Aus hämatopoetischen Stammzellen (HSCs) können sich neben allen anderen Zellen des Immunsystems auch dendritische Zellen (DCs) entwickeln. DCs spielen eine zentrale Rolle sowohl bei der Induktion von Immunantworten als auch bei der Aufrechterhaltung peripherer Toleranz. Eine Beeinflussung von DCs zur therapeutischen Nutzung wäre wünschenswert, erfordert aber ein noch tieferes Verständnis über deren Entwicklung im humanen Organismus. Das erste Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung potentieller DC-Vorläuferzellen in humanen lymphatischen Geweben. In Immunfluoreszenzaufnahmen von Thymus, Milz und Tonsillen mit Stammzell-charakterisierenden Markern konnten sowohl die in der Literatur als „Hämatopoetisches Stammzellkompartiment“ beschriebene Zellpopulation als auch weitere Zwischenstufen der Entwicklungsreihe der HSCs detektiert werden. Als Nächstes wurde untersucht, ob die im Gewebe identifizierten CD34+ Zellen in der in vitro Kultur zu DCs differenziert werden konnten. Hierzu wurden zunächst Protokolle etabliert und weiterentwickelt, in denen CD34+ Stammzellen des Nabelschnurbluts zu DCs gereift wurden. In einem anschließenden Schritt wurde das Protokoll mit den besten Ausbeuten an DCs auf Thymuszellen angewendet. Somit gelang es, aus Thymusstammzellen eine DCSubpopulation zu generieren, die aufgrund ihrer Markerexpression den Langerhanszellen ähnelt. Auf ihnen konnten außer Langerin auch andere C-Typ Lektinrezeptoren (Clec9a, DCIR und CD205) detektiert werden. Diese Zellen sind daher interessante Ziele für Untersuchungen zur Antigenbeladung von DCs und deren Präsentation an das adaptive Immunsystem. Zur effektiven Antigenbeladung von DCs werden Antikörper gegen endozytotisch wirksame Oberflächenmoleküle benötigt. Für deren Produktion wurden im weiteren Verlauf der Arbeit His-tragende und Ig-Fusionsproteine von Clec9a, Langerin, Dectin-1 und Dectin-2 produziert, um diese zur Immunisierung und Antikörperproduktion einzusetzen. In Zukunft können diese Antikörper zur Charakterisierung verschiedenster DC-Subpopulationen und außerdem zur Antigenbeladung von DCs herangezogen werden.

Dendritische Zellen (DCs) sind befähigt, als potenteste Antigen-präsentierende Zelle anti¬genspezifische Immunantworten zu initiieren und zu regulieren. Mittels in vivo Antigen¬beladung von spezifischen DC-Subpopulationen mit rekombinanten Antigen-gekoppelten Antikörpern gegen C-Typ-Lektinrezeptoren konnte im Mausmodell erfolgreich adaptive zelluläre und humorale Immunantworten hervorgerufen werden. Im Menschen kann dieser Ansatz therapeutisch noch nicht zum Einsatz kommen, da DC-Subpopulationen im humanen Gewebe momentan nicht ausreichend charakterisiert sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurden humane Gewebe auf das Vorhandensein der im peripheren Blut beschriebenen DC-Subpopulationen (mDC-1 DCs: CD11c+BDCA1+, mDC-2 DCs: CD11clowBDCA3+ und pDCs: CD11c-CD123+BDCA2+) und die Expression von C-Typ-Lektinrezeptoren (DC-SIGN, MMR, Langerin, DCIR und DEC205) mittels Immun¬fluoreszenz untersucht. Anhand der vorge¬gebenen Marker im peripheren Blut konnten alle drei DC-Subpopulationen in der Milz, Thymus und Tonsillen detektiert werden. Zusätzlich konnte hier erstmalig eine vierte CD11c-CD123-BDCA2+ pDC-2 DC-Subpopulation in der Milz beschrieben werden, deren Funktion derzeit noch näher untersucht wird. Im Thymus konnte CD26 nach FACS-Analysen von Gordon Heidkamp als spezifischer Marker für mDC-2 DCs identifiziert und dies in der vorliegenden Arbeit auch durch Immun¬fluores¬zenzaufnahmen von Gewebeschnitten verifi¬ziert werden. CD26 stellt damit erstmalig einen Marker dar, der erfolgreich als alternativer Marker für BDCA3, welcher unspezifisch an Thrombomodulin bindet, zur Identifikation von mDC-2 DCs in der Immunfluoreszenz