecules involved in the exocytosis pathway (perforin, granzyme A or granzyme B) was sufficient to control virus-replication. These results suggest new molecular mechanisms of granzyme in the defence against retroviral infection. In contrast to the control of pathogenic FV complex, CD8+ T-cells do not need the exocytosis pathway to respond to non-pathogenic retroviruses. The infection of mice with non-pathogenic F-MuLV did not induce the production of cytotoxic molecules in CD8+ T-cells and knockout mice with defects in perforin, granzyme A and granzyme B were not susceptible to F-MuLV infection. In contrast, knockout mice with defect in the Fas/FasL pathway were unable to control virus-replication. These data indicate that CD8+ T-cells used the Fas/FasL pathway to control non-pathogenic retroviruses whereas the exocytosis pathway was crucial to keep pathogenic retroviruses in check. The establishment of chronic Friend virus infections is enabled by the induction of CD4+ regulatory T cells that impair CD8+ T-cell functions and allow the virus to escape (Dittmer et al., 2004). The current study characterizes this CD8+ T-cell dysfunction by analyzing the production and release of cytolytic molecules by virus-specific CD8+ T-cells. During acute infection, FV-specific CD8+ T cells produced the cytotoxic molecules perforin and granzyme B, and actively degranulated cytotxic granules. In contrast, CD8+ T cells of the same specificity from chronically infected mice neither produced any of these cytotoxic molecules nor showed evidence of degranulation. The defect in cytotoxine production in T cells from persistently infected mice did not occur at the level of transcription as both CD8+ T-cells from acutely and persistently infected animals had equal levels of mRNA for perforin and granzyme. CD8+ T-cells from persistently infected mice were unable to induce apoptosis in target cells. These results demonstrate a broad impairment of cytolytic CD8+ T-cell effector functions associated with chronic retroviral infection.

Zytotoxische CD8+ T-Lymphozyten spielen in vielen inflammatorischen, aber auch primär neurodegenerativen Erkrankungen eine wichtige Rolle. Daher besitzt die Fragestellung inwiefern CD8+ ZTL Neurone direkt schädigen und ggf. welche mechanistischen Aspekte dieser Schädigung zugrunde liegen, eine hohe Relevanz. Um diese Fragestellung eingehender zu beleuchten, wurde mit dem OT-I-System gearbeitet. Dieses gut vorcharakterisierte CD8+ T-Zell-Modell besitzt den Vorteil, dass diese transgenen Zellen nur eine Peptidsequenz des Ovalbumin (OVA) Protein als spezifisches Antigen erkennen. Zunächst wurden in der vorliegenden Arbeit Co-Kultivierungs-Experimente durchgeführt. Hierzu wurden akut isolierte murine Hippokampus-Neurone unter verschiedenen Bedingungen mit OT-I Lymphozyten co-kultiviert. Hierbei konnte gezeigt werden, dass unter Antigenpräsentation der Neurone signifikant mehr Neurone in die Apoptose/Nekrose geführt werden, als unter Kontroll-Bedingungen, in denen entweder kein Antigen oder ein Antigen, das nicht von OT-I Lymphozyten erkannt wird, präsentiert wird. Nachdem die Antigen-abhängigen zytotoxischen Effekte auf Neurone gezeigt werden konnten, wurde mithilfe elektrophysiologischer Techniken die mechanistischen und funktionellen Konsequenzen des direkten neuronalen/OT-I-vermittelten Zellkontakts untersucht. Bei diesem experimentellen Ansatz wurde durch elektrisches Auslenken eines Neurons nach Kontakt mit einem OT-I Lymphozyt die passiven elektrischen Parameter der Neuronenmembran gemessen. In diesen Messungen konnte gezeigt werden, dass nach unmittelbarem Kontakt eines Neurons mit einem OT-I Lymphozyt der neuronale Membranwiderstand reduziert wird bzw. die Leitfähigkeit der Zellmembran erhöht wird. Diese Änderung der neuronalen Membran-Leitfähigkeit findet in einem Zeitraum von 10 min nach dem Zell-Zell-Kontakt statt. Auch hier konnte gezeigt werden, dass dieser Einfluss von OT-I Lymphozyten auf Neurone strikt Antigen-abhängig ist. Zur Untersuchung des Mechanismus der OT-I T-Lymphozyten auf Neurone wurde das Augenmerk auf verschiedene T-Zell-induzierte Apoptosewegegelegt. Es konnte gezeigt werden, dass durch Blockieren der Fas/FasL-Interaktion mittels eines Antikörpers kein Unterschied, weder in der neuronalen Apoptoserate nach Co-Kultivierung, noch eine Änderung der passiven neuronalen Membran-Leitfähigkeit auftritt. Weiterhin wurde die Rolle der von T-Zellen sezernierten Granula Perforin und Granzym B untersucht. Um den Einfluss dieser Granula aufzuklären, wurden OT-I Lymphozyten verwendet, die entweder defizient für Perforin oder Granzym B waren. In diesem experimentellen Ansatz wurde gezeigt, dass ausschließlich Perforin für die Erniedrigung des passiven neuronalen Membran-Widerstandes verantwortlich ist. Diese Erhöhung der neuronalen Membranleitfähigkeit führte aber nicht direkt zum neuronalen Zelltod. Vielmehr wurde durch die einhergehende Depolarisation des Neurons die elektrische Aktivität der Zelle vermindert, sodass es zu einem sogenannten „electrical silencing“ kommt. Dieser Umstand konnte auch in der Betrachtung der spontanen Netzwerkaktivität von Neuronenkulturen gezeigt werden. Hierfür wurden hoch dichte Neuronenkulturen