Die Effizienz einer Tumortherapie durch einen Transfer von ex vivo aktivierten Tumor-spezifischen zytotoxischen T-Lymphozyten wird durch zahlreiche Faktoren wie geringe Anzahl der isolierten spezifischen T-Zellen, schnelles Abklingen der Aktivität und kurzzeitige Persistenz der transferierten Effektorzellen im Empfängerorganismus stark limitiert. Eine Möglichkeit zur Überwindung dieser Einschränkungen bietet die Entwicklung einer neuen Strategie zur Armierung der zytotoxischen T-Lymphozyten mit Tumor-spezifischen chimären Rezeptoren. Ziel dieser Arbeit war es, die Grundlagen für eine solche immuntherapeutische Strategie zu erarbeiten. Da das Prostatakarzinom die am meisten diagnostizierte maligne Erkrankung und die dritt häufigste Todesursache des Mannes ist, wurde das auf der Oberfläche von Prostatakarzinomzellen exprimierte PSCA (prostataspezifisches Stammzellantigen) als Zielantigen gewählt. Neben der therapierefraktären Spätstadien des Prostatakarzinoms bedürfen die früh entstehenden Mikrometastasen (minimale Resterkrankung) einer neuen adjuvanten Behandlungsoption. Das PSCA ist ein membranständiges Tumor-assoziiertes Antigen, das in mehr als 80 % der primären Prostatakarzinome überexprimiert wird. PSCA wird als besonders aussichtsreiches Zielantigen einer Immuntherapie bei fortgeschrittenen Prostatakarzinomen angesehen, weil sein Expressionsniveau mit der Tumorprogression und der Entwicklung zum androgenunabhängigen Wachstum ansteigt. In der vorgelegten Arbeit wurde zunächst ein neuer monoklonaler PSCA-spezifischer Antikörper generiert, der als Grundlage für die Konstruktion eines Einzelkettenantikörpers (scFv) verwendet wurde. Aus einem Hybridomklon, der sich durch sehr hohe Bindungsstärke auszeichnete, wurden mittels degenerierter Primer die kodierenden Sequenzen für die variablen VH und VL Domänen des Antikörpers amplifiziert. Durch die Verbindung der beiden VH und VL Domänen mittels eines Linkers wurde der PSCA-spezifische Einzelkettenantikörper generiert. Die mit gereinigtem scFv durchgeführten Bindungsanalysen bestätigten die Funktionalität des rekombinanten Proteins und seine Anwendbarkeit zur Chimerisierung eines membranständigen Rezeptors. Nach dem ?Zwei-Signal-Modell? benötigen T-Zellen für eine effiziente Antigen-spezifische Aktivierung neben dem T-Zell-Rezeptorsignal ein zusätzliches kostimulatorisches Signal. Daher wurden chimäre Rezeptoren auf der Basis der Beta-Kette des T-Zell-Rezeptors und des CD28-Moleküls generiert. Bei der Konstruktion des chimären T-Zell-Rezeptors wurde die konstante Domäne der Beta-Kette mit der CD3 -Kette fusioniert. Neben einer starken Oberflächenexpression des Rezeptors wurde auch die effiziente Bindung von löslichem PSCA nachgewiesen. Die Bindung des Rezeptors an das PSCA führte zur Phosphorylierung der ITAM-Sequenzen der heterodimeren -Kette, was die Funktionalität des chimären Rezeptors bestätigte. Die Stimulation der Zellen über den anti-CD3 Antikörper resultierte ebenfalls in der Phosphorylierung der heterodimeren -Kette, was ein Hinweis auf eine mögliche Interaktion der chimären Kette mit dem endogenen CD3-Komplex lieferte. Um die kostimulatorische Wirkung über das selbe Antigen zu erzielen, wurde das CD28 Molekül N-terminal ebenfalls mit dem Einzelkettenantikörper modifiziert. Die durch Bindung des löslichen Proteins induzierte Phosphorylierung der Akt-Kinase bewies die Funktionalität der chimären CD28 Kette als PSCA-spezifischer Rezeptor. Diese Arbeit demonstriert die Generierung eines hochaffinen PSCA-spezifischen Einzelkettenantikörpers als eine Antigen-erkennende Struktur eines chimären Rezeptors. Die Armierung polyklonaler zytotoxischer T-Lymphozyten mit den funktionsfähigen chimären Rezeptoren stellt den ersten Schritt einer neuen Strategie zur Eliminierung hormon-refrektärer und metastasierender Prostatakarzinomzellen dar.

