Zusammenfassend konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit die Frage nach der Fähigkeit der selektiven Stimulierung mittels des Phosphorantigens HMBPP und den beiden BTN3 Antikörpern bestätigt werden. Es konnte zudem wie erwartet hierbei ein Unterschied zwischen den beiden Kohorten detektiert werden. Dabei zeigte die Kohorte der Normalspender erwartungsgemäß eine stärkere Aktivierungs- sowie Proliferations-fähigkeit. Normalspender ließen sich signifikant besser mit HMBPP aktivieren und bei bestimmter Konzentration signifikant besser proliferieren, bei BTN3A und sc20.1 konnten keine signifikanten Unterschiede ermittelt werden, allerdings anhand der Mittelwerte eine deutlich stärkere Aktivierung und Proliferation aufgezeigt werden. Außerdem konnten interessante interindividuelle Unterschiede detektiert werden, die neue Erkenntnisse brachten. Mit Hilfe der untersuchten Oberflächenmoleküle CD45RA und CD27 und der Einteilung der gammadelta T-Zellen in unterschiedliche Subgruppen konnten so mögliche Erklärungen für die Unterschiede zwischen den Kohorten aufgezeigt werden. Normalspender zeigten signifikant höhere Anteile an naiven gammadelta T-Zellen und nicht signifikant höhere Anteile an central memory T-Zellen, demnach eine deutliche Verschiebung in Richtung nicht differenzierter Subsets, wohingegen die Tumorkohorte signifikant höhere effector memory T-Zellen aufwiesen und somit eine deutliche Verschiebung in Richtung differenzierter Subsets. Dadurch kann erklärt werden, weshalb Normalspender besser aktiviert werden und besser proliferieren können. Auch die Einteilung in unterschiedliche Profile 1-6 anhand CD28, CD27 und CD16 lieferte Gründe für den Unterschied zwischen den Kohorten, wobei Normalspender der Gruppe 1 und 2, Tumorpatienten der Gruppe 3 und 4 angehörten. Durch Ermittlung weiterer signifikanter Änderungen einiger exprimierter Oberflächenmoleküle CD39, CD161 und PD1 wurde mit Hilfe der vorliegenden Arbeit bekräftigt, dass einige Faktoren betrachtet werden müssen, die die Proliferation und Aktivierung der gammadelta T-Zellen positiv und negativ beeinflussen können. Es konnte jedoch auch erneut verdeutlicht werden, wie komplex und weitgreifend der Aktivierungsmechanismus, die damit verbundene Expansion und die Auslösung der einzelnen Effektorfunktionen ist. / In summary, the present thesis confirmed the ability of the antigen HMBPP and the two BTN3 antibodies to stimulate selectively. Moreover, as expected, a difference between the two cohorts could be detected. As expected, the cohort of normal donors showed a stronger activation and proliferation ability. Normal donors were significantly better activated with HMBPP and significantly better proliferated at certain concentrations. No significant differences could be determined for BTN3A and sc20.1, but a significantly stronger activation and proliferation could be shown on the basis of the mean values. In addition, interesting interindividual differences could be detected, which provided new insights. With the help of the investigated surface molecules CD45RA and CD27 and the classification of the T cells into different subgroups, possible explanations for the differences between the cohorts could be revealed. Normal donors showed significantly higher proportions of naïve T cells and non-significantly higher proportions of central memory T cells, thus a clear shift towards non-differentiated subsets, whereas the tumor cohort showed significantly higher effector memory T cells and thus a clear shift towards differentiated subsets. This may explain why normal donors are better activated and better able to proliferate. Also, classification into different profiles 1-6 based on CD28, CD27, and CD16 provided reasons for the difference between the cohorts, with normal donors belonging to groups 1 and 2, and tumor patients to groups 3 and 4. By identifying further significant changes in some expressed surface molecules CD39, CD161 and PD1, the present work affirmed the need to consider some factors that may positively and negatively influence T cell proliferation and activation. However, it was also possible to illustrate once again how complex and far-reaching the activation mechanism, the associated expansion and the triggering of the individual effector functions are.

Die Rheumatoide Arthritis ist eine chronische Autoimmunerkrankung, deren Pathogenese noch unvollständig verstanden ist. Eine Dysbalance von pro- und antiinflammatorischen T-Helferzellen ist an der Entzündungsreaktion wesentlich beteiligt. Die Rolle von proinflammatorischen Th17-Zellen und regulatorischen Tregs ist bereits recht gut erforscht und bietet bereits erfolgreiche Therapieansätze. Umstritten bleibt die Rolle der sogenannten Th9-Zellen, welche pro- und antiinflammatorische Wirkungen zu vereinen scheinen. Die vorliegende Untersuchung umfasst die Daten von 7 RA-Patientinnen und -Patienten und 10 gesunden Kontrollen. Nach Isolation von naiven CD4+ T-Zellen erfolgte eine durchflusszytometrische Phänotypisierung der T-Zellen. Diese Phänotypisierung zeigte keinen relevanten Unterschied zwischen Pat und HD. Im Anschluss an eine 3-tägige Zellkultur von naiven und nicht naiven CD4+ T-Zellen unter Th9- und Th17-Stimulation erfolgte eine Auswertung mittels Durchflusszytometrie, RT-PCR und ELISA. Hierbei wurde eine sehr ähnliche Wirkung beider Stimuli auf die T-Zelldifferenzierung, die Zytokinproduktion und die Expression von Oberflächenmarkern beobachtet. Insbesondere die IL-9-Produktion wurde durch beide Stimuli signifikant induziert. Es scheint, dass IL-9-produzierende Zellen durch unterschiedliche Differenzierungswege induziert werden. Dies unterstützt die kontroverse Hypothese, dass Th9-Zellen keinen eigenständigen T-Helferzellsubtyp darstellen. Im Vergleich zu den Pat in Remission war die induzierte Zytokinproduktion (IL-9, IL-17, IFNγ) bei den HD betont. Dies liegt vermutlich an unspezifischen Effekten durch die immunsuppressive Therapie. Bei den beiden Patientinnen und Patienten mit der höchsten Krankheitsaktivität jedoch wurde die höchste IL-9-Konzentration in den Überständen nach Stimulation festgestellt. Ein IL-9-Exzess bzw. eine IL-9-Blockade hatte keinen signifikanten Einfluss auf die T-Zelldifferenzierung, die Zytokinproduktion und die Expression der Oberflächenmarker und des Transkriptionsfaktors. Das Vorliegen eines relevanten IL-9-regulierenden, autokrinen Mechanismus ist daher unwahrscheinlich. Zusammenfassend ergeben sich Hinweise, dass es sich bei