Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von MV auf die Expression und Nutzung verschiedener Rezeptoren auf Dendritischen Zellen (DC) untersucht. Dazu wurden DC in vitro aus Monozyten gewonnen und mit IL- 4 und GM-CSF ausdifferenziert. In der Arbeit wurden das Wildtypvirus WTF und der Vakzinestamm ED eingesetzt. Im ersten Teil der Arbeit wurde die Expression der Chemokinrezeptoren 5 (CCR5) und 7 (CCR7) auf MV-infizierten DC-Kulturen sowie das Migrationsverhalten der DC untersucht. Die Expression von CCR5 ist abhängig vom Reifungszustand der DC. Während unreife DC CCR5 exprimieren, verringert sich die Expression im Zuge der Ausreifung, während die Expression von CCR7 induziert wird. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die MV-Infektion einer DC-Kultur die Expression von CCR5 nicht beeinflusst, obwohl die Expression anderer charakteristischer Reifungsmarker erhöht wird. Weiterhin konnte die Expression von CCR7 durch eine Infektion der DC-Kulturen mit MV nicht induziert werden. Die Ergebnisse der durchgeführten durchflusszytometrischen Analysen zur Rezeptorexpression wurden in Chemotaxis-Assays eingehender untersucht. DC aus MV-infizierten Kulturen zeigten trotz anhaltender CCR5-Expression nur eine geringe Migration in Richtung des CCR5-Liganden CCL-3. Aufgrund der fehlenden CCR7- Expression konnte erwartungsgemäß keine Migration der eingesetzten DC gegenüber dem CCR7-Liganden CCL-19 beobachtet werden. Weiterhin konnten Unterschiede im induzierten Chemokinmuster in MV-infizierten DCKulturen im Vergleich zu LPS-ausgereiften oder mit einer Mockpräparation behandelten DC nachgewiesen werden. Kurz nach der Infektion konnte in MVinfizierten DC-Kulturen eine reduzierte Menge CXCL-8 und CCL-20 sowohl auf mRNA Ebene als auch auf Proteinebene detektiert werden. In weiteren Experimenten konnte eine verminderte Migration von T-Zellen auf Zusammenfassung 152 Zellkulturüberstände aus infizierten DC-Kulturen im Vergleich zu Überständen aus LPS-behandelten DC-Kulturen festgestellt werden. Im zweiten Teil der vorgelegten Arbeit konnte MV als Ligand für das DCspezifische Oberflächenmolekül DC-SIGN (dendritic cell-specific intercellular adhesion molecule (ICAM)-3 grabbing non-integrin) identifiziert werden. Dabei konnte gezeigt werden, dass beide verwendeten Virusstämme an DC-SIGN binden können, DC-SIGN jedoch keinen Eintrittsrezeptor für MV darstellt. Weitere Analysen zeigten, dass DC-SIGN die Infektion, besonders bei geringen Viruskonzentrationen, verstärkt. In erster Linie zeigt die MV-Infektion unreifer DC die Bedeutung von DC-SIGN als Bindungsrezeptor für MV. Die hohe Expression von DC-SIGN auf unreifen DC ermöglicht eine effiziente effektive Infektion dieser Zellen. Auf reifen DC ist der Einfluss von DC-SIGN auf die Effektivität der Infektion der DC deutlich verringert. Im dritten Teil dieser Arbeit wurden die Kontaktzeiten zwischen DC und TZellen in dreidimensionalen Kollagenmatrices untersucht. Dabei wurde eine in etwa doppelt so lange Kontaktzeit zwischen MV-infizierten DC und durch Oxidative Mitogenese veränderten T-Zellen gegenüber LPS-behandelten DC bzw. MV-infizierten und nicht-modifizierten T-Zellen festgestellt. In den parallel durchgeführten Proliferationstests wurde eine reduzierte Proliferation der TZellen beobachtet, die mit MV-infizierten DC kokultiviert wurden. Im Gegensatz zu den kürzeren