Nierenzellkarzinome (NZKs) gelten als stark immunogene Tumore. Dies ist insbesondere auf die Infiltration durch verschiedene Immunzellpopulationen, wie T-Lymphozyten und Natürliche Killer (NK)-Zellen, sowie das klinische Ansprechen auf immuntherapeutische Strategien zurückzuführen. Bisher existieren jedoch nur sehr wenige Studien zur Rolle von humanen nativen dendritischen Zellen (DCs) in NZK-Geweben und über die Tumor-vermittelte Modulation dieser DCs. DCs nehmen als professionelle Antigen-präsentierende Zellen eine zentrale Schlüsselrolle bei der Induktion und Aufrechterhaltung der angeborenen sowie adaptiven Immunantwort ein. Daher wurde im Rahmen dieser Arbeit erstmals der Effekt von klarzelligen NZKs auf den Phänotyp sowie die immunmodulatorischen Fähigkeiten von 6-sulfo LacNAc+ (slan)DCs evaluiert. SlanDCs, welche eine große Subpopulation humaner Blut-DCs darstellen, sind neben der Sekretion großer Mengen proinflammatorischer Zytokine dazu befähigt, Tumorzellen direkt zu lysieren. Des Weiteren sind slanDCs in der Lage, die antitumoralen Effekte von NK-Zellen zu fördern und CD4+ T-Helfer-Zellen sowie Tumor-reaktive CD8+ T-Lymphozyten effizient zu stimulieren. Angesichts dieser proinflammatorischen Eigenschaften können slanDCs wesentlich an einer Tumor-gerichteten Immunantwort beteiligt sein. Auf dieser Grundlage erfolgte im Rahmen der vorliegenden Arbeit der immunhistochemische Nachweis von slanDCs in klarzelligen NZK-Geweben. Im Vergleich zu Tumor-freiem Nierengewebe trat in den primären Tumorgeweben eine erhöhte Zahl infiltrierender slanDCs auf. Zudem wurde die Präsenz von slanDCs in Lymphknoten- sowie Fernmetastasen von NZK-Patienten beobachtet. Weiterführende Untersuchungen an frischen klarzelligen NZK-Geweben demonstrierten, dass NZK-infiltrierende slanDCs einen unreifen Phänotyp ausprägen und Interleukin-10 produzieren. Ausgehend von diesen Erkenntnissen erfolgten funktionelle Analysen, bei denen der Einfluss der kommerziell erhältlichen klarzelligen NZK-Linien ACHN und Caki-1 sowie der primären klarzelligen NZK-Linien MZ1257RC und MZ2877RC auf bedeutende immunmodulatorische Fähigkeiten von slanDCs untersucht wurde. In diesem Zusammenhang zeigte sich, dass NZK-Zellen effektiv in der Lage sind, sowohl die slanDC-vermittelte Proliferation von CD4+ und CD8+ T-Lymphozyten, als auch die slanDC-induzierte Differenzierung naïver CD4+ T-Lymphozyten in proinflammatorische T-Helfer 1-Zellen zu inhibieren. Darüber hinaus wurde demonstriert, dass NZK-Zellen das Potenzial von slanDCs zur Aktivierung von NK-Zellen hemmen. Untersuchungen der zugrunde liegenden Mechanismen zeigten, dass die funktionelle Inhibition von slanDCs durch klarzellige NZK-Zellen über membranständige Moleküle vermittelt wird. Die im Rahmen dieser Dissertation gewonnenen Erkenntnisse weisen darauf hin, dass NZKs die Ausreifung sowie wesentliche funktionelle Eigenschaften von DCs inhibieren. Dies deutet auf einen neuen Immunescape-Mechanismus klarzelliger NZKs hin, welcher auf einer Tumorzell-vermittelten Generierung von tolerogenen slanDCs basiert und eine unzureichende Aktivierung der angeborenen sowie adaptiven Tumor-gerichteten Immunantwort zur Folge hat. Diese neuen Erkenntnisse können einen Beitrag zu einem besseren Verständnis der Interaktion von NZKs mit nativen humanen DCs leisten und die Konzeption neuer therapeutischer Strategien ermöglichen, welche auf einer Verstärkung der antitumoralen Eigenschaften von DCs beruhen.

