Universiẗat, Diss., 2003--Würzburg.

Univ., Diss., 2006--Giessen

München, Techn. Universiẗat, Diss., 2003.

Die Expression eines funktionsfähigen BZR ist essentiell für die Entwicklung und Differenzierung von B-Zellen, für deren Toleranzinduktion und Sekretion protektiver Antikörper. Genetisch bedingte Defekte im BZR-Signaltransduktionsweg liegen den primären Immundefekten mit vorwiegendem Antikörpermangel („humoraler Immundefekt“) zu Grunde. Naive B-Zellen in der Peripherie exprimieren den BZR als zwei Isotypen (IgM und IgD), wohingegen unreife B-Zellen im Knochenmark nur IgM exprimieren. Die Bedeutung für diese differentielle IgM/IgD-Expression ist nicht bekannt. Es wird jedoch der Expression von IgD eine Rolle in der Generierung hochaffiner Antikörper und in der Regulation von B-Zell Toleranz zugeschrieben. In dieser Arbeit wurden die Familienmitglieder einer Indexpatientin klinisch, immunologisch und genetisch charakterisiert. Bei der Indexpatientin wurde ein Immundefekt im Sinne eines CVID diagnostiziert. Es zeigte sich eine auffällige Expression von IgD auf naiven B-Zellen, zudem konnte eine Variante in dem für IgD kodierenden IGHD-Gen nachgewiesen werden. Es konnte keine Korrelation zwischen dem Auftreten des Immundefektes und der p.Pro6Leu IGHD-Variante nachgewiesen werden. Ebenso zeigte sich bei den Trägern der IGHD-Variante kein Hinweis auf eine Störung der B-Zell Differenzierung oder ein Defekt der spezifischen Antikörperproduktion. Somit scheint die untersuchte p.Pro6Leu IGHD-Variante nicht ursächlich für den klinischen und immunologischen Phänotyp der Indexpatientin zu sein. Inwieweit die Variante ein relatives Risiko für die Entwicklung eines CVID darstellt, kann aus der Untersuchung der Familie nicht beurteilt werden und müsste in einer größeren CVID-Kohorte evaluiert werden. Da aus Untersuchungen von transgenen/knock-out Mausmodellen eine Bedeutung von IgD für die Regulation der peripheren B-Zell Toleranz vermutet wird, nutzten wir in dieser Arbeit charakterisierte heterozygote Träger der IGHD-Variante als „genetisches Modell“ zur Analyse der Bedeutung von IgD für die Entwicklung des Immunglobulin-Repertoires naiver B-Zellen des Menschen. Die durch allelische Exklusion bedingte chimäre Situation der IgD-Expression naiver B-Zellen bei heterozygoten IGHD-Variantenträgern machte den direkten Vergleich zwischen IgD+ Wildtyp-Populationen und IgD- Mutante im gleichen Organismus möglich. In den Untersuchungen des Immunglobulin-Repertoires von transitionalen und reifen, naiven B-Zellen in diesen Individuen zeigten sich jedoch keine wegweisenden Unterschiede zwischen IgD+ und IgD- Populationen. Insbesondere auch charakteristische Motive des Immunglobulin-Repertoires, die auf eine Autoreaktivität des kodierten Immunglobulins hin¬weisen (VH4-34 Gensegment, lange CDR3-Region, positive Ladung und Hydrophobizität der CDR3-Region) waren nicht unterschiedlich zwischen beiden Zellpopulationen. Somit scheint entweder die Expression von IgD auf naiven B-Zellen beim Menschen keinen Einfluss auf die Immunglobulin-Repertoire Entwicklung und die Regulation der Toleranzinduktion zu haben oder die verwendete Methodik ist nicht sensitiv genug, um mögliche Auffälligkeiten zu detektieren. Hier würde sich für zukünftige Untersuchungen des Immunglobulin-Repertoires eine Hochdurchsatzsequenzierung mittels next-generation sequencing und für die Analyse der Autoreaktivität die Expression und Reaktivitätstestung monoklonaler Antikörper aus individuellen B-Zellen anbieten. / The expression of a functional BZR is essential for the development and differentiation of B-cells, for their tolerance induction and secretion of protective antibodies. Genetic defects in the BZR signal transduction pathway are based on the primary immunodeficiencies with predominant antibody deficiency ("humoral immune deficiency"). Naive B-cells in the periphery express the BZR as two isotypes (IgM and IgD), whereas immature B-cells express only IgM in the bone marrow. The significance for this differential IgM / IgD expression is unknown. However, the expression of IgD is thought to play a role in the generation of high affinity antibodies and in the regulation of B cell tolerance. In this study, the family members of an index patient were characterized clinically, immunologically and genetically. The index patient was diagnosed with an immunodeficiency in the sense of a CVID. There was a conspicuous expression of IgD on naive B-cells as well as a variant in the IGHD gene coding for IgD. There was no correlation between the occurrence of the immunodeficiency and the p.Pro6Leu IGHD variant. Similary, the carriers of the IGHD Variant showed no evidence of a disturbance of the B-cell differentiation or a defect in the specific antibody production. Thus, the investigated p.Pro6Leu IGHD variant does not seem to be causative for the clinical and immunological phenotype of the index patient. The extent to which the variant poses a relative risk for the development of a CVID can not be assessed from the family examination and would have to be evaluated in a larger CVID cohort. Since investigations of transgenic / knock-out mouse models suggest an interpretation of IgD for the regulation of peripheral B-cell tolerance, we used heterozygous carriers of the IGHD variant characterized in this work as a "genetic model" to analyze the significance of IgD for the development of the immunoglobulin repertoire of naive human B-cells. The chimeric situation of IgD expression of naive B-cells in heterozygous IGHD variant carriers caused by allelic exclusion made a direct comparison possible between IgD + wild-type populations and IgD mutants in the same organism. However, studies of the immunoglobulin repertoire of transitional and mature, naive B cells in these individuals, did not reveal any landmark differences between IgD + and IgD populations were found. In particular, characteristic motifs of the immunoglobulin repertoire indicating autoreactivity of the encoded immunoglobulin (VH4-34 gene segment, long CDR3 region, positive charge and hydrophobicity of the CDR3 region) were not different between the two cell populations. Thus, either the expression of IgD on naive B-cells in humans does not seem to have any effect on the immunoglobulin repertoire development and the regulation of tolerance induction or the methodology used is not sensitive enough to detect possible abnormalities. For future investigations of the immunoglobulin repertoire a high-throughput sequencing by next-generation sequencing and for the analysis of autoreactivity the expression and reactivity testing of monoclonal antibodies from individual B-cells would be appropriate.