Kontakten zwischen LPS-behandelten DC und modifizierten TZellen waren die Kontakte zwischen MV-infizierten DC und modifizierten TZellen nicht-stimulatorisch. / This study investigates the influence of measles virus (MV) on the expression and usage of different receptors on dendritic cells (DC) was investigated. For this dendritic cells were generated in vitro by culturing monocytes in the presence of IL-4 and GM-CSF. The wildtype virus WTF and the vaccine virus ED were used for the experiments. The first part of the study analyses the expression of Chemokine receptor 5 (CCR5) and CCR7 as well as functional consequences for the migration of MVinfected DC-cultures. The expression of CCR5 depends on the maturation state of DC; expression of CCR5 on immature DC is downregulated during maturation, while expression of CCR7 is upregulated. This study shows that the expression of CCR5 on DC is not influenced by MV-infection, although other characteristic maturation markers are upregulated. In addition, the expression of CCR7 could not be detected on DC after infection with MV. Chemotaxis assays were used to investigate the results of the flowcytometric analysis in more detail. Despite constant CCR5 expression DC of MV-infected cultures showed impaired migration towards the CCR5 ligand CCL-3. Migration towards the CCR7 ligand CCL-19 could not be detected due to the lack of CCR7 expression. Additionally, differences in the chemokine expression pattern between MV-infected and LPS- or mock-treated DC were observed. Short term infection of DC-cultures resulted in reduced mRNA and protein production of CXCL-8 and CCL-20 in DC infected with MV compared to LPS- or mock-treated cells. The migration of T-cells towards supernatants of MV-infected DC was, as well, impaired in comparison to migration towards supernatants of LPS-treated DC. In the second part of this study identified MV as a ligand for the DC-specific surface molecule DC-SIGN (dendritic cell-specific intercellular adhesion Summary 154 molecule (ICAM)-3 grabbing non-integrin). The work shows that both viruses (ED and WTF) bind to DC-SIGN, whereas uptake and replication of the virus was not supported by DC-SIGN alone. This study could show that the expression of DC-SIGN efficiently enhances the infection of different cells, especially at low virus titers. In particular, the infection of immature DC is supported by DC-SIGN. The high expression level of DC-SIGN on immature DC enhances the efficient infection of these cells. For the infection of immature DC DC-SIGN functions as an enhancement factor, whereas the infection of mature DC is less influenced by DC-SIGN. The third part of this study shows preliminary data of DC/T-cell interactions. Contact duration between both cell types were analysed in three-dimensional collagen matrices by time-lapsed videomicroscopy. The results show that interactions between MV-infected DC and modified T-cells are twice as long as those of not-infected dendritic cells. In parallel the proliferation of contacted T-cells was analysed. The T-cells contacted with MV-infected DC showed impaired proliferation in comparison with T-cells contacted with LPS-treated DC. These results show that the observed short-lived contacts between LPS-treated DC and modified T-cells are more efficient as the longer contacts between MVinfected DC and modified T-cells.