auf MEA-Chips kultiviert. Mit Hilfe dieser MEA konnten die Summenfeldpotentiale der Neuronenkulturen detektiert werden. Hierbei wurde beobachtet, dass nach Beladung der Neuronen mit dem spezifischen OT-I-Antigen und OT-I Zellen eine Verringerung der spontanen Netzwerkaktivität einhergeht. Auch in diesem Effekt konnte eine Antigen-Spezifität nachgewiesen werden. Da der Prozess der zellulären Apoptose mit einem Anstieg der intrazellulären Ca2+-Konzentration einhergeht, und Perforin als Ca2+-durchlässiger unselektiver Porenbildner fungiert, wurden zur Überprüfung der Hypothese calcium imaging-Experimente durchgeführt. Analog zu den elektrophysiologischen Messungen wurde gezeigt, dass nach direktem Zell-Zell-Kontakt zwischen Neuron und OT-I Lymphozyt eine Erhöhung der intrazellulären Ca2+-Konzentration zu messen ist. Dass diese Änderung des neuronalen Ca2+-Einstroms durch Perforin-abhängige Membranporen hervorgerufen wird, konnte durch die Verwendung von Perforin-defizienten OT-I Lymphozyten bewiesen werden. Unter Verwendung von Perforin-defizienten OT-I Lymphozyten wurde keine Änderung der neuronalen Ca2+-Konzentration ermittelt. Weiterhin wurde in diesem experimentellen Ansatz gezeigt, dass auch der OT-I-vermittelte neuronale Ca2+-Anstieg strikt Antigen-abhängig ist.Zusammengefasst konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass MHC-I/Antigen-vermittelte CD8+ Lymphozyten-Interaktion mit einem Neuron zu „electrical silencing“ des Neurons führt. Dieser Prozess ist klar Perforin-abhängig, führt jedoch nicht zum unmittelbaren Zelltod des Neurons. / Cytotoxic CD8+ T cells are considered as important effector cells contributing to neuronal damage in inflammatory and primary degenerative disorders in the CNS. Hence, it is highly relevant to know to what extent CD8+ T-lymphocytes can contribute to neuronal damage in these disorders. To challenge this question, we used the murine OT-I system. The advantage of this well-characterized transgenic model is that OT-I CD8+ T-lymphocytes are restricted to one single antigen – one peptide sequence of Ovalbumin (Ova). In a first set of experiments, OT-I lymphocytes were co-cultured with neurons that presented Ova in a MHC-I specific context on their surface. As control, neurons without any antigen or neurons that presented a scrambled peptide form (SIY) were used. These co-culture experiments indicates that neuronal killing by OT-I lymphocytes is a MHC-I and antigen-dependent mechanism. To clarify the underlying mechanism and the functionally consequences in this OT-I/neuron interaction, we performed electrophysiological patch-clamp analysis to measure the influence from one single OT-I T-cell on a single neuron. For this purpose, we established a special protocol to stimulate the neuronal membrane to measure the passive electrical parameters after a direct OT-I contact. These measurements revealed a significant antigen restricted reduction in neuronal membrane resistance. This effect could be detected within 10 min after the direct cell-cell contact. To challenge the underlying cellular mechanisms we analyzed several known apoptosis pathways. In a first set of experiments, we investigated the Fas/FasL interaction. To answer this question, we used a blocking FasL antibody, to interrupt this pathway. These experiments showed no changes in neuronal apoptosis, neither in co-cultivation experiments nor in the electrophysiological situation. As next step we investigate the role of CD8+ lymphocyte derived granula perforin and granzyme B. Therefore we used OT-I T-cells that are either deficient for perforin or granzyme B. Using these experimental conditions, we could show that only perforin is responsible for changing passive electrical parameters. However, these reductions in neuronal membrane resistance did not lead immediately in neuronal cell death, but rather led to a depolarization and therefore to an electrical silencing of the neuron. This electrical silencing was also shown to occur in the spontaneous network activity in a neuronal network. The network activity was measured on a high density neuron network cultivated on a MEA. These MEA measurements revealed a decrease in the total spike activity after loading of OT-I lymphocytes on an antigen presenting neuronal network. Due to the increase of the intracellular Ca2+ level in the process of cell death and the Ca2+ selectivity of perforin membrane pores, we hypothesized that neuronal silencing and neuronal cell death elicited by perforin pores might lead to an intracellular Ca2+ increase. To proof this hypothesis we established a calcium imaging experiment in an OT-I/neuron contact situation. These measurements were done in the same manner as the electrophysiological measurements. Ca2+ imaging indicated increasing Ca2+ levels in neurons after application of perforin releasing OT-I lymphocytes. Furthermore, these experiments revealed a strictly antigen dependence for Ca2+ increase in target cells. In conclusion, we could show that MHC-I/antigen-mediated CD8+ lymphocyte interactions with neurons led to their electrical silencing. This process was perforin dependent. However this process was not causally linked to neuronal cell death.