von Thymusproben eingesetzt werden könnte. Die getesteten Anti¬körper XCR-1 (monoklonal) und Clec9a (polyklonal) hingegen erschienen in der Immun¬fluoreszenz sowie in FACS-Analysen (Gordon Heidkamp) nicht geeignet. Weiterhin wurde die Expression ausgewählter C-Typ-Lektinrezeptoren (MMR, Langerin, DCIR, DC-SIGN und DEC205) im vorhandenen Gewebe näher betrachtet. Nach Auswertung der Immun¬fluoreszenzen konnte eine weit verbreitete Expression der untersuchten C-Typ-Lektin¬rezeptoren in humaner Milz und Thymus gefunden werden. Einzig hDCIR war auf vereinzelten Zellen exprimiert, und Langerin im Thymus nicht detektierbar. Um nicht verfügbare monoklonale Antikörper gegen C-Typ-Lektinrezeptoren zu produzieren und später Antigene an diese koppeln zu können, sollten lösliche Proteine einiger C-Typ-Lektinrezeptoren (humanes und murines Clec9a, Dectin-1 und -2, Langerin) produziert werden. Dabei gelang es bereits, lösliche Proteine der C-Typ-Lektinrezeptoren von humanem und murinem Dectin-1 zu generieren und diese zur weiteren Antikör¬per¬produktion einzusetzen.

Dendritische Zellen (DCs) sind befähigt, als potenteste Antigen-präsentierende Zelle anti¬genspezifische Immunantworten zu initiieren und zu regulieren. Mittels in vivo Antigen¬beladung von spezifischen DC-Subpopulationen mit rekombinanten Antigen-gekoppelten Antikörpern gegen C-Typ-Lektinrezeptoren konnte im Mausmodell erfolgreich adaptive zelluläre und humorale Immunantworten hervorgerufen werden. Im Menschen kann dieser Ansatz therapeutisch noch nicht zum Einsatz kommen, da DC-Subpopulationen im humanen Gewebe momentan nicht ausreichend charakterisiert sind. Im Rahmen dieser Arbeit wurden humane Gewebe auf das Vorhandensein der im peripheren Blut beschriebenen DC-Subpopulationen (mDC-1 DCs: CD11c+BDCA1+, mDC-2 DCs: CD11clowBDCA3+ und pDCs: CD11c-CD123+BDCA2+) und die Expression von C-Typ-Lektinrezeptoren (DC-SIGN, MMR, Langerin, DCIR und DEC205) mittels Immun¬fluoreszenz untersucht. Anhand der vorge¬gebenen Marker im peripheren Blut konnten alle drei DC-Subpopulationen in der Milz, Thymus und Tonsillen detektiert werden. Zusätzlich konnte hier erstmalig eine vierte CD11c-CD123-BDCA2+ pDC-2 DC-Subpopulation in der Milz beschrieben werden, deren Funktion derzeit noch näher untersucht wird. Im Thymus konnte CD26 nach FACS-Analysen von Gordon Heidkamp als spezifischer Marker für mDC-2 DCs identifiziert und dies in der vorliegenden Arbeit auch durch Immun¬fluores¬zenzaufnahmen von Gewebeschnitten verifi¬ziert werden. CD26 stellt damit erstmalig einen Marker dar, der erfolgreich als alternativer Marker für BDCA3, welcher unspezifisch an Thrombomodulin bindet, zur Identifikation von mDC-2 DCs in der Immunfluoreszenz von Thymusproben eingesetzt werden könnte. Die getesteten Anti¬körper XCR-1 (monoklonal) und Clec9a (polyklonal) hingegen erschienen in der Immun¬fluoreszenz sowie in FACS-Analysen (Gordon Heidkamp) nicht geeignet. Weiterhin wurde die Expression ausgewählter C-Typ-Lektinrezeptoren (MMR, Langerin, DCIR, DC-SIGN und DEC205) im vorhandenen Gewebe näher betrachtet. Nach Auswertung der Immun¬fluoreszenzen konnte eine weit verbreitete Expression der untersuchten C-Typ-Lektin¬rezeptoren in humaner Milz und Thymus gefunden werden. Einzig hDCIR war auf vereinzelten Zellen exprimiert, und Langerin im Thymus nicht detektierbar. Um nicht verfügbare monoklonale Antikörper gegen C-Typ-Lektinrezeptoren zu produzieren und später Antigene an diese koppeln zu können, sollten lösliche Proteine einiger C-Typ-Lektinrezeptoren (humanes und murines Clec9a, Dectin-1 und -2, Langerin) produziert werden. Dabei gelang es bereits, lösliche Proteine der C-Typ-Lektinrezeptoren von humanem und murinem Dectin-1 zu generieren und diese zur weiteren Antikör¬per¬produktion einzusetzen.