Zugl.: Giessen, Universiẗat, Diss., 2009.

Frankfurt (Main), Universiẗat, Diss., 2007.

Erlangen, Nürnberg, Universiẗat, Diss., 2008.

Ulm, Univ., Diss., 2005.

Tübingen, Univ., Diss., 2005.

Zugl.: Giessen, Univ., Diss., 2009

Universiẗat, Diss., 2005--Würzburg. / Erscheinungsjahr an der Haupttitelstelle: 2004.

Würzburg, Univ., Diss., 2001.

Auf Dendritische Zellen (DCs) basierende Vakzinen hängen von der Qualität der DC-Reifung ab, um Antigenpräsentation, Kostimulation, Lymphknotenmigration und, im Faller einer T-Helfer-1 (Th1) Polarisierung, die Freisetzung von IL-12 zu induzieren. Die Herstellung des heterodimeren IL-12p70 durch injizierte DC wurde klassisch als Schlüsselfaktor beschrieben, der für die Erzeugung einer polarisierten Th1 Immunreaktion erforderlich ist. Dennoch induzieren DCs, die IL-12 nicht ausscheiden können (z. B. nach Reifung des Cytokin-Cocktails), Th1 polarisierte Immunantwortenin Mäusen und Menschen. Da zuvor auch beschrieben wurde, dass DCs in der Lage sind, andere DCs auf Bystander-Weise zu aktivieren, haben wir hier die DC-Quelle der IL-12 Produktion für die Th1-Polarisation in einem murinen DC-Vakzinemodell untersucht. Die Migration der injizierten, aus murinem Knochenmark generierten DCs (BM-DCs) war für den Antigentransport in den Lymphknoten wesentlich. Sie trugen jedoch nur teilweise zur Antigenpräsentation bei und induzierten nur einen nicht polarisierten Th0-Zustand der T-Zellen, die IL-2 produzierten, aber kein IFN-. Stattdessen deuten die Daten daraufhin, dass endogene dermale migrierende XCR1+ DCs als Bystander-DCs zur Antigenpräsentation beitragen und IL-12 für die Th1 Polarisation bereitstellten. Die genetische Ablation von migrierenden DCs und speziell von XCR1+ migrierenden DCs hebt das Th1 Priming vollständig auf, Die Kinetik der Wechselwirkungen in den drainierenden Lymphknoten erfolgt schrittweise, indem i) injizierte DCs mit verwandten T-Zellen, ii) injizierte DCs mit Bystander XCR1+ DCs und iii) Bystander XCR1+ DCs mit T-Zellen in Kontakt treten. Das Transkriptom der Bystander-DCs zeigte eine Herunterregulierung von Treg- und Th2/Th9-induzierenden Genen und eine Hochregulierung der für die Th1- Induktion erforderlichen Gene. Zusammen zeigen diese Daten, dass injizierte reife migrierende BM-DCs das T-Zell-Priming und die Bystander-DC-Aktivierung steuern, nicht jedoch die Th1-Polarisation, die durch endogene IL-12p70+ XCR1+ Bystander-DCs vermittelt wird. Unsere Ergebnisse sind von Bedeutung für klinische Studien mit Vakzine-DCs, bei denen endogene DCs durch eine Chemotherapie funktionell beeinträchtigt werden können. / Dendritic cell (DC) based vaccines rely on the quality of DC maturation to induce antigen presentation, co-stimulation, lymph node migration and the release of heterodimeric IL-12p70 in case of T helper type-1 cell (Th1) polarization. In contrast, DCs that cannot secrete IL-12p70 (e.g. after cytokine cocktail maturation) readily induce Th1 cells when injected into mice and humans. Since it was also previously suggested that DCs are capable of activating other DCs in a bystander fashion, we tested here for the DC source of IL-12p70 for Th1 polarization in a murine DC vaccination model. Migration of the injected murine bone marrow-derived DCs (BM-DCs) was essential for antigen delivery to the lymph node. However, they contributed only partially to antigen presentation, and induced a non-polarized Th0 state of the cognate T cells producing IL-2 but no IFN-. Instead, endogenous dermal migratory XCR1+ cDC1s underwent re-programming by the injected BM-DCs to acquire bystander antigen presentation and IL-12 release for Th1 polarization in the lymph node. Genetic deficiency of migratory DCs and specifically of XCR1+ migratory DCs completely abolished Th1 priming. The kinetic of cell interactions in the draining lymph nodes appeared step-wise as i) injected DCs with cognate T cells, ii) injected DCs with bystander XCR1+ DCs, and iii) bystander XCR1+ DCs with T cells. The transcriptome of the bystander DCs showed a down-regulation of Treg and Th2/Th9 inducing genes, and up-regulation of genes required for Th1 instruction. Together, these data show that injected mature lymph node migratory BM-DCs direct T cell priming and bystander DC activation, but not Th1 polarization which is mediated by endogenous IL-12p70+ XCR1+ migratory bystander DCs. Our results are of importance for clinical DC-based vaccinations against tumors where endogenous DCs may be functionally impaired by chemotherapy.