While numerous experiments on NFAT were already performed with CD4+ T cells showing defective cytokine release and a reduced T helper cell development, no detailed studies existed for CD8+ T cells. From this point, we wanted to examine the impact of NFATc1 and c2 on the physiological functions of CD8+ T cells in vitro and in vivo. Therefore, we used a murine infection model with the bacteria Listeria monocytogenes and mice in which NFATc1 was specifically depleted in the T cell compartment. Our first in vitro studies showed a typical NFATc1 and c2 nuclear translocation and changes on mRNA levels upon T cell activation similarly in CD4+ as well as in CD8+ T cells extracted from wild type mice. NFAT nuclear translocation is important for target gene activation and generation of effector functions. Stimulated T cell populations lacking NFATc1 and/or NFATc2 showed a markedly decreased expression of Th1/Tc1 cytokines, as e.g. IL 2 and IFNγ being important for the clearance of intracellular pathogens. From our in vitro model for the generation of allogenically reactive cytotoxic CD8+ T cells, we revealed a decreased killing and lytic granule-release capacity in Nfatc1 inactivated CD8+ T cells whereas NFATc2-/- cytotoxic T cells did not show an altered cytotoxic response compared to wild type cells. Interestingly, we found lytic granules accumulated and mitochondria not getting translocated to the immunological synapse upon re-stimulation in NFATc1-deficient CD8+ T cells. Together with results showing the CsA insensitivity of the CTL killing/degranulation capacities, we assume that some major cellular processes are affected by NFATc1 which are not directly linked to the TCR-induced signal transduction cascade. We also showed the importance of NFATc1 in T cells during intracellular infections with the bacteria Listeria monocytogenes in an in vivo mouse model. After five days, only few bacteria were detected in wt mice whereas high amounts of Listeria particles were extracted from livers of Nfatc1fl/fl x Cd4 cre mice. Although the reactivity towards the pathogen was similar in both groups, a decreased cytokine expression in NFATc1-/- CD8+ T cells was observed together with an altered memory cell generation. Our results show the importance of NFATc1 in CD8+ T cells and give some clue for a possible connection to other basal cellular functions, as e.g. the formation of an immunological synapse. / Viele Experimente zur Rolle von NFAT wurden bereits anhand von CD4+ T Zellen durchgeführt und zeigten eine veränderte Zellphysiologie. Hingegen wurden CD8+ T Zellen diesbezüglich noch nicht intensiv studiert. Deshalb untersuchten wir den Einfluss von NFATc1 und NFATc2 auf die Funktion von CD8+ T Zellen in vitro und in vivo anhand des murinen Infektionsmodells mit dem Bakterium Listeria monocytogenes. Für die Versuche benutzen wir Mäuse, in denen das Protein NFATc1 spezifisch im T Zellkompartiment entfernt wurde. Erste Ergebnisse zeigten eine typische Translokation von NFATc1 und NFATc2 in den Zellkern. Eine Veränderung in der mRNA Expression nach Aktivierung, sowohl in CD4+ T Zellen als auch in CD8+ T Zellen, fand ebenfalls statt. NFATc defiziente CD4+ und CD8+ T Zellen wiesen eine verminderte Expression von Th1/Tc1 Zytokinen wie z.B. Interleukin-2 und Interferon γ auf, welche für die Bekämpfung intrazellulärer Pathogene wichtig sind. In unserem in vitro Modell fanden wir eine verminderte Abtötungsfähigkeit und eine Reduktion in der Freisetzung lytischer Granula in NFATc1-/- CD8+ T Zellen wohingegen eine NFATc2 Defizienz keine Auswirkungen auf die Zytotoxizität - verglichen mit wildtypischen Zellen - aufweist. Interessanterweise fanden wir eine Anhäufung von lytischen Granula und eine verminderte intrazelluläre Migration von Mitochondrien nach Ausbildung einer immunologischen Synapse in NFATc1-/- CD8+ T Zellen. Zusammen mit den Ergebnissen unserer CsA-Inhibierungsversuche nehmen wir an, dass einige allgemeine zelluläre Prozesse von NFATc1 beeinflusst werden, die nicht direkt von der T Zellrezeptor-induzierten Signalkaskade abhängen. Anhand eines in vivo Mausmodells zeigten wir auch die wichtige Rolle von NFATc1 in T Zellen während der Infektion mit Listeria monocytogenes. Fünf Tage nach Infektion konnten aus Nfatc1fl/fl x Cd4 cre Mäusen mehr Bakterienpartikel extrahiert werden als aus wt Mäusen. Wie in den in vitro Versuchen konnte auch hier eine geringere Zytokinproduktion der CD8+ T Zellen festgestellt werden allerdings wiesen die Mäuse auch eine geringere Bildung von Gedächniszellen auf. Unsere Ergebnisse zeigen, dass NFATc1 in CD8+ T Zellen eine wichtige Rolle spielt und auch Auswirkungen auf grundlegendere zelluläre Funktionen, wie die Ausbildung einer immunologischen Synapse, hat.

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.