IL-9-produzierenden Zellen aufgrund der diversen Differenzierungswege nicht um einen eigenständige T-Helferzellsubtyp handelt. Es benötigt einen sehr gut ausbalancierten Zytokincocktail und vermutlich eine längere Kulturzeit, um tatsächlich Th9-Zellen zu polarisieren. Ob diese in vivo vorkommen und eine Rolle in der Pathogenese der RA spielen ist zum jetzigen Zeitpunkt ebenso unklar wie die Rolle des IL-9 in der Pathogenese der RA. Daher kommt IL-9 als therapeutisches Ziel nach jetziger Kenntnis nicht in Betracht. / Rheumatoid arthritis is a chronic autoimmune disease whose pathogenesis is not yet fully understood. An imbalance of proinflammatory and anti-inflammatory T helper cells is essential to the inflammatory response. The role of proinflammatory Th17 cells and regulatory T cells has already been researched well and offers successful therapeutic approaches. The role of Th9 cells, which seem to combine proinflammatory and anti-inflammatory effects, remains controversial. The present study includes data from 7 RA patients and 10 healthy controls. T cells were phenotyped by flow cytometry after isolation of naive CD4+ T cells from PBMC. This phenotyping showed no relevant difference between RA patients and HD. Following a 3-day cell culture of naive and non-naive CD4+ T cells under Th9- and Th17-inducing conditions, the evaluation was carried out using flow cytometry, RT-PCR and ELISA. A very similar effect of the Th9- and Th17-stimulus on T-cell differentiation, cytokine production and the expression of surface markers was observed. IL-9 production was significantly induced by both stimuli. It appears that IL-9 producing cells are induced by different pathways of differentiation. This supports the controversial hypothesis that Th9 cells are not an independent Th cell subset. In comparison to RA patients in remission, the induced cytokine production (IL-9, IL-17, IFNγ) was higher in HD. This is probably due to unspecific effects of immunosuppressive therapy. Two patients with the highest disease activity, however, also showed the highest IL-9 concentration in the supernatants after stimulation. Neither an IL-9 excess nor an IL-9 blockade had a significant influence on T-cell differentiation, cytokine production, the expression of surface markers and of the transcription factor PU.1. The existence of a relevant IL-9-regulating autocrine mechanism seems unlikely. In summary, there is evidence that IL-9-producing cells are not an independent Th cell subset. It takes a very well-balanced cytokine cocktail and probably a longer cell culture to polarize actual Th9 cells. Whether Th9 cells occur in vivo and play a role in the pathogenesis of RA remains unclear as well as the role of IL-9 in the pathogenesis of RA. Therefore, according to present knowledge, IL-9 is not an option as a therapeutical target.

Regulatory T cells (Treg) are critical immune cells to ensure immune homeostasis. Treg do so by establishing tolerance to self-antigens as well as food-derived antigens. Additionally, they fine-tune immune responses to limit the damage caused by inevitable inflammation during the resolution of an ongoing infection or anti-tumor response. Despite countless efforts to gain a detailed understanding of the mechanisms Treg utilize to regulate adaptive immune responses, in vivo evidence is rather limited. We were interested in the cell-cell interactions of Treg and their spatio-temporal dynamics during a viral infection. We sought to address Interleukin-2 (IL-2) competition as a viable mechanism to control anti-viral CD8 T cell responses. We used intra-vital 2-photon imaging to analyze the interactions between Treg and activated T cells during viral infection. Additionally, we performed multiple loss- and gain-of-function experiments, addressing the IL-2 active signaling of CD8, CD4, and regulatory T cells to understand the competitive sensing of IL-2. Finally, we performed single-cell RNA sequencing to understand the cell-intrinsic differences in Treg caused by infection. We found that IL-2 competition by Treg limits the CD8 T cell response and can alter the differentiation of CD8 T cells. Furthermore, we show that Treg do not arrest in proximity to CD8 T cells for prolonged periods and therefore are unlikely to regulate CD8 T cells via contact-dependent mechanisms previously proposed. Our data support an area control model in which Treg scavenge IL-2 while actively migrating through the LN, constantly limiting access to IL-2. Establishing CD4 T cells as the major source of IL-2 during the later phases of infection, we provide direct evidence that Treg compete with CD8 T cells for CD4-derived IL-2. Finally, we show that IL-2 limitation is in correlation with CD25 expression levels and has an impact on the differentiation of CD8 T cells. Altering the differentiation of CD8 T cells to increase effector or memory functions has huge implications in clinical treatments, e.g ’checkpoint immunotherapy’. Especially in scenarios like checkpoint immunotherapy, where an efficient expansion of CD8 T cells is vital to the success of the treatment, it is invaluable to understand the spatio-temporal dynamics of Treg. Not only can the expansion phase be optimized, but also side effects can be better controlled by ensuring the adequate timing of treatments and boosting the anti-inflammatory response after the initial establishment of CD8 T cells. On top of this, the gained understanding of the regulatory mechanism of Treg can help to enhance the efficacy of autoimmune disorder treatments. Overall, this study addressed highly relevant questions in the Treg field and answered aspects of Treg regulation, refining their mode of action and the spatio-temporal dynamics during viral infection, providing evidence for IL-2 competition as a major regulatory mechanism controlling antiviral CD8 T cell responses. / Regulatorische T Zellen (Treg) sind wichtige Immunzellen die der Aufrechterhaltung der Homöostase dienen. Sie induzieren tolerogene Immunantworten gegenüber Antigenen des eigenen Körpers und erlauben uns die Aufnahme von harmlosen ’Fremdantigenen’ aus unserer Nahrung, indem Sie unerwünschte Immunantworten unterdrücken. Zusätzlich ermöglichen Treg eine Feinabstimmung der adaptiven Immunantwort, indem sie die Entzündungsreaktion und die damit einhergehende Gewebeschädigung minimieren, zeitgleich aber die Expansion von Effektorzellen angepasst an das Infektionsgeschehen erlauben. So kann der Erreger schnellstmöglich bekämpft werden, ohne dass die Integrität des Gewebes beeinträchtigt wird und die Gewebefunktion aufrechterhalten werden kann. Viele wissenschaftliche Studien haben sich bereits mit den Regulationsmechanismen von Treg beschäftigt. Es werden heutzutage unzählige Mechanismen beschrieben, die in den meisten Fällen jedoch auf Ergebnissen aus Zellkulturexperimenten beruhen und somit häufig unzureichend belegt sind. Aus diesem Grund wollten wir sowohl das zeitliche als auch räumliche Verhalten von regulatorischen T Zellen im Laufe einer viralen Infektion genauer untersuchen und dabei vor allem Zell-Zell Interaktionen analysieren. Besonderes Augenmerk lag dabei auf dem zuvor beschriebenen Mechanismus der Interleukin-2 (IL-2) Konkurrenz. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass regulatorische T Zellen IL-2, ein wichtiges Zytokin für das Überleben von Effektorzellen, aufnehmen und somit die vorhandene Menge an IL-2 beeinflussen können. Dies geschieht in ständiger Konkurrenz zu Zellen der adaptiven Immunantwort. Wir haben Zell-Zell Interaktionen von Treg mit ihren potenziellen Konkurrenten mithilfe von intravitaler Mikroskopie, im Laufe einer viralen Infektion untersucht. Außerdem haben wir verschiedene ’gain’-und ’loss-of-function’ Experimente durchgeführt, um die IL-2 Konkurrenz zwischen CD8, CD4 und regulatorischen T Zellen besser verstehen zu können. Zusätzlich haben wir das Transkriptom von Treg in zwei verschiedenen Kontexten, Infektion und Homöostase, mittels einer Einzelzellanalyse miteinander verglichen. Wir konnten zeigen, dass Treg dazu in der Lage sind antivirale T Zellantworten allein durch IL-2 Konkurrenz zu modulieren. Hierbei wird nicht nur die Anzahl, sondern auch die Differenzierung von zytotoxischen T Zellen beeinflusst. Dabei haben wir festgestellt, dass Treg während der Immunantwort in Lymphknoten migratorisch aktiv bleiben und keine langen (> 15 min) Zell-Zell Interaktionen mit aktivierten CD8 T Zellen oder dendritischen Zellen eingehen. Dies deutet auf einen primär kontaktunabhängigen Regulationsmechanismus bei der Steuerung von antiviralen T Zellantworten hin. Abschließend konnten wir zeigen, dass CD8 T Zellen während ihrer Expansionsphase stark auf von CD4 T Zellen produziertes IL-2 angewiesen sind. CD4 T Zellen stellen in dieser Phase der Infektion die Hauptquelle von IL-2 dar. So können Treg den Zugang von CD8 T Zellen zu der Hauptquelle von IL-2 räumlich soweit begrenzen, dass dies die Expansion und Differenzierung der CD8 T Zellpopulation nachhaltig beeinflusst. Diese Studie beantwortet relevante Fragen zur Funktionsweise von regulatorischen T Zellen während einer viralen Infektion und zeigt vor allem die räumlichen und zeitlichen Komponenten der Regulation im Detail auf. Diese Studie zeigt, dass IL-2 Konkurrenz einen Hauptregulationsmechanismus von regulatorischen T Zellen darstellen und CD8 T Zellantworten unabhängig regulieren kann. Dies ermöglicht die (Weiter-)Entwicklung und Präzisierung von klinischen Anwendungen und Therapieansätzen zur Bekämpfung von Krebs- und Autoimmunerkrankungen. Besonders für die Expansion von zytotoxischen T Zellen, welche bei der ’Checkpoint’ Immuntherapie zur Behandlung von soliden Tumoren von besonderer Bedeutung ist, ist das Verständnis der Funktionsweise von regulatorischen T Zellen für den Erfolg der Behandlung entscheidend.

Parkinson’s disease (PD) is the second most common neurodegenerative disease with still no cure available. The prominent feature of PD is the loss of dopaminergic neurons at the Substantia nigra (SN). Genetic and environmental insults affecting the SNCA gene encoding the alpha-Synuclein (alpha-Syn) protein result into an aberrant form of the protein with higher propensity towards oligomerization becoming part of insoluble inclusions called Lewy Bodies (LB). LB impart cytotoxicity leading to neurodegeneration, activate resident microglia and escape to the periphery where they get captured by dendritic cells and presented to naïve T cells. Proliferating effector T lymphocytes invade the brain releasing proinflammatory cytokines and performing a cytotoxic effect on neurons. In this study, we examine the hypothesis that the expansion of regulatory T cells (Treg) could exert an anti-inflammatory effect that averts neurodegeneration in the AAV1/2-A53T-alpha-Syn mouse model for PD. Mice brains were transfected by a unilateral stereotaxic injection at the SN region with a chimeric Adeno-Associated Viral vector of serotypes 1 and 2 (AAV1/2) carrying the A53T-mutated human SNCA gene encoding the readily aggregating aberrant alpha-Syn (AAV1/2-A53T-alpha-Syn). One week after injection, mice were treated with the CD28 superagonistic antibody (CD28SA), known to significantly expand the Treg population. Mice were then analyzed by behavioral analysis using the Rotarod performance test and the Cylinder test. The impact of CD28SA on the immune system was examined by flow cytometry. The integrity of the nigrostriatal system was assessed by stereological quantification of Tyrosine hydroxylase (TH)-stained dopaminergic neurons in SN and optical density measurements of TH-stained striatum. The mechanism of action of CD28SA was analyzed by treating PD mice alternatively with a Treg adoptive transfer, while CD28SA effect on levels of neurotrophic factors was quantified by ELISA. We observed an expansion of Treg by FACS analyses three days after CD28SA treatment, demonstrating target engagement. CD28SA treatment of AAV1/2-A53T-alpha-Syn mice provided neuroprotection evident through elevated numbers of dopaminergic neurons in the SN and higher optical density of TH-staining in the striatum, in CD28SA-treated mice compared to PBS-treated control mice, and that was reflected in an enhanced performance in behavioral studies. Additionally, brain infiltration of proinflammatory activated T lymphocytes (CD4+CD69+ and CD8+CD69+ cells), that were obvious in PBS-treated AAV1/2-A53T-alpha-Syn control mice, was augmented in PD mice receiving CD28SA. The alternative treatment with Treg adoptive transfer did replicate the beneficial effects of CD28SA indicating that Treg expansion is the main effector mechanism by which it exerts its neuroprotective effect. CD28SA treatment of PD mice led to an increase of GDNF and BDNF in some brain structures that was not observed in untreated mice. We conclude that in the AAV1/2-A53T-alpha-Syn PD mouse model, CD28SA suppresses proinflammation, reverses behavioral deficits and is neuroprotective on SN dopaminergic