Klinische, epidemiologische und experimentelle Daten deuten darauf hin, dass Autoimmunkrankheiten wie z.B. rheumatoide Arthritis, multiple Sklerose oder Typ I Diabetes durch Infektionen ausgelöst oder verschlimmert werden können. Bis heute ist jedoch nicht bekannt, welche molekularen und zellulären Mechanismen den Zusammenhang zwischen Infektion und Autoimmunität vermitteln. Eine Hypothese, die diesen Zusammenhang zu erklären versucht, ist die Hypothese der molekularen Mimikry. Dieser Hypothese zufolge sind kreuzreaktive Lymphozyten, die sowohl Selbst- als auch Fremdantigene erkennen, für die Induktion von Autoimmunität verantwortlich. Die Hypothese der molekularen Mimikry erklärt die Kreuzreaktivität von Lymphozyten durch Sequenzhomologie oder Identität von Selbst- und Fremdantigenen. Wir haben diese Hypothese an zwei Modellen, der chronischen Lyme Arthritis und einem Maus Modell der multiplen Sklerose, getestet und dabei festgestellt, dass Kreuzreaktivität von Lymphozyten weitaus häufiger ist als bis vor kurzem noch vermutet wurde. Wir konnten weiterhin zeigen, dass nicht die Primärstruktur sondern definierbare strukturelle Motive die Ursache für die Kreuzerkennung von Selbst- und Fremdpeptiden sind, und das Kreuzreaktivität in den seltensten Fällen von pathogenetischer Relevanz ist. Die Vorstellung, immunologische Kreuzreaktivität zwischen einem definierten mikrobiellen Antigen und einem definierten Selbstantigen sei für die Pathogenese von Autoimmunkrankheiten verantwortlich, ist also zu einfach. Der zweite Schwerpunkt dieser Arbeit ist die immunologische Analyse eines von uns charakterisierten Th2-spezifisch exprimierten Moleküls, T1/ST2. Wir konnten zeigen, dass T1/ST2 auf Th2, nicht jedoch Th1-Zellen exprimiert wird; dass die Expression von T1/ST2 ex vivo die Lokalisation aktueller Th2-Antworten widerspiegelt; und dass T1/ST2 von funktioneller Bedeutung für die Th2 Zellen ist: Kreuzvernetzung des T1/ST2 Moleküls durch einen T1/ST2-spezifischen monoklonalen Antikörper induziert Proliferation und die Produktion von Typ 2 Zytokinen. In vivo läßt sich durch Applikation des löslichen Antikörpers gegen T1/ST2 die pathogene Th2-Immunantwort im Mausmodell von Asthma modulieren. T1/ST2 ist also ein Kandidat für die gezielte immunmodulatorische Therapie Th2-dominierter Erkrankungen wie Asthma und Allergie. / Clinical, epidemiological, and experimental data suggest that infections can sometimes trigger or exacerbate autoimmune diseases such as multiple sclerosis, type I diabetes, or rheumatoid arthritis. To date, the molecular and cellular mechanisms leading from infection to autoimmunity have not been defined. The molecular mimicry hypothesis proposes that crossreactive lymphocytes that recognize both self- and microbial antigens are key factors in the pathogenesis of autoimmunity. According to the molecular mimicry hypothesis, sequence identity or marked sequence similarity between self- and microbial antigens is the cause of such crossreactivity. We have examined the molecular mimicry hypothesis systematically in two different models: treatment-resistant Lyme arthritis and experimental autoimmune encephalitis (EAE). The major findings were: i) crossreactivity at the level of peptide recognition by T cells is far more frequent than previously expected; ii) structural criteria rather than sequence similarity determine cross-recognition; iii) immunoregulatory mechanisms normally prevent pathogenic effects mediated by crossreactive lymphocytes. Thus, the idea that crossrecognition of a defined microbial peptide and a particular self-peptide would explain autoimmunity is most likely too simple. The other major topic of this work was the immunological analysis of T1/ST2, a Th2-specific molecule that we characterized. Here, we could show that T1/ST2 is expressed on Th2 but not Th1 cells. Furthermore, T1/ST2 expression can be used to identify sites of ongoing Th2 reactions directly ex vivo. Most importantly, T1/ST2 is important for Th2 effector functions: crosslinking of T1/ST2 via a T1/ST2-specific monoclonal antibody induces proliferation and type 2-cytokine production. In vivo, administration of the soluble antibody against T1/ST2 ameliorates the immunological parameters of bronchial hyperreactivity in a murine model of asthma. Thus, T1/ST2 is a candidate target for therapeutic immunomodulation of diseases such as allergy and asthma.