Zugl.: Erlangen, Nürnberg, Univ., Diss., 2007

Tierärztl. Hochsch., Diss., 2004--Hannover.

Tierärztliche Hochsch., Diss., 2005--Hannover.

Diabetes mellitus Typ 1 und Allergien vom Soforttyp gehören zu den häufigsten chronischen Erkrankungen des Kindes- und Jugendalters. Diabetes mellitus Typ 1 wird verursacht durch eine autoimmune Zerstörung der Beta-Zellen des Pankreas. Aus immunologischer Sicht wird dieser Prozess durch TH1-Zellen dominiert. Im Gegensatz dazu wird vermutet, dass Allergien vom Soforttyp, wie die allergische Rhinitis, das allergische Asthma und die allergische Urtikaria mit TH2-Zellen assoziiert seien. Die Hypothese, dass TH1- und TH2-Zellen sich gegenseitig in ihrer Aktivität hemmen, ist immer noch gültig. Ziel unserer Fall-Kontroll-Studie war es, die Assoziation zwischen Typ 1 Diabetes und IgE-vermittelten Allergien zu untersuchen. Zur Prüfung unserer Forschungshypothese wurden ein standardisierter, evaluierter Fragebogen sowie verschiedene Laboranalysen herangezogen. Es konnte gezeigt werden, dass Diabetes mellitus Typ 1 mit einem erhöhten Risiko für das gleichzeitige anamnestische Vorliegen IgE-vermittelter allergischer Symptome assoziiert sein könnte. Somit konnten wir bestätigen, dass die noch heute weit verbreitete TH1/TH2-Hypothese eine Vereinfachung tatsächlich viel komplizierterer immunologischer Vorgänge darstellt. Um diese Assoziation im Detail zu prüfen, bedarf es jedoch weiteren populationsbasierten epidemiologischen Studien.

Universiẗat, Diss., 2003--München.