cells. / Die Parkinson-Krankheit (PD) ist die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung, für die es noch keine Heilung gibt. Das herausragende Merkmal von PD ist der Verlust von dopaminergen Neuronen an der Substantia nigra (SN). Genetische und umweltbedingte Schäden, die das SNCA-Gen betreffen, das für das alpha-Synuclein (alpha-Syn)-Protein kodiert, führen zu einer abweichenden Form des Proteins mit einer höheren Neigung zur Oligomerisierung, die Teil von unlöslichen Einschlüssen wird, die Lewy Bodies (LB) genannt werden. LB verleihen Zytotoxizität, die zu Neurodegeneration führt, aktivieren residente Mikroglia und entweichen in die Peripherie, wo sie von dendritischen Zellen eingefangen und naiven T-Zellen präsentiert werden. Proliferierende Effektor-T-Lymphozyten dringen in das Gehirn ein, setzen proinflammatorische Zytokine frei und üben eine zytotoxische Wirkung auf Neuronen aus. In dieser Studie untersuchen wir die Hypothese, dass die Expansion regulatorischer T-Zellen (Treg) einen entzündungshemmenden Effekt ausüben könnte, der die Neurodegeneration im AAV1/2-A53T-alpha-Syn-Mausmodell für PD verhindert. Mäusegehirne wurden durch eine unilaterale stereotaktische Injektion in die SN-Region mit einem chimären Adeno-Assoziierten viralen Vektor der Serotypen 1 und 2 (AAV1/2) transfiziert, der das A53T-mutierte humane SNCA-Gen trägt, das für das leicht aggregierende aberrante alpha-Syn (AAV1/ 2-A53T-alpha-Syn). Eine Woche nach der Injektion wurden die Mäuse mit dem superagonistischen CD28-Antikörper (CD28SA) behandelt, von dem bekannt ist, dass er die Treg-Population signifikant vergrößert. Mäuse wurden dann durch Verhaltensanalyse unter Verwendung des Rotarod-Leistungstests und des Zylindertests analysiert. Der Einfluss von CD28SA auf das Immunsystem wurde mittels Durchflusszytometrie untersucht. Die Integrität des nigrostriatalen Systems wurde durch stereologische Quantifizierung von Tyrosinhydroxylase (TH)-gefärbten dopaminergen Neuronen in SN und Messungen der optischen Dichte von TH-gefärbtem Striatum bewertet. Der Wirkungsmechanismus von CD28SA wurde analysiert, indem PD-Mäuse alternativ mit einem adoptiven Treg-Transfer behandelt wurden, während die Wirkung von CD28SA auf die Spiegel neurotropher Faktoren durch ELISA quantifiziert wurde. Wir beobachteten eine Expansion von Treg Zellen durch FACS-Analysen drei Tage nach der CD28SA-Behandlung, was ein biologisches Ansprechen der Treg auf CD28SA. Die CD28SA-Behandlung von AAV1/2-A53T-alpha-Syn-Mäusen lieferte bei CD28SA-behandelten Mäusen im Vergleich zu PBS-behandelten Kontrollmäusen eine Neuroprotektion, die durch eine erhöhte Anzahl von dopaminergen Neuronen im SN und eine höhere optische Dichte der TH-Färbung im Striatum ersichtlich ist. und das spiegelte sich in einer verbesserten Leistung in Verhaltensstudien wider. Darüber hinaus wurde die Hirninfiltration von proinflammatorisch aktivierten T-Lymphozyten (CD4+CD69+- und CD8+CD69+-Zellen), die bei PBS-behandelten AAV1/2-A53T-alpha-Syn-Kontrollmäusen offensichtlich war, bei PD-Mäusen, die CD28SA erhielten, verstärkt. Die alternative Behandlung mit dem adoptiven Treg-Transfer replizierte die vorteilhaften Wirkungen von CD28SA, was darauf hindeutet, dass die Treg-Expansion der Haupteffektormechanismus ist, durch den es seine neuroprotektive Wirkung ausübt. Die CD28SA-Behandlung von PD-Mäusen führte zu einem Anstieg von GDNF und BDNF in einigen Gehirnstrukturen, der bei unbehandelten Mäusen nicht beobachtet wurde. Wir schlussfolgern, dass CD28SA im AAV1/2-A53T-alpha-Syn-PD-Mausmodell die Entzündungshemmung unterdrückt, Verhaltensdefizite umkehrt und auf SN-dopaminergen Zellen neuroprotektiv ist.

CD4+Foxp3+ Tregs can be induced in vitro by TGF-b stimulation. Here, CNS1 deficient CD4+ T cells were found to show compromised Foxp3 upregulation in vitro compared to CNS1 WT CD4+ T cells. Moreover, we could demonstrate that antigen-specific CD4+Foxp3+ Tregs can be induced in vivo by tolerogenic antigen stimulation. Parenteral application of agonist BDC2.5 mimetope induced Foxp3 expression in CD4+ BDC2.5 tg cells. We could show that induction of Foxp3 expression by tolerogenic peptide stimulation is impaired in CNS1 deficient CD4+ BDC2.5 tg cells compared to CNS1 WT CD4+ BDC2.5 tg controls. These results indeed indicate that in vivo induced Tregs share mechanistic characteristics with naturally occurring pTregs. Additional in vivo experiments with blocking monoclonal anti-TGF-b demonstrated that high dosage TGF-b blockade abrogated peptide-induced Foxp3 expression in CNS1 WT BDC2.5 tg CD4+ cells, akin to what is seen for impaired Foxp3 upregulation in peptide-stimulated CNS1 KO BDC2.5 tg CD4+ cells without anti-TGF-b-treatment. Adoptive transfer of CD4+CD25- T cells in T cell deficient recipients dramatically increased CD4+Foxp3+ Treg frequencies in both CNS1 WT CD4+ and CNS1 KO CD4+ donor cells. Despite an initially lower increase in Foxp3 expression in CNS1 KO donor cells compared to CNS1 WT donor cells early after transfer, in this setting impaired Treg induction in CNS1 deficient cells was not preserved over time. Consequently, diabetes onset and progression were indistinguishable between mice that received CNS1 WT or CNS1 KO donor cells. Additional Foxp3 induction by peptide stimulation of immunodeficient recipients after transfer of CNS1 WT BDC2.5. tg or CNS1 KO BDC2.5 tg donor cells was not detectable. / CD4+Foxp3+ Tregs können in vitro mittels TGF-b-Stimulation induziert werden. Im Rahmen dieses Projekts konnte bestätigt werden, dass CNS1-defiziente CD4+ T-Zellen im Vergleich zu CD4+ CNS1 WT-Zellen in vitro eine eingeschränkte Foxp3-Hochregulation zeigen. Des Weiteren konnten wir Antigen-spezifische CD4+Foxp3+ Tregs mittels tolerogener Antigenstimulation in vivo induzieren. Parenteral appliziertes BDC2.5-Mimetop induzierte die Foxp3 Expression in CD4+ BDC2.5 transgenen T-Zellen. Hierbei zeigten CNS1 KO BDC2.5 transgene CD4+ T-Zellen im Vergleich zu CNS1 WT BDC2.5 transgenen CD4+ T-Zell-Kontrollen eine eingeschränkte Hochregulation der Foxp3 Expression nach Mimetop-Stimulation. Peptid-induzierte CD4+Foxp3+ Tregs verhalten sich somit ähnlich wie natürlich vorkommende pTregs. Unter Verwendung höherer Dosen von anti-TGF-b zeigte sich bei Mimetop-Stimulation im in vivo Experiment eine eingeschränkte Foxp3-Hochregulation der CNS1 WT CD4+ BDC2.5 transgenen T-Zellen, ähnlich wie es bei CNS1 KO CD4+ BDC2.5 transgenen T-Zellen ohne anti-TGF-b-Behandlung zu beobachten war. ...