Aus hämatopoetischen Stammzellen (HSCs) können sich neben allen anderen Zellen des Immunsystems auch dendritische Zellen (DCs) entwickeln. DCs spielen eine zentrale Rolle sowohl bei der Induktion von Immunantworten als auch bei der Aufrechterhaltung peripherer Toleranz. Eine Beeinflussung von DCs zur therapeutischen Nutzung wäre wünschenswert, erfordert aber ein noch tieferes Verständnis über deren Entwicklung im humanen Organismus. Das erste Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung potentieller DC-Vorläuferzellen in humanen lymphatischen Geweben. In Immunfluoreszenzaufnahmen von Thymus, Milz und Tonsillen mit Stammzell-charakterisierenden Markern konnten sowohl die in der Literatur als „Hämatopoetisches Stammzellkompartiment“ beschriebene Zellpopulation als auch weitere Zwischenstufen der Entwicklungsreihe der HSCs detektiert werden. Als Nächstes wurde untersucht, ob die im Gewebe identifizierten CD34+ Zellen in der in vitro Kultur zu DCs differenziert werden konnten. Hierzu wurden zunächst Protokolle etabliert und weiterentwickelt, in denen CD34+ Stammzellen des Nabelschnurbluts zu DCs gereift wurden. In einem anschließenden Schritt wurde das Protokoll mit den besten Ausbeuten an DCs auf Thymuszellen angewendet. Somit gelang es, aus Thymusstammzellen eine DCSubpopulation zu generieren, die aufgrund ihrer Markerexpression den Langerhanszellen ähnelt. Auf ihnen konnten außer Langerin auch andere C-Typ Lektinrezeptoren (Clec9a, DCIR und CD205) detektiert werden. Diese Zellen sind daher interessante Ziele für Untersuchungen zur Antigenbeladung von DCs und deren Präsentation an das adaptive Immunsystem. Zur effektiven Antigenbeladung von DCs werden Antikörper gegen endozytotisch wirksame Oberflächenmoleküle benötigt. Für deren Produktion wurden im weiteren Verlauf der Arbeit His-tragende und Ig-Fusionsproteine von Clec9a, Langerin, Dectin-1 und Dectin-2 produziert, um diese zur Immunisierung und Antikörperproduktion einzusetzen. In Zukunft können diese Antikörper zur Charakterisierung verschiedenster DC-Subpopulationen und außerdem zur Antigenbeladung von DCs herangezogen werden.

