Beim Glioblastoma multiforme als Neoplasie des zentralen Nervensystems mit sehr schlechtem Outcome sind sowohl auf zellulärer als auch auf humoraler Ebene verschiedene Tumor-Escape-Mechanismen beschrieben. Zur umfassenden Charakterisierung des systemischen Immunstatus wurden bei 61 Patienten mit hochgradigem Gliom entsprechend WHO °III und °IV 30 hämatologische und 36 Plasmamarker prä- und postoperativ sowie im Vergleich mit einer Kontrollgruppe untersucht. Periphere myeloide und plasmazytoide dendritische Zellen zirkulieren im peripheren Blut in reduzierten Frequenzen, postoperativ ist dies nur noch bei den plasmazytoiden dendritschen Zellen festzustellen. Die durchflusszytometrische Phänotypisierung der dendritschen Zellen ergibt sowohl nativ als auch nach in vitro-Stimulation einen funktionell intakten Phänotyp. Eine Leukozytose und Neutrophilie mit erhöhter Neutrophilen-Lymphozyten-Ratio ist überwiegend durch die perioperative Dexamethason-Applikation zu erklären. Im Gegensatz hierzu korreliert die Lymphopenie insbesondere der T-Zell-Reihe mit dem WHO- Grad. HLA-DR-negative Monozyten im Sinne myeloider Suppressorzellen sind in signifikant erhöhten Frequenzen im peripheren Blut zu beobachten und persistieren nach der chirurgischen Tumorentfernung. Patienten mit Frequenzen oberhalb des Medians haben ein 3,6-fach erhöhtes Risiko für Tumorprogress und ein 2,2-fach erhöhtes Risiko zu versterben. Bezüglich der Plasmamarker sind beim Gliompatienten signifikant erhöhte Konzentrationen von IL-2, IL-4, IL-5, IL-10 und MACC1 zu messen. Dies verdeutlicht die potentielle Bedeutung von MACC1 als Biomarker in diesem Patientenkollektiv. EGF konnte in der vorliegenden Arbeit mit dem Gesamtüberleben korreliert werden: Eine Verdopplung der Serumkonzentration ist mit einem 1,3-fach erhöhten Sterberisiko assoziiert. Zusammenfassend unterstreicht diese Arbeit die systemische Kompromittierung des Immunsystems und fügt noch nicht beschrieben Phänomene hinzu. Es kann davon ausgegangen werden, dass die Immunsuppression prinzipiell als reversibel zu betrachten ist. / In patients with glioblastoma multiforme as a neoplasia of the central nervous system with commonly poor outcome, several cellular and humoral tumor-escape-mechanisms were already described in literature. In order to characterize the systemic immune status comprehensively, 30 hematological and 36 plasma biomarkers were evaluated pre- and postoperative. 61 patients with high-grade gliomas according to WHO-grading III and IV were compared with a healthy control group. Peripheral myeloid and plasmacytoid dendritic cells circulate in decreased frequencies in the peripheral blood preoperatively. After surgery, this can only be observed in plasmacytoid dendritic cells. Flow cytometry showed an unimpaired phenotype in native as well as in stimulated dendritic cells. A leukocytosis and neutrophilia with an increased neutrophil-lymphocyte-ratio was mainly related to the perioperative dexamethasone-application. In contrast, the lymphopenia, especially for T-cells, correlates with the WHO-grading. HLA-DR-negative monocytes (myeloid derived suppressor cells) circulate in increased frequencies in the peripheral blood, this persists even after surgical treatment. Patients with frequencies above the median show a 3.6-fold increased risk for tumor progress and a 2.2-fold increased risk for death. Patients with high-grade glioma show increased concentrations of IL-2, IL-4, IL-5, IL-10 and MACC1 in their blood. This supports the importance of MACC1 as a new biomarker in this disease. EGF correlates with the overall survival: a doubling of the serum concentration is associated with a 1.3-fold increased risk for death. In summary, the systemic immunosuppression in patients with high-grade glioma is emphasized and new aspects can be featured. The immunosuppression may be considered as principally reversible.