Eine Dysbalance zwischen regulatorischen und proinflammatorischen T-Helferzellen kann zu Autoimmunerkrankungen führen. In dieser methodischen Arbeit wurde die Polarisierbarkeit von peripheren T-Lymphozyten durch verschiedene Zytokin-Stimuli untersucht. Hauptziel war es, CD4+CD25-CD127- Lymphozyten durch Stimulation mit einem IL-2 und TGFβ-beinhaltenden Zytokin-Cocktail (Treg-Cocktail) zu iTregs zu polarisieren und deren Suppressionsfunktion auf autologe Effektor-Leukozyten zu untersuchen. Es erfolgte eine Phänotypisierung der PBMCs gesunder Probanden, insbesondere im Hinblick auf die Verteilung der T-Lymphozyten-Subpopulationen, deren Zytokinproduktion und FoxP3-Expression. Zudem wurden aus den PBMCs der Probanden Tregs (CD4+CD25+CD127low/-) sowie CD4+CD25-CD127- Zellen isoliert und deren Funktionsfähigkeit durch die Untersuchung ihrer Suppressionsfunktion auf autologe Effektor-Lymphozyten analysiert. Die Zellen wurden mittels verschiedener Zytokin-Cocktails in Richtung Treg sowie in Richtung Th17-Zellen polarisiert; anschließend wurde die Funktionsfähigkeit der polarisierten Zellen in Suppression-Assays gemessen. Wir konnten zeigen, dass die CD4+CD25+CD127low/- Zellen Tregs mit der Fähigkeit zur Suppression der Proliferation autologer Effektor-Lymphozyten waren. Bei den CD4+CD25-CD127-Zellen handelte es sich um T-Lymphozyten ohne Suppressionsfunktion. Nach Stimulation der CD4+CD25-CD127-Zellen mit dem Treg-Cocktail zeigten die Zellen eine mit den Tregs vergleichbare Suppressionsfunktion. Mit dieser Studie haben wir eine aktuelle methodische Quelle für die Untersuchung von Phänotyp und Funktion regulatorischer T-Zellen sowie für die Stimulation peripherer T-Lymphozyten hin zu Tregs geschaffen, die als Basis für Folgeversuche dienen soll, in denen Zellen von Patienten mit Autoimmunkrankheiten untersucht werden sollen. Da sich die Inflammation bei Autoimmunerkrankungen insbesondere in den betroffenen Geweben abspielt, wäre eine Studie anzustreben, in der aus dem Blut isolierte T-Lymphozyten den Zellen aus den entzündeten Geweben gegenübergestellt werden. Ergänzend sollte eine Phänotypisierung der Tregs und der CD4+CD25-CD127- Zellen nach der Zytokin-Stimulation erfolgen. Zusammenfassend konnte die Plastizität peripherer T-Lymphozyten in Richtung Treg gezeigt werden. Besonders hervorzuheben ist die bislang wenig untersuchte Zellpopulation der CD4+CD25-CD127- Zellen, die eine vielversprechende Zellpopulation für die in vitro Induktion von Tregs darstellt. / Imbalance between regulatory and proinflammatory T helper cells can lead to autoimmune diseases. In this methodical study, the ability of different cytokine stimuli to polarize peripheral T lymphocytes was investigated. The main aim was to polarize CD4+CD25-CD127- lymphocytes into iTregs by stimulation with an IL-2 and TGFβ-containing cytokine cocktail (Treg cocktail) and to investigate their suppressive function on autologous effector leukocytes. The PBMC phenotype of healthy volunteers was investigated, with special focus on the distribution of T lymphocyte subpopulations along with their cytokine production and their FoxP3 expression. In addition, Tregs (CD4+CD25+CD127low/-) and CD4+CD25-CD127- cells were isolated from the same samples and their functionality was analyzed by investigating their suppressive function on autologous effector lymphocytes. The cells were polarized into Treg and Th17 cells using different cytokine cocktails. In the following, the functionality of the polarized cells was assessed using suppression assays. We were able to show that the CD4+CD25+CD127low/- cells were Tregs with the ability to suppress the proliferation of autologous effector lymphocytes, while CD4+CD25-CD127- cells were T lymphocytes without suppressive function. However, after stimulation of CD4+CD25-CD127- cells with the Treg cocktail, these cells also showed suppressive function which was comparable to Treg mediated suppression. With this study, we have created a new methodical source for the investigation of the phenotype and function of regulatory T cells and for the polarization of peripheral T lymphocytes into Tregs. This study can serve as a foundation for follow-up experiments investigating cells from patients with autoimmune diseases. Moreover, since inflammation in autoimmune diseases is most prominent in the affected tissues, a study should be performed in which T lymphocytes isolated from blood are compared to T lymphocytes from inflamed tissues. In addition, the phenotype of Tregs and CD4+CD25-CD127- cells after cytokine stimulation should be analyzed. In conclusion, this study demonstrated the plasticity of peripheral T lymphocytes towards Treg. Moreover, it emphasizes the previously only rarely studied CD4+CD25-CD127- cells as a promising cell population for the in vitro induction of Tregs.