Les cellules dendritiques (CD) jouent un rôle majeur dans l'initiation, la régulation et le maintien des réponses immunes contre les pathogènes. Le ciblage d'antigènes (Ag) liés à des anticorps monoclonaux (AcM) dirigés contre des récepteurs spécifiques de CD est une approche vaccinale prometteuse induisant une réponse immunitaire chez l'animal. Cependant, certaines protéines de fusion AcM-Ag ne peuvent pas être produites. J'ai donc développé des AcM fusionnés à un domaine dockérine et des Ag fusionnés à un domaine cohésine, permettant ainsi l'assemblage non-covalent de complexes AcM-Ag. Ainsi, des complexes non-covalents anti-CD40-Ag ou anti-Langerine-Ag du virus influenza ont induit l'expansion in vitro de lymphocytes T CD4+ et CD8+ spécifiques, et la production d'anticorps chez la souris. De même, le ciblage de ces Ag via DCIR, récepteur exprimé sur différentes populations de CD humaines, ont induit l'expansion de lymphocytes T CD8+ mémoires in vitro. Enfin, j'ai montré que l'addition de peptides glycosylés flexibles facilite la production d'AcM anti-CD40 fusionnés à 5 peptides du VIH. Ces peptides conservés et immunogènes sont dérivés des protéines Gag, Nef et Pol. Ce prototype vaccinal, testé in vitro, sur des cellules de patients séropositifs, induit l'expansion d'un vaste répertoire de lymphocytes T CD4+ et CD8+ spécifiques et multifonctionnels. Ces cellules T CD8+ cytotoxiques sont capables de supprimer la réplication du VIH in vitro. En conclusion, ce travail a permis de développer plusieurs prototypes de vaccins ciblant les CD et a démontré leur potentiel à induire des réponses immunes efficaces, justifiant leur application à visée préventive et thérapeutique. / Dendritic cells (DCs), as the most potent antigen-presenting cells, have a pivotal role in the initiation, regulation and maintenance of immune responses against cancers and pathogens. Targeting antigens (Ag) directly to DCs via anti-DC receptor monoclonal antibody-antigen (mAb-Ag) fusion proteins is a promising approach to vaccine development and has been shown to induce potent immunity in animal models. Thus, I developed mAbs fused to a dockerin domain and antigens fused to a cohesin domain, enabling non-covalent assembly of mAb-Ag complexes particularly when direct mAb-Ag fusions could not be produced. Delivery of influenza Ags to CD40 and Langerin via these non-covalent complexes, respectively expanded Ag-specific CD4+ and CD8+ T cells in vitro and elicited Ag-specific antibody responses in mice. Similarly, targeting influenza Ags in vitro with such complexes to DCIR on various human DC subsets expanded Ag-specific memory CD8+ T cells. Finally, I found that flexible glycosylated peptide linkers enabled production of an anti-CD40 mAb fused to a string of 5 conserved T cell epitope- rich regions of HIV Gag, Nef and Pol. In vitro, this prototype vaccine expanded a broad repertoire of Ag- specific and multifunctional CD4+ and CD8+ T cells from HIV-infected patients. These cytotoxic expanded CD8+ T cells were effective in suppressing in vitro HIV replication. In conclusion, our work facilitated the development of prototype DC-targeting vaccines and demonstrated their potential to induce effective immune responses, supporting their use for preventive and therapeutic applications.

As células dendríticas (DCs) são células do sistema imune inato que são especializadas na instrução de repostas imunes adaptativas No baço murinho, as DCs convencionais podem ser classificadas em CD8α+ DEC205+ e CD8α- DCIR2+. Anticorpos monoclonais (mAbs) αDEC205 e αDCIR2 (33D1) conjugados a proteínas antigênicas e são utilizados como estratégia de direcionamento de antígenos para as DCs CD8α+ e CD8α-. Foi utilizado o antígeno quimérico MSP119PADRE conjugado aos mAbs αDEC205 e αDCIR2 e o Poly I:C como adjuvante. A montagem da resposta celular e humoral foi analisada 3, 4, 5 e 6 dias após primeira e a segunda As DCS CD8α- são especializadas na instrução de células TFH. Porém, num segundo dose de mAbs há a instrução de uma resposta Th2/Th17. E, o direcionamento de antígenos para DCS CD8α+ induz uma resposta Th1, indicando que essas células são especializadas na instrução desse perfil de resposta auxiliar. Apesar disso, na segunda imunização há a diferenciação de células TFH. / As dendritic cells (DC) are innate immune cells that are specialized to prime adaptive immune cells. In the murine spleen, conventional DCs can be classified into CD8α+ DEC205+ and CD8α-DCIR2+. Monoclonal antibodies (mAbs) αDEC205 and αDCIR2 (33D1) conjugated to antigenic proteins have benn used as antigen targeting strategy to CD8α+ and CD8α- DCs. MSP119PADRE chimeric antigen conjugated to mAbs αDEC205 and αDCIR2 and Poly I: C as adjuvant was used. The assembly of the cellular and humoral response was analyzed 3, 4, 5 and 6 days after the first and second doses of imnunization. DCs CD8α- are specialized in the instruction of TFH cells. However, there is an a promotion of Th1 response by CD8α+, indicating that these cells are specialized in the instruction of the helper response profile. Nevertheless, in the second immunization there is a differentiation of TFH cells.