Die Entzündungsreaktion der Arthrose wird als eine sekundäre Reaktion auf einen degenerativen Prozeß des Gelenkknorpels angesehen. Die Ursache für die Degeneration kann im Mißverhältnis zwischen Belastbarkeit und Beanspruchung liegen, es können metabolische Störungen (Urämie, Diabetes mellitus) verantwortlich gemacht werden, weswegen von sekundärer Arthrose gesprochen wird. Die Ursache der primären Arthrose bleibt unbekannt. Es kann als bewiesen angesehen werden der Zusammenhang mit Alter und Geschlecht der Patienten, denn Arthrose ist in der Regel eine Erkrankung jenseits des fünfzigsten Lebensjahres und betrifft vornehmlich Frauen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Synovialis von 20 Patienten aufgearbeitet und hinsichtlich des enthaltenen entzündlichen Infiltrates untersucht. Unter Anwendung der indirekten Immunperoxidase Technik und der indirekten Immunfluoreszenz Technik wurde die Expression der Antigene CD 20, CD 23, CD 40, CD 27, IgG, IgA, IgM, Kappa, Lambda, CD 3, CD 4, CD 8, Ki M4, CD 68, Ki 67 sowie die Expression der Cytokine IL 2 und IL 10 analysiert. Die Synovialmembran zeigte histologisch eine Verbreiterung der Deckzellschicht, Knorpelfragmente innerhalb der Synovialmembran und ein insgesamt schwach ausgeprägtes entzündliches Infiltrat. In lediglich drei von 20 Fällen fand sich eine stärkere entzündliche Infiltration. Diese entzündlichen Infiltrate wiesen eine perivaskuläre Verteilung auf. Am häufigsten wurden in gefäßnahen Regionen B Lymphozyten identifiziert, Plasmazellen wiesen in der Regel einen deutlich größeren Abstand zum Gefäß auf. Unter den nachgewiesenen Plasmazellen fand sich eine prädominante Expression an IgG bei ausgewogener Anwesenheit sowohl der Kappa- als auch der Lambda- Leichtketten. T Lymphozyten waren ebenfalls zirkulär um die Gefäße anzutreffen und zeigten eine prädominante Interleukin 10 Expression. Lymphozytäre Aggregate, mit follikelähnlicher Struktur ließen sich in lediglich in 4 von 20 Fällen nachweisen. Makrophagen waren sowohl perivaskulär als auch in der Deckzellschicht nachweisbar. Ki M4 positive Retikulumzellen (FDC) waren dagegen nur in einem von 20 Fällen nachweisbar. Alle Zellpopulationen der Membrana synovialis wiesen nur eine schwache Proliferationsaktivität auf. Das Fehlen von dem Keimzentrum des Lymphfollikels vergleichbaren Strukturen, die deutliche Abwesenheit von Ki M4 positiver FDC's sowie die schwache Expression von Ki 67, sprechen trotz Anwesenheit der ebenfalls zur Antigenpräsentation befähigten Makrophagen gegen eine Einwanderung und Maturation nativer B Lymphozyten in die Membrana Synovialis. Wandern dagegen Gedächtniszellen in die Membrana synovialis ein, so ist eine Maturation mit Follikelbildung nicht mehr notwendig. Unter der Mithilfe von T Lymphozyten und Makrophagen können die B Lymphozyten zu Plasmazellen differenzieren. T Lymphozyten zeichnen sich ebenfalls durch eine starke perivaskuläre Verteilung aus. Dabei ist die Expression von IL 10 prädominant, was sich als eine Immunantwort von TH2-Typus interpretieren läßt. Diese ermöglicht eine Differenzierung der B Lymphozyten zu Plasmazellen. Reife B Lymphozyten, die unter dem Einfluß einer TH2 Subpopulation von CD 4 positiven T Lymphozyten ohne Keimzentrum zu Plasmazellen differenzieren, könnten ein Grund dafür sein, daß follikuläre Strukturen fehlen. Vorgereifte B Lymphozyten benötigen auch keine inflammatorisch hochpotenten Zytokine um eine schnelle Reifung und eine Immunantwort zu ermöglichen. Dies könnte ein Grund sein, warum die entzündliche Reaktion bei Arthrose so schwach ausgeprägt ist. / Inflammation in osteoarthritis is a secondary reaction to a degenerating process of the articular cartilage. Cause of Degeneration can be a disproportion of mechanical stress and resistance or metabolic diseases like diabetes mellitus. This kind of osteoarthritis is called "secondary osteoarthritis". Primary osteoarthritis has an unknown cause. Age and sex of the patient are a predictor for osteoarthritis, hense it is a disease of people above the age of 50 and more often it is found in women than in men. This paper