Das humane Respiratorische Synzytial-Virus (RSV) gilt als wichtiger Krankheitserreger für Säuglinge und Kleinkinder sowie für ältere Personen und immunsupprimierte Patienten. Krankheitssymptome und teils schwerwiegende Verläufe werden dabei eher einer Immunpathogenese zugeschrieben als der Virusvermehrung selbst. Aus Ermangelung eines adäquaten Tiermodells wird häufig das RSV-verwandte Pneumonievirus der Maus (PVM) als Ersatzmodell für schwere Pneumovirusinfektionen verwendet. In dieser Dissertation wurde zum einen die spatiotemporale Rekrutierung von zellulären Komponenten der angeborenen und adaptiven Immunantwort im Verhältnis zum Verlauf einer PVM-Infektion in immunkompetenten und immunsupprimierten Wirten untersucht. Zum anderen wurde die Pathogenese einer Pneumovirusinfektion anhand des PVM-Modells in Mauslinien mit definierten Immundefizienzen analysiert. Wie bereits in einer früheren Untersuchung ermittelt, korrelierte die Rekrutierung von CD8+ T-Lymphozyten mit der Viruseliminierung (Frey et al., 2008). B-Lymphozyten wurden aktiv in das Lungengewebe PVM infizierter C57BL/6-Mäuse rekrutiert, wobei sie perivaskuläre und peribronchiale Foki, die ebenfalls CD4+ T-Zellen enthielten, bildeten. Dies könnte auf die Bildung tertiärer lymphoider Gewebe hindeuten. Die Rekrutierung von Zellen der angeborenen Immunantwort (NK-Zellen, neutrophile Granulozyten) geschah parallel bzw. verzögert zur Virusvermehrung und damit eher spät während der Infektion. Die Rekrutierung von eosinophilen Granulozyten erfolgte erst in der Eliminationsphase der PVM-Infektion zusammen mit CD4+-T-Zellen. Zusätzlich wurde ermittelt, dass Alveolarmakrophagen (AMΦ) in vivo mit PVM infiziert und dabei transient depletiert wurden. Die Depletion der AMΦ schien dabei nicht durch Lymphozytenpopulationen zu erfolgen. Die Charakterisierung der PVM-Infektion bei Mäusen mit definierten Immundefizienzen ergab, dass B-Lymphozyten zur partiellen Viruskontrolle in T-Zell-defizienten Mäusen beitragen und dadurch zur Protektion vor letalen Verläufen bei diesen Mäusen führen. Die Letalität bei diesen Mäusen, insbesondere in Abwesenheit von funktionellen B-Zellen, war mit Kontrollverlust über die Virusvermehrung assoziiert. B-Lymphozyten 2 wurden effizient in das infizierte Lungengewebe von T-Zell-defizienten Mäusen rekrutiert. Das Serum T-Zell-defizienter Mäuse wies eine PVM-neutralisierende Aktivität auf, die mit dem Erscheinen PVM-spezifischer IgM-Antikörper, T-Zell-unabhängig synthetisiert, korrelierte. IgG-Antikörper waren jedoch zu diesen Zeitpunkten (14 d.p.i.) nicht nachweisbar. Dies wurde möglicherweise durch unvollständigen oder verzögerten Reifungsprozess von B-Lymphozyten in T-Zell-defizienten Mäusen reflektiert, da verschiedene Antikörperklassen, wie IgM- und IgG-Antikörper zeitgleich exprimiert wurden. Eine hohe Heterogenität bzgl. der klinischen Symptome und dem Ausgang der Infektion schien außerdem ein Kennzeichen von PVM-Infektionen unter bestimmten Immundefizienzen zu sein. Der adoptive B-Zell-Transfer in B6.Rag1-/--Mäuse verändert die Krankheitsverläufe nach PVM-Infektion, da einige B-Zell-transplantierte Mäuse ohne klinische Symptome zu zeigen überlebten und andere zwar Gewicht verloren und die Versuchsabbruchkriterien erreichten, aber die Heterogenität der Krankheitsverläufe reduziert war. Adoptiv transferierte B-Lymphozyten wurden außerdem in lymphatische Organe und in infiziertes Lungengewebe rekrutiert und waren in der Lage zu Plasmazellen zu reifen. Es gibt somit erste Indizien, dass B-Zellen zu einem Schutz bei einer akuten PVM-Infektion beitragen. / The human respiratory syncytial virus (RSV) is an important pathogen for infants, elderly and immunosuppressed patients. The disease symptoms are rather attributed to a dysregulated immune response and a resulting immunopathology than to virus replication itself. Due to lack of a permissive animal model the RSV-related pneumonia virus of mice (PVM) is frequently used as surrogate model for severe pneumovirus infection. During this thesis, the spatiotemporal recruitment of cellular components of the innate and adaptive immune response was analyzed in relation to PVM infection of immunocompetent and immunosuppressed hosts, on one hand. On the other hand, the PVM-infection model was used to investigate the pathogenesis of a pneumovirus infection in mouse strains with defined immunodeficiencies. The recruitment of CD8+ T lymphocytes correlated with the virus elimination, thus, confirming a previous study (Frey et al., 2008). B lymphocytes were actively recruited to the lung tissue of PVM-infected C57BL/6 mice and formed perivascular and peribronchial foci that also contained CD4+ T lymphocytes. This points towards formation of tertiary lymphoid tissue. The recruitment of cells of the innate immune response (NK cells, neutrophils) occurred rather late in infection that is in parallel or delayed respective to the virus replication. Eosinophils increased during the elimination phase of the PVM infection together with an increase in CD4+ T cells.Additionally, it was determined that alveolar macrophages (AMΦ) were infected by PVM in vivo leading to a transient depletion. However, lymphocyte population appeared not to contribute to the depletion of AMΦ. The characterization of the PVM infection in mice with defined immunodeficiencies revealed a contribution of B lymphocytes to partial control over PVM replication, thereby preventing disease or even lethality. The fact that lethal disease progression in these mice was associated with loss of control over virus replication further confirmed a controlling role of B lymphocytes. B lymphocytes were efficiently recruited to the lung tissue of infected T cell-deficient mice. The serum of these mice also contained PVM-neutralizing activity that correlated with an increase of PVM-specific IgM antibodies synthesized in a T cell-independent manner. However, up to day 14 p.i. PVM-specific IgG antibodies were not detectable. This correlated with an incomplete or delayed maturation phenotype of B lymphocytes in T cell-deficient mice illustrated by simultaneous expression of more than one Ig subclass, e.g. IgM and IgG. A significant heterogeneity of disease progression and unpredictable outcome seemed to be characteristic for PVM infections of immunodeficient hosts, in particular those lacking functional B cells. Adoptive B cell transfer into B6.Rag1-/- mice influenced the disease progression and outcome after a PVM infection to some extent: some recipient mice survived the infection without any signs of disease, meanwhile other mice showed rather homogenous weight loss progressing to the humane endpoint similarly to lethally infected wildtype mice. Adoptively transferred B lymphocytes, some of which differentiated to plasma cells, were detected in lymphatic organs and the infected lung tissue. Taken together, there are first indications for a protective contribution of B lymphocytes during acute PVM infections.