Kürzlich wurden bei immunvermittelten Neuropathien Autoantikörper gegen Proteine des paranodalen axoglialen Komplexes beschrieben. Deren Charakteristika, Prävalenzen, pathophysiologische Relevanz sowie Bedeutung für Diagnostik und Therapie sind jedoch noch nicht abschließend erforscht. In dieser Studie wurden daher Seren und Plasmapheresematerial (PE-Material) von 150 Patienten mit inflammatorischen Neuropathien, nämlich 105 mit chronisch inflammatorischer demyelinisierender Polyneuropathie (CIDP), 21 mit Guillain- Barré-Syndrom (GBS) und 24 mit multifokaler motorischer Neuropathie (MMN), welche etablierte diagnostische Kriterien der jeweiligen Krankheit erfüllen, sowie 74 Kontrollen mittels immunhistochemischen Färbungen an murinen Zupfnervenpräparaten und/oder ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay) auf Autoantikörper gegen die paranodalen Proteine Caspr, Contactin-1 und Neurofascin- 155 untersucht. Bei positivem Ergebnis wurde deren Spezifität mittels immunhistochemischen Färbungen an transfizierten HEK (Human embryonic kidney)- 293-Zellen und Präinkubationsversuchen bestätigt. Es wurden die IgG-Subklassen und die Antikörpertiter bestimmt und das Komplementbindungsverhalten unter Zugabe von intravenösen Immunglobulinen (IVIG) mit zellbasierten und ELISA-basierten Methoden analysiert. Klinische Merkmale und das Therapieansprechen Antikörper-positiver Patienten wurden ermittelt und mit den experimentellen Ergebnissen in Zusammenhang gesetzt. IgG-Autoantikörper gegen Contactin-1 konnten bei vier Patienten mit CIDP nachgewiesen werden, IgG-Autoantikörper gegen Caspr bei einem Patienten mit CIDP und einer Patientin mit GBS. Es konnten keine weiteren Autoantikörper bei CIDP-Patienten, GBS-Patienten, MMN-Patienten oder bei den Kontrollen detektiert werden. Die Prävalenz von Autoantikörpern gegen axogliale paranodale Proteine liegt somit in dieser Studie bei jeweils 4,76% bei CIDP und GBS und 0% bei MMN. Die Antikörper gehörten bei Patienten in der akuten Erkrankungsphase (zwei der CIDP-Patienten mit Anti-Contactin-1-Autoantikörpern und eine GBS-Patientin mit Anti-Caspr-Autoantikörpern) hauptsächlich den Subklassen IgG1 und IgG3 an, bei Patienten in der chronischen Phase (zwei der CIDP-Patienten mit Anti-Contactin-1-Autoantikörpern, ein CIDP-Patient mit Anti-Caspr-Autoantikörpern) überwog die Subklasse IgG4. Experimentell kam es zur Komplementbindung und -aktivierung abhängig vom Gehalt der Subklassen IgG1-3, nicht aber IgG4; diese konnte durch die Zugabe von IVIG dosisabhängig gemindert werden. Alle Autoantikörper-positiven CIDP-Patienten zeigten einen GBS-artigen Beginn mit einer schweren motorischen Beteiligung. Anti-Contactin-1-positive Patienten kennzeichnete klinisch zusätzlich das Vorkommen einer Ataxie und eines Tremors, Anti-Caspr-positive Patienten das Vorkommen starker neuropathischer Schmerzen. Elektrophysiologisch standen neben Hinweisen auf eine Leitungsstörung Zeichen einer axonalen Schädigung im Vordergrund. Als histopathologisches Korrelat lagen eine nodale Architekturstörung und ein Axonverlust vor. Die Patienten zeigten nur in der Anfangsphase der Erkrankung ein Ansprechen auf IVIG. Bei drei CIDP-Patienten mit IgG4-Autoantikörpern (zwei Patienten mit Anti-Contactin-1-Antikörpern und ein Patient mit Anti-Caspr-Antikörpern) wurde eine Therapie mit Rituximab durchgeführt. Diese führte zu einer Titerreduktion und zur zeitgleichen klinischen und elektrophysiologischen Befundbesserung bei zwei Patienten. Die in dieser Arbeit angewandten Screeningmethoden führten zum erfolgreichen Nachweis von Autoantikörpern gegen paranodale axogliale Proteine. Die Patienten mit positivem Autoantikörpernachweis definieren eine kleine Untergruppe mit ähnlichen klinischen Merkmalen im Kollektiv der Patienten mit inflammatorischen Polyneuropathien. Histopathologische Merkmale sowie das Therapieansprechen auf antikörperdepletierende Therapie sprechen in Kombination mit den Ergebnissen weiterer Studien zu paranodalen Autoantikörpern für eine pathogenetische Relevanz der Autoantikörper. Mit einem charakteristischen, am Schnürring ansetzenden Pathomechanismus könnten Neuropathien mit Nachweis von paranodalen Autoantikörpern der kürzlich eingeführten Entität der Nodo-Paranodopathien angehören. Die Komplementaktivierung und das Therapieansprechen der Patienten auf IVIG stehen möglicherweise in Zusammenhang mit der prädominanten IgG-Subklasse. Diese könnte auch in Bezug auf die Chronifizierung eine Rolle spielen. Der Nachweis von Autoantikörpern gegen paranodale Proteine hat wohlmöglich in Zukunft direkte Konsequenzen auf das diagnostische und therapeutische