Der MHC der Lewis.1F-Ratte (RT1f) stimuliert die präferentielle Expansion von CD8-T-Zellen, die das V-Segment 8.2 (AV8S2) der TCR-alpha-Kette verwenden. Sowohl als Folge der positiven thymischen Selektion in der Lewis.1F-Ratte (LEW.1F) wie auch bei der RT1f-Alloerkennung. Es war Ziel dieser Arbeit, das MHC Kl. I-Molekül der LEW.1F-Ratte, das diese präferentielle Expansion von AV8S2-Zellen induziert, zu klonieren sowie die Kontaktpunkte der Interaktion zwischen dem MHC-Molekül und AV8S2 zu kartieren. Über RT-PCR wurde ein MHC-I-Gen der LEW.1F-Ratte (RT1.Af) isoliert, sequenziert und zusammen mit einem anderen MHC-I-Gen aus der LEW.1F-Ratte (A2f) analysiert, das von einer Arbeitsgruppe aus Babraham (Cambridge, UK) gefunden worden war. Durch einen Nukleotidsequenz-Vergleich von Af und A2f mit bekannten Ratte-MHC-I-Genen konnte gezeigt werden, daß die Sequenzen beider charakteristisch für Ratte-MHC-I-Gene sind. Beide Moleküle wurden stabil in L-Zellen, rCD80-transfizierte P815-Zellen und T-Zellhybridomen (THO35/1) exprimiert. Die serologische Charakterisierung mit 19 RT1f-reaktiven Alloantikörpern ergab, daß sich die LEW.1F-Serologie alleine durch Af erklären läßt. In einem Zytotoxizitätstest mit LEW.1F-reaktiven zytotoxischen T-Lymphozyten, wurde Af spezifisch erkannt, A2f dagegen nicht. Serologie und Zytotoxizitätstest zeigen, daß die RT1f-spezifische Alloerkennung das Af-Molekül fokussiert, A2f unbedeutend scheint. Möglicherweise, da dieses Molekül in der LEW.1F-Ratte nur schwach exprimiert ist. Die Interaktion von Af und A2f mit AV8S2-Zellen wurde mittels einer MLR (gemischte Lymphozytenreaktion) in der Alloerkennung untersucht: Af, nicht aber A2f, stimuliert die präferentielle Expansion AV8S2-positiver CD8-T-Zellen in der Alloreaktion. Somit ist Af als das Molekül identifiziert, daß die Überselektion von AV8S2-Zellen vermutlich auch in der thymischen Repertoire-Selektion induziert. Zur Kartierung der Af/AV8S2-Interaktion wurden Hybridmoleküle aus Aa und Af gentechnisch hergestellt: Aa und Af unterscheiden sich extrazellulär nur in sieben Aminosäuren, die konzentriert auf zwei Regionen des MHC-Moleküls liegen: "Region I" (AS 62, 63, 65, 69, 70) und "Region II" (167, 169). Aa stimuliert keine präferentielle AV8S2-Zell-Expansion, daher muß die charakteristische Kombination dieser sieben Aminosäuren für die präferentielle Interaktion mit AV8S2-positiven CD8-T-Zellen ausschlaggebend sein. Durch MLRs mit Hybrid-exprimierenden Stimulatorzellen wurde gezeigt, daß beide Regionen zur präferentiellen Expansion AV8S2-exprimierender CD8-T-Zellen beitragen. Durch den Vergleich mit anderen Daten unseres Labors konnte dargelegt werden, daß die beta-Kette zur präferentiellen Interaktion von AV8S2-Zellen mit Af keinen spezifischen Beitrag leistet. Ebenso unbeteiligt ist die Komplementarität-bestimmende Region 2 (CDR2) der alpha-Kette. Die charakteristischen Sequenzen von CDR1alpha und CDR3alpha dagegen sind für die präferentielle Expansion von AV8S2-positiven CD8-T-Zellen durch Af essentiell. / It was shown previously that RT1f (the MHC of the LEW.1F rat) preferentially expands AV8S2 (V-segment 8.2 of the TCR-alpha chain) expressing T-cells in positive thymic selection in the LEW.1F rat (overselection) as well as AV8S2 cells alloreactive to RT1f. As the preferential AV8S2 expansion was only detected in the CD8 T-cells, a MHC class I molecule of the LEW.1F rat was postulated to be responsible for the overselection. In this thesis the MHC I molecule of the LEW.1F rat promoting preferential expansion of AV8S2 CD8 T-cells in allorecognition was identified. To this end a MHC I molecule of the LEW.1F rat, Af, was cloned and sequenced. Together with A2f, another MHC I molecule of the LEW.1F rat, cloned and sequenced by a group from Babraham/UK, Af was expressed in various cell lines and hybridomas. The two molecules were tested for recognition by RT1f-reactive antibodies and cytotoxic T-lymphocytes. By these criteria Af was defined as a MHC class I molecule of the LEW.1F rat whereas A2f was not. The ability to overselect AV8S2 CD8 T-cells was examined by MLR (mixed lymphocyte reaction). Preferential interaction of this TCR segment with Af but not A2f has therefore been demonstrated. Thus Af is the molecule preferentially expanding AV8S2 cells. To identify the Af/AV8S2-contact points hybrids between Aa and Af were generated: Extracellularly, Aa differs from Af in only seven aminoacids, which are clustered in two different regions (region I and II). Yet Aa is not able to promote preferential expansion of AV8S2 CD8 T-cells. Therefore the specific combination of the seven aminoacids differing between the two molecules are crucial in the observed preferential AV8S2 reactivity of Af. In generating hybrids differing in these regions, equal contributions of both regions for recognition by AV8S2 RT1f-reactive CD8 T-cells could be demonstrated. By theoretical implication the Af/AV8S2 interaction points could be narrowed down further: On the side of the MHC, solely the presumably directly TCR-contacted MHC aminoacids 62, 65, 69 and 167 are likely to be involved in AV8S2-cell expansion. On TCR side, the beta-chain is not involved in specific Af interaction. Only complementarity determining regions 1 and 3 of the TCR-alpha chain are essential for preferential interaction with Af by AV8S2 positive CD8 T-cells.

Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) are the only source of human lymphoid cells routinely available for immunologic research and for immunomonitoring of T-cell responses to microbial and tumor-associated antigens. However the large majority of human T-cells resides in tissues, especially in lymphatic organs, while only 1 % of the body’s T-cells circulate in the blood stream. Previous work in mice and humans had indicated that CD4 T-cells transiently lose antigen sensitivity when cellular contacts are lost, e.g. by leaving lymphoid organs such as lymph nodes (LNs) and entering the circulation. In this study, these findings were extended to CD8 T-cells. Thus, CD8 T-cell responses of the human tonsil show a significant drop in sensitivity to viral antigens if tissue-exit was simulated by keeping cells in dispersed culture at body temperature for two hours. Conversely, tissue-like functionality in blood-derived CD8 T-cells was restored by applying the simple and robust RESTORE protocol. Indeed, application of the RESTORE protocol, i.e. pre-culturing PBMCs for two days at a high cell density before initiation of antigenic stimulation, demonstrated that CD8 T-cell responses to a broad range of viral and to tumor-associated antigens are greatly underestimated, and sometimes even remain undetected if conventional, unprocessed PBMC cultures are used. The latter finding is particularly striking with regard to the appearance of Wilms tumor 1 (WT1)-specific CD8 T-cell responses in leukemia patients after allogeneic bone marrow transplantation. My studies on the mechanism of the RESTORE protocol show that HD preculture of PBMCs does not involve antigen-or cytokine-driven clonal expansion of T-cells. Moreover, the gain in antigen sensitivity cannot be explained by a decreased activity of regulatory T-cells during the preculture step. The increased antigen sensitivity of CD8 T-cells from HD precultures of PBMCs is associated with tonic T-cell receptor signaling as indicated by enhanced tyrosine phosphorylation of the CD3 ζ chains and the tyrosine kinase Lck, thereby preparing T-cells for full responses. The upregulation of genes involved in aerobic glycolysis in “restored” CD8 memory T-cells relative to fresh cells might be an essential requirement for increased T-cell functionality including the regulation of IFN-γ production. Taken together, the RESTORE protocol, which was initially described for the CD4 T-cell response to the antibody TGN1412 permits a more meaningful monitoring of CD8 T-cell responses to viral infections and tumors. Furthermore, when generating T-cell lines for adoptive T-cell therapy, the RESTORE protocol allows the generation of CD8 T-cell lines with an improved representation of clones responding to low antigen concentrations. / Mononukleäre Zellen des peripheren Blutes (PBMCs: peripheral blood mononuclear cells) stellen die einzige routinemäßig zugängliche Quelle für humane Lymphozyten dar, welche für die immunologische Forschung und das „Immunomonitoring“ von T-Zellantworten gegen mikrobielle und Tumor-assoziierte Antigene verwendet werden. Jedoch befindet sich der Großteil der T-Zellen des Menschen in Geweben, insbesondere den lymphatischen Organen, wohingegen sich nur 