Accumulation of lipid droplets (LD) and ceramides (Cer) is associated with the pathogenesis of metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD) a condition frequently co-occurring with type 2 diabetes and diminished immune functionality. Chronic inflammation and increased disease severity during viral infections characterize obesity-associated immunopathology. Upregulation of neutral sphingomyelinase-2 (NSM2) expression has been implicated in obesity-associated tissue pathology. NSM2 is a neutral sphingomyelinase associated with the inner leaflet of the plasma membrane (PM) where it hydrolyzes sphingomyelin into Cer and phosphocholine. The enzymatic activity of NSM2 therefore affects Cer and its associated protein content and the organization within the distinct PM nanodomains. Furthermore, NSM2 is crucial in the maintenance of cholesterol homeostasis and mitochondrial energy metabolism in T cells, indicating the crosstalk between NSM2-regulated sphingolipids and general lipid homeostasis. However, the molecular mechanisms of the NSM2 communication with sterol and lipid biosynthetic pathways are poorly understood. Especially, the role of sphingolipids, and particularly of NSM2, in modulating the immune cell responses in environments rich in fatty acids (FA) remains unexplored. In parallel to this doctoral study, the lipid droplet residing protein perilipin 3 (PLIN3) was identified within the intracellular nano-environment of NSM2 in Jurkat cells by employing the ascorbate peroxidase APEX2-catalyzed proximity-dependent biotin labeling method. Super-resolution structured illumination microscopy (SIM) performed in this study confirmed the co-localization of NSM2 and PLIN3 within LD organelles which were induced by elevated extracellular concentrations of oleic acid (OA) in Jurkat cells. Moreover, the lipid analysis of the isolated LDs containing enzymatically active NSM2 revealed augmented Cer levels in these lipid storage organelles. Notably, NSM2 enzymatic activity was dispensable for its association with LDs but exerted a negative impact on LD numbers and overall cellular content of the neutral lipids triacylglycerols (TAGs) which are stored within LDs. The most negatively affected was the long-chain unsaturated TAG species. These findings correlated with the significantly reduced activity of enzymes producing diacylglycerol (DAG) and phosphatidic acid (PA) within the TAG biosynthesis pathway in Jurkat cells overexpressing enzymatically active NSM2. Concurrently, NSM2 activity stimulated mitochondrial respiration and FA β-oxidation (FAO) in response to increased OA levels, thereby inducing a shift toward a highly energetic state of the cells. The pharmacological inhibition of endogenous NSM2 activity in primary human CD4+ T cells confirmed the regulatory role of NSM2 in LD accumulation of T cell receptor (TCR) stimulated cells in FA-rich environment. Importantly, NSM2 activity was crucial for the proliferation and survival of activated T cells at high levels of OA in cell culture. Taken together, this study shows a novel intracellular localization of NSM2 within LDs and underscores the role of enzymatically active NSM2 and Cer in lipid storage organelles in shifting the cellular lipid metabolism from storage towards energy producing mitochondrial FAO thereby supporting T cell survival and proliferation in OA-rich environment. / Die Anhäufung von Lipidtröpfchen (LD) und Ceramiden (Cer) steht im Zusammenhang mit der Pathogenese der metabolischen Dysfunktion-assoziierten steatotischen Lebererkrankung (MASLD), einer Erkrankung, die häufig mit Typ-2-Diabetes und einer verminderten Immunfunktion einhergeht. Chronische Entzündungen und eine erhöhte Krankheitsschwere bei Virusinfektionen kennzeichnen die mit Fettleibigkeit verbundene Immunpathologie. Eine Hochregulierung der Expression von neutraler Sphingomyelinase-2 (NSM2) wurde mit der fettleibigkeitsbedingten Gewebepathologie in Verbindung gebracht. NSM2 ist eine neutrale Sphingomyelinase, die mit der inneren Lipidschicht der Plasmamembran (PM) assoziiert ist, wo sie Sphingomyelin in Cer und Phosphocholin hydrolysiert. Die enzymatische Aktivität von NSM2 beeinflusst daher den Gehalt an Cer und den damit verbundenen Proteinen sowie die Organisation innerhalb der verschiedenen Nanodomänen der PM. Darüber hinaus ist NSM2 von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Cholesterinhomöostase und des mitochondrialen Energiestoffwechsels in T-Zellen, was auf eine Wechselwirkung zwischen den durch NSM2 regulierten Sphingolipiden und der allgemeinen Lipidhomöostase hinweist. Die molekularen Mechanismen der NSM2-Kommunikation mit den Sterol- und Lipidbiosynthesewegen sind jedoch nur unzureichend bekannt. Vor allem die Rolle der Sphingolipide und insbesondere von NSM2 bei der Modulation der Immunzellreaktionen in fettsäurereichen Umgebungen ist noch unerforscht. Parallel zu dieser Doktorarbeit wurde das Lipidtröpfchen-assoziierte Protein Perilipin 3 (PLIN3) identifiziert. Dafür wurde die Ascorbatperoxidase APEX2 katalysierte Methode der näherungsabhängigen Biotin-Markierung verwendet. Die in dieser Studie durchgeführte superauflösende strukturierte Beleuchtungsmikroskopie (SIM) bestätigte die Ko-Lokalisierung von NSM2 und PLIN3 in LD-Organellen, die durch erhöhte extrazelluläre Konzentrationen von Ölsäure (OA) in Jurkat-Zellen induziert wurden. Darüber hinaus ergab die Lipidanalyse der isolierten LDs, die enzymatisch aktive NSM2 enthielten, einen erhöhten Cer-Gehalt in diesen Lipidspeicherorganellen. Des Weiteren wurde gezeigt, dass die enzymatische Aktivität von NSM2 für die Assoziation mit den LDs entbehrlich war, aber einen negativen Einfluss auf die Anzahl der LDs und den Gesamtgehalt an neutralen Lipiden, den Triacylglycerinen (TAGs), die in den LDs gespeichert werden, hatte. Am stärksten betroffen waren die langkettigen, ungesättigten TAGs. Diese Ergebnisse korrelierten mit der deutlich verringerten Aktivität der Enzyme, die Diacylglycerin (DAG) und Phosphatidsäure (PA) innerhalb des TAG-Biosynthesewegs in Jurkat-Zellen produzieren, die enzymatisch aktives NSM2 überexprimieren. Gleichzeitig stimulierte die NSM2-Aktivität die mitochondriale Atmung und die FA-β-Oxidation (FAO) als Reaktion auf erhöhte OA-Konzentrationen, wodurch eine Verschiebung hin zu einem hohen energetischen Zustand der Zellen induziert wurde. Die pharmakologische Hemmung der endogenen NSM2-Aktivität in primären humanen CD4+ T-Zellen bestätigte die regulierende Rolle von NSM2 bei der LD-Akkumulation von T-Zell-Rezeptor (TCR)-stimulierten Zellen in FA-reicher Umgebung. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die NSM2-Aktivität für die Proliferation und das Überleben aktivierter T-Zellen bei hohen OA-Konzentrationen in der Zellkultur entscheidend war. Insgesamt zeigt diese Studie eine neuartige intrazelluläre Lokalisierung von NSM2 innerhalb von LDs und unterstreicht die Rolle von enzymatisch aktiver NSM2 und Cer in Lipidspeicherorganellen bei der Verlagerung des zellulären Lipidstoffwechsels von der Speicherung hin zu energieproduzierender mitochondrialer FAO, wodurch das Überleben und die Vermehrung von T-Zellen in einer OA-reichen Umgebung unterstützt wird.

Ulm, Univ. Diss., 2006.