Prozedere bei Patienten mit CIDP und GBS; weitere klinische und experimentelle Daten aus größeren, prospektiven Studien sind jedoch zum weiteren Verständnis und zur Charakterisierung dieser Entität notwendig. / Autoantibodies against proteins of the paranodal axoglial complex have been described in recent studies on immune-mediated neuropathies. Nevertheless, their characteristics, prevalences, pathophysiological relevance and impact on diagnostics and therapy have not been fully investigated. Therefore, sera and plasmapheresis material (PE-material) of 150 patients with inflammatory neuropathy, including 105 patients with chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy (CIDP), 21 patients with Guillain-Barré-Syndrome (GBS) and 24 patients with multifocal motor neuropathy (MMN), fulfilling established diagnostic criteria for the respective disease, as well as 74 controls were screened for autoantibodies against the paranodal proteins caspr, contactin-1 and neurofascin-155 via immunohistochemic staining of murine teased fiber preparations and/or ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay). In the event of a positive result, their specificity was confirmed via immunohistochemic staining on transfected HEK (human embryonic kidney)-293-cells and preincubation experiments. IgG subclasses and antibody titers in human material were analysed and complement binding to the autoantibodies, also under the influence of therapeutic immunoglobulins (IVIG), was investigated in cell based assays and ELISA based assays. Clinical features and therapy response in antibody-positive patients were evaluated and compared to the experimental results. IgG-autoantibodies against contactin-1 were found in four patients with CIDP, IgG-autoantibodies against caspr were found in one patient with CIDP and one with GBS. No further autoantibodies were detected neither in patients with CIDP, GBS and MMN nor in the controls. The prevalences of autoantibodies against axoglial paranodal proteins in this study therefore are at 4,76% in CIDP and GBS and 0% in MMN. In the acute phase of the disease, autoantibodies of the IgG1 and IgG3 subclass could be detected (in two CIDP patients with anti-contactin-1 antibodies and one GBS patient with anti-caspr antibodies), whereas patients in the chronic phase of the disease showed IgG4-autoantibodies (two CIDP patients with anti-contactin-1 antibodies and one CIDP patient with anti-caspr antibodies). Complement binding and activation in vitro depended on the amount of the IgG subclasses IgG1-IgG3, but not IgG4. Complement binding could be reduced by IVIG dose-dependently. All CIDP-patients with autoantibodies showed a GBSlike onset with severe motor involvement. Additional features of anti-contactin-1 positive neuropathy were ataxia and tremor, of anti-caspr positive disease neuropathic pain. Electrophysiological studies revealed signs of conduction failure accompanied by striking signs of axonal damage. As a histopathologic correlate, a disruption of the nodal architecture and axonal loss were found. Patients only responded well to IVIG in the beginning of the disease. Three patients with autoantibodies of the IgG4 subclass (two patients with anti-contactin-1 and one patient with anti-caspr) were treated with rituximab, leading to a titer reduction accompanied by clinical and electrophysiological improvement in two patients. The screening methods used in this study are suitable for the detection of autoantibodies against paranodal proteins. Antibody-positive patients define a small subgroup of patients with inflammatory polyneuropathy that is characterized by distinct clinical features. Histopathological findings and therapy response to antibody- depleting treatment in this study as well as findings of further studies argue in favour of a pathogenetic relevance of the autoantibodies. Neuropathies associated with paranodal autoantibodies could belong to the new entity of nodo-paranodopathies, sharing a characteristic pathomechanism with the node of Ranvier being the site of attack. Complement binding and activation as well as response to IVIG could be related to the predominant IgG subclass of the autoantibodies. It could also influence the course and chronification of the disease. Therefore, detection of autoantibodies against paranodal proteins might have a direct impact on diagnostic and therapeutic strategies in patients with CIDP and GBS in the future. Nevertheless, further clinical and experimental data, including data from bigger and prospective studies are needed to understand and fully characterize this novel entity.