investigated the synovial membranes of twenty patients to characterize the inflammatory Infiltrate. It characterized the cell surface antigen CD 20, CD 23, CD 40, CD 27, CD 3, CD 4, CD 8, Ki M4, CD 68, the antibodies IgG, IgA, IgM, Kappa, Lambda, the proliferating antigen Ki 67 and the expression profile of the cytokines IL 2 and IL 10 by using immunohistochemical staining (indirect immunoperoxidase technique and indirect immunofluorescence technique) with monoclonal antibodies. The synovial membrane shows in histology a dissemination of cover cells, fragments of cartilage and a slight expression of inflammatory infiltrate with a perivascular allocation. In only three of twenty cases we detected stronger inflammatory infiltrates. Most of the perivascular cells express CD 20. They are B lymphocytes. Plasma cells have more distance to the blood vessels and showed a predominant expression of IgG. T-lymphocytes were also detected perivascular. The expression of IL 10 was predominant. Lymphocytes aggregates like lymph follicle were detected in four of twenty cases. Macrophages were proved perivascular as well as in the cover cells. Ki M4 positive reticulum cells were found in only one of twenty cases. All kind of cells in the synovial membrane showed a low proliferation activity. The absence of germinal centers or comparable structures, the low expression of Ki M4 and Ki 67 speak against the immigration and maturation of native B lymphocytes in the synovial membrane. Memory B-lymphocytes don't need germinal centers or compatible structures for maturation, they can mature to plasma cells by help of T-lymphocytes, macrophages or other B-lymphocytes. It is more probably that the detected B lymphocytes are memory cells. The perivascular T lymphocytes in combination with the predominant expression of IL 10 may be interpreted as a TH2 immune reaction. This supports the maturation of B-lymphocytes to plasma cells. The maturation of memory B-lymphocytes under influence of TH2 immune reaction can be the reason for the missing of germinal centers or comparable structures. Matured B-lymphocytes don't need high-grade inflammatory cytokines for quick immune response. This is the possible reason for the low-grade inflammatory reaction of osteoarthritis.

The present study focuses on the biological functions of the transcription factor EMA/E2F-6, a member of the E2F-family of transcription factors that play an import role in cell cycle progression, differentiation and apoptosis. EMA/E2F-6 functions as a transcriptional repressor by recruiting a large protein complex, that includes polycomb group proteins, to specific target genes in order to silence their expression. To identify the biological functions of EMA/E2F-6 mice lacking this factor were developed and subsequently analysed. EMA/E2F6-/- mice are born with the expected frequency, are fertile and develop normally up to 18 months of age. Then about 25 % of these mice develop a paralysis of the hind limbs and present with a severe primary myelination defect of the spinal cord (and in part of peripheral nerves, too) that is accompanied by a massive infiltration of macrophages. Importantly, the histological findings were also detected in EMA/E2F-6-/- mice lacking clinical symptoms albeit to a lesser extend. With respect to EMA/E2F-6 association with polycomb group (Pc-G) proteins there were no significant findings such as skeletal transformations. In addition, only a mild proliferation defect of T-lymphocytes was observed that, in a more severe form, is typical for Pc-G mutations in the mice. Surprisingly, embryonic fibroblasts from EMA/E2F-6-/- mice have no obvious cell cycle defects. Accordingly, gene expression profiles showed that classical E2F target genes were normally regulated in these cells. However, EMA/E2F-6-/- fibroblasts ubiquitously express genes like alpha-tubulin-3 and -7 that are normally expressed in a strictly testis-specific manner. All EMA/E2F-6-dependent target genes identified contain a conserved E2F-binding site in their promoters that is required both for EMA/E2F-6 binding and regulation.