1 % der T-Zellen im Blut aufhalten. Frühere Studien, die sowohl mit murinen als auch mit humanen Zellen durchgeführt wurden, zeigten, dass CD4 T-Zellen ihre Sensitivität gegenüber Antigenen zeitweise verlieren sobald zelluläre Kontakte unterbrochen werden. Dies erfolgt beispielsweise beim Verlassen der T-Zellen von Geweben und dem Eintreten in die Blutzirkulation. In dieser Arbeit wurden diese Beobachtungen auf CD8 T-Zellen ausgeweitet. So weisen humane tonsilläre CD8 T-Zellen eine signifikant niedrigere Sensitivität gegenüber viralen Antigenen auf, wenn diese in Dispersion bei Körpertemperatur für zwei Stunden gehalten werden, um das Verlassen von Geweben und somit den Verlust von zellulären Kontakten zu simulieren. Im Gegenzug konnte eine gewebeähnliche T-Zellfunktionalität bei Blutzellen durch Anwendung des RESTORE Protokolls wiederhergestellt werden. In der Tat zeigte die Anwendung des RESTORE Protokolls, welches eine Vorkultur von PBMCs für zwei Tage bei hoher Zelldichte vor antigenspezifischer T-Zellstimulation einschließt, dass CD8 T-Zellantworten gegen eine Vielzahl viraler und Tumor-assoziierter Antigene deutlich unterschätzt werden, wenn herkömmliche Stimulationsansätze verwendet werden. Teilweise können diese so gemessenen T-Zellantworten bei Verwendung herkömmliche Stimulationsansätze auch gar nicht nachgewiesen werden. Dieser Effekt war bei der Detektion von Wilms Tumor 1 (WT1)-spezifischen CD8 T-Zellantworten bei Leukämiepatienten nach allogener Stammzelltransplantation besonders deutlich zu beobachten. Meine mechanistischen Studien zeigten, dass die Vorkultur von PBMCs bei hoher Zelldichte selbst nicht zu einer Antigen- oder Zytokin-getriebenen T-Zell Expansion führt. Des Weiteren wurde gezeigt, dass der RESTORE Effekt durch den Zugewinn an CD8 T-Zellsensitivität erklärt werden kann und nicht auf eine verringerte CD8 T-Zellsuppression durch regulatorische T-Zellen während der Vorkultur zurückzuführen ist. Die erhöhte Antigensensitivität von vorkultivierten CD8 T-Zellen steht im Zusammenhang mit tonischer T-Zell Signalweiterleitung, welche anhand von erhöhter Tyrosin Phosphorylierung der CD3 ζ Ketten des T-Zell-Rezeptors und der Tyrosinkinase Lck nachgewiesen werden kann. Diese tonischen T-Zellsignale bereiten CD8 T-Zellen darauf vor, bereits auf kleine Mengen Antigen effektiv zu reagieren. Auch die Hochregulierung von Genen, welche der aeroben Glykolyse zuzuordnen sind in vorkultivierten CD8 Gedächtniszellen im Vergleich zu CD8 Gedächtniszellen, welche direkt aus dem Blut isoliert wurden, trägt zu einer erhöhten T-Zellfunktionalität bei, welche die Regulation der IFN-γ Produktion einschließt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Anwendung des RESTORE Protokolls, welches ursprünglich zum Nachweis von CD4 T-Zellantworten gegen den Antikörper TGN1412 entwickelt wurde, eine verlässliche Methode zum Nachweis von CD8 T-Zellantworten gegen virale Infektionen und Tumore darstellt. Des Weiteren kann das RESTORE Protokoll zur Generierung von T-Zelllinien in der adoptive T-Zelltherapie eingesetzt werden. Die Anwendung des Protokolls erlaubt das Generieren von Zelllinien, welche auch T-Zellklone beinhalten, die durch Immunantworten auf geringe Antigenkonzentrationen entstanden sind.