La leucémie myéloïde chronique (LMC) est une maladie myéloproliférative, résultant d'une translocation réciproque entre les chromosomes 9 et 22, donnant naissance à une kinase de fusion à activité continue, la BCR-ABL. Les inhibiteurs de la tyrosine kinase (ITK) sont le traitement de choix de la LMC, mais ces inhibiteurs n'offrent pas de cure radicale aux patients, qui, une fois le traitement interrompu, présentent une rechute et une exacerbation de leur condition. En plus, les patients peuvent développer une résistance ou une intolérance aux ITK, d'où la nécessité de nouvelles modalités thérapeutiques. Les imidazoquinoxalines sont de nouveaux composés à visée anticancéreuse, dont la structure est basée sur celle de l'imiquimod, un immunomodulateur connu. EAPB0203, un composé du groupe des imidazo[1,2-α]quinoxalines, a fait preuve d'un pouvoir anticancéreux sur des cellules de mélanome, in vitro et in vivo, ainsi que sur des cellules de leucémie liée au virus HTLV-1, in vitro. EAPB0503 est un composé de la même famille, à pouvoir environ 10 fois supérieur à celui de l'EAPB0203 sur les cellules de mélanome. Dans le cadre de ce projet de thèse, l'activité de l'EAPB0203 a été comparée à celle de l'EAPB0503, et leur effet sur la prolifération de trois lignées cellulaires de LMC a confirmé que l'EAPB0503 est plus efficace que l'EAPB0203. Pour ce, l'EAPB0503 a été adopté pour la suite des expérimentations que nous avons entreprises dans le but de caractériser le mécanisme d'action par lequel ce composé inhibe la croissance cellulaire. Les CI50 de l'EAPB0503 ont été déterminées pour chacune des trois lignées, et adoptées tout au long du travail. On a démontré que l'EAPB0503 provoque un arrêt du cycle cellulaire en PréG0 (accumulation de cellules apoptotiques) et en G2/M. Une nette augmentation du niveau de phosphorylation de l'histone-3 suggère un arrêt des cellules en début de mitose. Cet arrêt du cycle cellulaire s'accompagne d'une diminution du potentiel membranaire mitochondrial, d'une activation modérée du cytochrome c et du clivage de PARP (suggérant l'implication de caspases). On a également démontré que l'EAPB0503 induit l'apoptose comme le montre la fragmentation de l'ADN. Des résultats préliminaires proposent aussi une stabilisation de la protéine pro-apoptotique, bax, et une diminution du niveau de la protéine anti-apoptotique Bcl-2, augmentant ainsi le rapport Bax/Bcl-2 et renversant ainsi l'équilibre du côté apoptotique. En plus, EAPB0503 a potentialisé l'effet de l'imatinib (le premier ITK), et, à deux, ces deux agents ont eu un effet synergique sur la croissance des cellules de LMC. Il a été également très intéressant de montrer que l'EAPB0503 dégrade l'oncoprotéine, BCR-ABL, dans les cellules sensibles et résistantes à l'imatinib. Ensemble, ces résultats suggèrent un effet prometteur de l'EAPB0503 sur la LMC, en monothérapie ou en association avec les ITK. / Chronic myeloid leukemia (CML) is a myeloproliferative disorder that originates in a reciprocal translocation, resulting in the Philadelphia chromosome that harbors the bcr-abl oncogene. This fusion gene codes for a constitutively active tyrosine kinase, BCR-ABL that confers leukemogenesis. Tyrosine kinase inhibitor (TKI), have revolutionized the therapeutic management of CML. Imatinib, the first generation TKI, is highly effective in inducing remissions and prolonging the survival of CML patients. However, failure of this therapy occurs in almost one-third of the patients due to intolerance to treatment, lack of therapeutic response or resistance. Moreover, CML stem cells (LIC) remain insensitive to this therapy, which almost inevitably leads to relapse upon treatment discontinuation. Imidazoquinoxalines are imiquimod derivatives with direct immunomodulatory effect and antitumor activity on melanoma and T-cell lymphoma, attributed to growth inhibition and induction of caspase-dependent apoptosis. We investigated the effects of EAPB0203 and EAPB0503, novel imidazoquinoxaline derivatives, on human CML cell lines. We show that EAPB0203 and EAPB0503 inhibit cell growth of three CML cell lines in a dose- and time-dependent manner. Compared to the previously described EAPB0203, EAPB0503 has a better inhibitory activity on CML cells. We demonstrated that EAPB0503 induced a specific cell cycle arrest in mitosis in CML cells, evidenced by decreased levels of cyclin D1 and increased phosphorylation of histone-3. This was accompanied by the direct activation of apoptosis as demonstrated by increased PreG0 population, DNA breakage, poly(ADP-ribose) polymerase cleavage and breakdown of mitochondrial membrane potential. Preliminary results have shown a stabilization of the pro-apoptotic molecule, bax, versus a decrease in anti-apoptotic bcl-2, shifting the ratio towards the induction of apoptosis. Interestingly, EAPB0503-treated cells had decreased levels of BCR-ABL oncoprotein. The combination of EAPB0503 with imatinib synergizes to inhibit CML cells proliferation and most importantly, EABP0503 inhibited the proliferation of imatinib-resistant CML cells offering a promising therapeutic modality that alone or in combination with TKI would circumvent mutations and resistance to TKI and improve the prognosis of CML.