Typ 1 Diabetes mellitus (T1DM) ist eine Autoimmunerkrankung, welche durch die progrediente Schä¬digung der βZellen der Pankreas mit dadurch resultierendem absolutem Insulin¬mangel gekennzeichnet ist. Obwohl sich eine Vielzahl an Studien in den ver¬gangenen Jahrzehnten den zellulären Grundlagen dieser Erkrankung ge¬widmet hat, fehlt bis dato ein geeigneter kausaler Therapieansatz, sodass nach wie vor lediglich die eher symptomatisch orientierte Insulin-Substitution im Vor-dergrund steht. Die hier vorliegende Arbeit beschäftigte sich mit der genauen Charakterisierung von Immunzellen – insbesondere Lymphozyten – aus dem peripheren Blut er¬krankter Kinder mit dem Ziel, Verschiebungen im Phänotyp dieser Zellen aufzudecken, um potenzielle Ansatzpunkte zur weiteren Forschung und Therapiefindung zu finden. Hierfür wurde die Durchflusszytometrie genutzt, um den genauen Phänotyp der Lymphozyten zu untersuchen und Veränderungen im Oberflächenmarker-Expressionsmuster einzelner spezifischer Subpopulati¬onen zuweisen zu können. In erster Linie wurden hierbei zwei Zellpopulationen identifiziert, welche bei erkrankten Kindern deutlich vermehrt im peripheren Blut vorkommen, als bei gesunden Vergleichspersonen. Die Erste dieser Populationen sind CCR6-exprimierende CD4+ Zellen. Dies ist interessant, da CCR6 in verschiedenen früheren Studien mit Autoim¬munität in Verbindung gebracht wurde. In der weiteren Analyse zeigte sich, dass eine erhöhte IFNγ-Produktion in der vermutlich selben Zellpopulation vorlag, die auch CCR6 verstärkt exprimierte (Gedächtnis-T-Zellen vom Typ CD4+CD45RO+CCR7+CD28+), während kein Anhalt auf eine geänderte IL 17-Produktion gesehen wer¬den konnte. Die zweite in unserer Studie bei T1DM deutlich vermehrte Zellpopulation sind CXCR3-exprimierende CD8+ Zellen. Hierbei handelte es sich in erster Linie um Zellen, welche auch CCR7 exprimierten. In der hier vorliegenden Studie wurde die T1DM-Gruppe außerdem aufgeteilt nach der Krankheitsdauer (recent onset T1DM RO und long-standing T1DM LS), um im Krankheitsverlauf entstehende Veränderungen erkennen zu können. Es konnten jedoch insgesamt keine klaren derartigen Veränderungen festgestellt werden, was allerdings möglicherweise auch an einer zu geringen überblickten Zeitspanne liegen könnte (geringe durchschnittliche und maximale Krankheitsdauer). Aufgrund unserer Ergebnisse kann spekuliert werden, dass es sich bei den prozentuell vermehrt auftre¬tenden CCR6+ Zellen um IFNγ-produzierende Zellen handelt. Dies würde neueren Erkenntnissen von anderen Studien entsprechen, welche nicht – wie zuvor vermu¬tet wurde – Th17 Zellen, sondern nicht-klassische Th1 Zellen als pathogene Population diskutieren. Ein quantitativer Mangel an Treg als Ursache der ge¬steigerten IFNγ-Produktion erscheint nach unseren Ergebnissen unwahrscheinlich, da wir erhöhte Mengen CD25+CD127 /dim Zellen bei T1DM nachweisen konnten. Die beobachtete Koexpression von CXCR3 und CCR7 ist interessant vor dem Hintergrund, dass CXCR3-Überexpression im Pankreas in einer früheren Studie mit T1DM in Verbindung gebracht wurde, jedoch eine CXCR3-Blockade bisher keinen geeigneten therapeutischen Ansatz lieferte. Zunächst kann hier aber nur eine Assoziation beschrieben werden, wobei ein kausaler Zusammenhang in geeigneten Studiendesigns überprüft werden müsste. Eine genauere Betrachtung der CD8+CCR7+CXCR3+ Zellen könnte nach unserer Ansicht interessante neue Aspekte und potenzielle Therapieansätze offenlegen. Insbesondere scheint die Untersuchung CCR7-vermittelter Migration dieser Zel¬len einen geeigneten Studienansatz darzustellen. Ebenso verweisen unsere Er-gebnisse erneut auf eine pathogene Rolle CCR6-exprimierender Zellen, welche in kommenden Studien näher beleuchtet werden sollte. / T1DM displays an autoimmune disease characterized by a progressive destruction of pancreatic β cells, with subsequent absolute lack of Insulin. Despite a high number of studies dedicated to the investigation of the cellular background of the disease throughout the last decades, still no appropriate causal therapy exists, thus leaving the symptomatic approach of Insulin substitution the main therapeutic approach. This study focused on a more precise characterization of immune cells – especially lymphocytes – derived from peripheral blood of children with T1DM, with the aim of uncovering phenotypical changes in these cells and potentially revealing new therapeutic targets. Flow cytometry was used in order to define cell phenotype more accurately and allocate changes in the expression profile of cell surface markers of lymphocyte subpopulations more specifically than in early studies. Two cell populations were significantly increased in the peripheral blood of diseased children compared to healthy controls. First, CCR6-expressing CD4+ cells were increased, which is of interest considering earlier studies that showed a connection of this chemokine receptor to autoimmunity. Furthermore, functional investigations showed an increased IFNγ production as well, presumably derived from the CCR6 overexpressing CD4+CD45RO+CCR7+CD28+ memory T cells, whereas there was no difference in the production of IL 17. The second cell population found to be increased were CXCR3-expressing CD8+ cells, which also express CCR7. Additionally, this study separated T1DM into two groups according to disease duration (recent onset T1DM RO and long-standing T1DM LS) in order to evaluated changes throughout disease progression. However, no such change could be found, possibly resulting from rather short disease duration of long-standing T1DM in our cohort. Our findings concerning the CCR6 and INFγ expression would be in accordance to other studies, showing a potential pathogenic role of non-classic Th1 cells but not primarily of Th17 cells, as formerly suspected. A quantitative lack of Treg as a cause for the increased IFNγ production seems unlikely according to the results of our study, as there were higher proportions of CD25+CD127–/dim cells. The co-expression of CXCR3 and CCR7 is interesting regarding earlier studies that could not find positive effects of a CXCR3 blockade in T1DM, despite an evident overexpression of CXCR3 on T cells in the pancreas. Taken together, our results suggest increased numbers of IFNγ producing CD4+ CCR6+CD45RO+CCR7+CD28+ cells and of CD8+CXCR3+CCR7+ cells in T1DM and thus a potential pathogenic importance of these two populations. However, the present results describe associations rather than causality, thus causal contribution of chemokine receptor expression to etiopathogenesis of T1DM has to be confirmed in appropriate study designs. A more extensive investigation of CD8+CCR7+CXCR3+ cells could potentially reveal interesting etiopathogenical aspects and targets for new therapeutic approaches. Especially the investigation of CCR7-mediated migration of these cells seems to be a promising field of study. In addition, this study again points to the potentially pathogenic role of CCR6-expressing cells, which ought to be examined further in upcoming studies.