CD8 wird von thymisch gereiften a/b T Zellen als CD8ab-Heterodimer exprimiert und dient als Korezeptor bei der MHC Klasse I (MHC I) restringierten Antigenerkennung. In dieser Funktion stabilisiert CD8 die Bindung des T Zellrezeptors (TCR) an seinen Liganden (MHC I mit antigenem Peptid) und vermittelt darüber hinaus kostimulatorische Signale an die T Zelle. Die Antigene der g/d T Zellen sind bis auf einige Ausnahmen unbekannt, aber g/d T Zellen von Maus und Mensch weisen im allgemeinen höchstwahrscheinlich keine MHC-restringierte Antigenerkennung auf. Dementsprechend findet man auf den meisten g/d T Zellen dieser Spezies keinen der MHC-spezifischen Korezeptoren CD4 oder CD8. In auffälligem Gegensatz dazu exprimieren in der Milz der Ratte bis zu 80 Prozent der g/d T Zellen das CD8ab-Heterodimer. Um die mögliche Funktion von CD8ab auf g/d T Zellen besser zu verstehen, wurden zunächst die CD8-vermittelten Signale untersucht. Eine Schlüsselrolle bei der Initiierung der TCR-Signalkaskade kommt der mit CD8a assoziierten Proteintyrosinkinase p56lck zu. Diese ist, wie durch Kopräzipitationsexperimente gezeigt wurde, bei a/b und g/d T Zellen gleichermaßen mit CD8 assoziiert und zeigt dieselbe Kinaseaktivität. Weiterhin konnte in vitro ein kostimulatorisches Potential von CD8-spezifischen Antikörpern für a/b und g/d T Zellen gezeigt werden. Demnach besitzt CD8 auf a/b und g/d T Zellen prinzipiell eine vergleichbare Fähigkeit zur Übertragung kostimulatorischer Signale. Es war folglich naheliegend, einen Zusammenhang zwischen der CD8ab-Expression der g/d T Zellen mit einer möglichen MHC I estringierten Antigenerkennung zu prüfen. Da bisher keine Antigene für g/d T Zellen der Ratte bekannt sind, wurden die Antigen bindenden Regionen des g/d TCR analysiert. Bei Antigenrezeptoren von Mensch und Maus bestehen nämlich charakteristische Längenunterschiede zwischen den mit dem Antigen interagierenden CDR3-Proteinschleifen (englisch: complementarity determining regions), die in der Verknüfungsregion der V-, D- und J-Gensegmente codiert sind. Bei Maus und Mensch sind die CDR3-Längen der TCRd-Kette ähnlich variabel und etwa so lang wie bei der schweren Kette des B Zellrezeptors. Dagegen sind die CDR3-Regionen der TCRb-Kette sehr kurz, was wahrscheinlich durch die notwendige Interaktion des MHC-Peptid-Komplexes mit allen drei CDR-Schleifen bedingt wird. Daraus wurde geschlossen, daß die Bestimmung der CDR3d-Längen Aussagen über eine mögliche MHC-Restriktion von g/d T Zellen der Ratte erlauben sollte. Zur Durchführung der CDR3d-Längenanalysen wurde die Methode des Spektratyping etabliert. Hierfür wurden in der Milz häufig vorkommende TCRd V-Gensegmente (DV105 und fünf Mitglieder der ADV7-Familie) partiell kloniert und sequenziert. In CD8 positiven und negativen g/d T Zellen wurden sowohl DV105 als auch Mitglieder der ADV7-Familie jeweils etwa gleich häufig exprimiert. Spektratyp-Analysen ergaben in g/d T Zellen der Ratte für beide V-Genfamilien etwas längere CDR3d-Schleifen als bei der Maus; CD8ab positive, CD8aa positive und CD8 negative g/d T Zellen der Ratte besaßen identische Längenspektren. Demnach kann man die CD8ab-Expression von g/d T Zellen der Ratte nicht als Hinweis auf eine der klassischen MHC-Restriktion ähnliche Antigenerkennung werten. Als spezifische Eigenschaft von g/d T Zellen der Ratte wurde eine Modulation der CD8b-Genexpression nachgewiesen, die mit der Stärke des Aktivierungssignals zunahm. Nach Aktivierung in vitro exprimierte ein großer Teil zuvor CD8ab positiver g/d T Zellen nur noch das CD8aa-Homodimer, das auf MHC I restringierten a/b T Zellen deutlich schlechtere Korezeptoreigenschaften aufweist als das CD8ab-Heterodimer. Die Modulation war irreversibel, fand prätranslational statt und zeigte keine Einflüsse auf Effektorfunktionen der g/d T Zellen wie Interferon-g-Produktion oder zytotoxische Fähigkeiten. Über die physiologische Bedeutung dieser Modulation kann nur spekuliert werden, doch könnte sie ein Mechanismus sein, um den