Étude phytochimique et activité cytotoxique des métabolites secondaires de Ferula elaeochytris Korovin et Ferula lycia Boiss. (Apiacées) Les plantes du genre Ferula (Apiacées) sont des herbacées vivaces répandues dans l'Asie centrale, la région méditerranéenne et l'Afrique du Nord. Des études récentes ont montré l'intérêt de certains composés isolés des espèces de ce genre comme agents chimiopréventifs ainsi que pour surmonter la résistance aux anticancéreux. Dans ce cadre deux plantes du genre Ferula récoltées dans deux régions différentes de la Turquie ont été choisies pour ce travail : Ferula elaeochytris Korovin et Ferula lycia Boiss. Vingt esters sesquiterpéniques dont sept structures nouvelles, deux acides phénoliques et un saponoside ont été isolés. Toutes ces stuctures ont été établies par méthodes spectrales (SM et RMN). Sur le plan pharmacologique, toutes les molécules isolées ont été testées pour leurs activités cytotoxiques vis-à-vis des lignées cellulaires leucémiques résistantes aux inhibiteurs de tyrosine kinase : K562R (imatinib-résistantes) et DA1-3b/M2 (imatinib et dasatinib-résistantes). L'élaeochytrine A (6-anthraniloyljaeschkeanadiol), s'est révélée être le composé le plus actif et le plus sélectif vis-à-vis des cellules tumorales avec des CI50 de l'ordre de 10 :M.

Les gènes ASXL (ASXL1, ASXL2 et ASXL3) sont les homologues mammifères du gène Additional sex combs (Asx) présent chez la Drosophile. En 2009, des mutations somatiques impliquant ASXL1 ont été identifiées chez ~ 10-20% des patients atteints d’hémopathies myéloïdes. Le rôle et l’implication des autres membres de la famille dans l’hématopoïèse normale et pathologique sont encore inconnus.Dans ce travail, nous avons identifié pour la 1ère fois, par séquençage haut débit, des mutations somatiques récurrentes d’ASXL2 (22,7%) chez des adultes et enfants atteints de leucémies aiguës myéloïdes (LAM) avec translocation t(8 ;21) (c.-à-d AML1-ETO (AE) ou RUNX1/RUNX1T1). Ces mutations n’ont pas été retrouvées dans d’autres sous types de LAM et sont mutuellement exclusives des mutations d’ASXL1. Le séquençage de l'ARN (RNAseq) d'échantillons de patients a révélé un profil transcriptionnel spécifique chez les patients mutés pour ASXL2. Bien que la survie globale soit similaire, les patients porteurs de mutations d’ASXL1 ou ASXL2 ont une incidence cumulative de rechute de 54,6% et 36,0% comparativement à 25% pour les patients non mutés (P = 0,226). Ces résultats, évoquant une coopération entre ASXL1/2 et AE lors de la leucémogenèse, sont importants car les t(8 ;21) sont parmi les anomalies cytogénétiques les plus fréquentes en matière de LAM. D’autre part, il est bien établi que AE nécessite la coopération d’altérations géniques supplémentaires pour induire la leucémie.Nous avons ensuite exploré le rôle d’ASXL2 dans l’hématopoïèse normale. Nous avons d’abord démontré in vitro que les mutations d’ASXL2 entrainent une diminution de son expression. Nous avons ensuite généré un modèle de souris invalidées pour Asxl2 (KO conditionnel). Par transplantations compétitive et non compétitive, nous avons montré que le KO pour Asxl2 ou Asxl1 et Asxl2 (double KO) induit une diminution et un défaut d’auto renouvellement des cellules souches hématopoïétiques (CSH) ainsi que des cytopénies, avec un phénotype plus sévère que le KO d’Asxl1 seul. L’analyse du transcriptome (par RNAseq) des CSH a révélé un nombre de gènes dérégulés par la perte d’Asxl2 25 fois plus important qu’avec Asxl1. De plus les gènes dérégulés par la perte d’Asxl2 recoupent les cibles transcriptionnelles d’AML1-ETO. Ces données suggérant qu’Asxl2 pourrait être un médiateur important de la leucémogenèse, nous avons ensuite étudié le rôle d’ASXL2 dans les LAM avec t(8 ;21). In vitro, par CHIP Seq, nous avons mis en évidence, dans des lignées t(8;21), un enrichissement des sites de liaisons à l’ADN d’ASXL2 au niveau de ceux d’AML1-ETO. De