Schwellenwert für Signale einer erneuten T Zellaktivierung zu erhöhen. Darüber hinaus limitiert sie den Nutzen der CD8ab-Expression als Marker für die thymisch gereifte Linie von g/d T Zellen. / CD8 is expressed on thymus derived a/b T cells and serves as the co-receptor for MHC class I (MHC I) restricted antigen recognition. In this role CD8 stabilises the binding of the T cell receptor (TCR) to its ligand (MHC with antigenic peptide) and moreover transduces co-stimulatory signals to the T cell. Aside from few examples the antigens of g/d T cells are unknown, but mouse and human g/d T cells most probably do not possess a MHC restricted way of antigen recognition. Correspondingly most g/d T cells of these species do not express one of the MHC specific co-receptors CD4 or CD8. In striking contrast up to 80 per cent of splenic rat g/d T cells express the CD8ab heterodimer. To understand the putative function of CD8ab expressed by rat g/d T cells, CD8 signalling was investigated first. The protein tyrosine kinase p56lck plays a key role at the initiation of the TCR signalling cascade. This kinase is equally associated with CD8 on a/b and g/d T cells as found by co-precipitations, and it shows the same kinase activity there. Furthermore, in vitro a co-stimulatory potential of CD8 specific antibodies could be demonstrated for a/b and g/d T cells likewise. Therefore in principle, CD8 possesses similar co-stimulatory properties on rat a/b and g/d T cells. Consequently a correlation between CD8ab expression and a possible MHC I restriction of rat g/d T cells was tested. Because no antigens have been found for rat g/d T cells so far, the antigen binding regions of the g/d TCR were investigated. It is known that the complementarity determining region 3 (CDR3) protein loops, which are encoded by the region of V, D, and J gene segment joining, show characteristic length differences: CDR3 lengths of mouse and human TCRd chains show the same variability and are as long as CDR3 of the B cell receptor heavy chain. In contrast, the CDR3 regions of TCRb chains are very short, what probably results from the necessity of interaction between MHC and all three CDR loops. In consequence, determining the CDR3d lengths should allow predictions about a possible MHC restriction of rat g/d T cells. For CDR3d length analysis a method called spectratyping was established. First of all, common TCRd V segments from rat spleen (DV105 and five members of the ADV7 gene family) were cloned and sequenced partially. Both gene families were expressed in about the same frequency by CD8 negative and CD8 positive g/d T cells, respectively. For both V segment families the spectratyping analyses revealed somewhat longer CDR3d loops in rat than in mouse g/d T cells. CD8ab or CD8aa positive and CD8 negative g/d T cells showed exactly the same CDR3d length spectra. Therefore the CD8ab expression of rat g/d T cells is no indication for a MHC restricted antigen recognition. As a specific property of rat g/d T cells an activation dependent down modulation of the CD8b chain could be demonstrated, that increased with the strength of the activating signal. Following activation in vitro, a major percentage of g/d T cells which previously expressed CD8ab, solely expressed the CD8aa homodimer. On MHC I restricted a/b T cells CD8aa is known to show poor co-stimulatory potential compared to CD8ab. The modulation was irreversible, occurred on a pre-translational level and did not influence g/d T cell effector functions like interferon-g production or cytotoxicity. A physiological role of the modulation is speculative so but the CD8b modulation might be a mechanism to increase the signalling threshold for a following T cell activation. Moreover, the modulation limits the use of CD8ab expression as a marker for the thymically derived g/d T cell lineage.

Würzburg, Univ., Diss., 2009. / Zsfassung in dt. Sprache.

Würzburg, Univ., Diss., 2001. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2000