plus, en infectant ces lignées avec un shRNA dirigé contre ASXL2, nous avons étudié la marque H3K4me1 qui est augmentée de façon majeure dans le contexte leucémique. Afin de comprendre les effets in vivo d’ASXL2 dans la leucémogenèse, nous avons réalisé des greffes de cellules de moelle osseuse de souris KO infectées avec un rétrovirus pour AE9a. Ces souris développent une LAM plus rapidement que les souris contrôles AE9a lors de greffes secondaires, suggérant à nouveau un rôle spécifique d’Asxl2. Afin d’élucider le mécanisme impliqué, nous avons réalisé de l’ATAC seq sur ces souris et mis en évidence des différences importantes dans l’accessibilité de la chromatine, notamment au niveau des gènes Hoxa et Meis1.Pour la première fois, nous décrivons l’incidence des mutations d’ASXL2 dans les LAM et le rôle d’ASXL2 dans l’hématopoïèse. Nous suggèrerons un rôle spécifique dans les LAM avec t(8;21), qui pourrait être associé à des modifications de la marque d’histone H3K4me1. Ces spécificités pourraient résulter en de nouvelles options thérapeutiques chez les patients. / The ASXL family of genes (ASXL1, ASXL2, and ASXL3) are mammalian homologs of the Drosophilia Additional sex combs (Asx) gene. In 2009 somatic mutations involving ASXL1 were originally identified in ~10-20% of patients with myeloid malignancies. Despite this association, alterations in other ASXL family members and their potential function in normal or malignant hematopoiesis were unknown.We identified, by next generation sequencing, the surprising finding of highly recurrent somatic ASXL2 mutations (22.7%) in adult and pediatric acute myeloid leukemia (AML) patients bearing the AML1-ETO (AE) translocation (i.e. RUNX1/RUNX1T1, t(8;21)). Interestingly these mutations were only found in patients with t(8 ;21) and mutually exclusive with ASXL1 mutations. RNA sequencing (RNAseq) of primary AE AML patient samples revealed that ASXL2-mutants form a distinct transcriptional subset of AE AML. Although overall survival was similar between ASXL1 and ASXL2 mutant t(8;21) AML patients and their wild-type counterparts, patients with ASXL1 or ASXL2 mutations had a cumulative incidence of relapse of 54.6% and 36.0%, respectively, compared with 25% in ASXL1/2 wild-type counterparts (P=0.226). These findings are of immediate biological importance as AE translocations are amongst the most common cytogenetic alterations in AML and it is well established that AE requires additional genetic alterations to induce leukemogenesis.Given the above human genetic data, we set out to perform a functional comparison of ASXL1 and ASXL2 on hematopoiesis and determine the functional basis for frequent mutations in AE AML. In vitro analyses of ASXL2 mutations revealed that these mutations resulted in substantial reduction of ASXL2 protein expression. We therefore generated Asxl2 conditional knockout (cKO) mice to delineate the effect of ASXL2 loss on hematopoiesis. Competitive and noncompetitive transplantation revealed that Asxl2 or compound Asxl1/2 loss resulted in cell-autonomous, rapid defects of hematopoietic stem cell (HSC) function, self-renewal, and number with peripheral blood leukopenia and thrombocytopenia. RNA-seq of HSCs revealed twenty-fold greater differentially expressed genes in Asxl2 cKO mice relative to Asxl1 cKO mice. Interestingly, genes differentially expressed with Asxl2 loss significantly overlapped with direct transcriptional targets of AE, findings not seen in Asxl1 cKO mice.Overall, the above data suggest that Asxl2 may be a critical mediator of AE leukemogenesis. To functionally interrogate the role of ASXL2 loss in leukemogenesis we first utilized an in vitro model with RNAi-mediated depletion of ASXL2 in the SKNO1 cell line. Anti-ASXL2 and AE ChIPSeq revealed significant co-occupancy of ASXL2 with AE binding sites. Moreover, analysis of histone modification ChIP-Seq revealed an enrichment in intergenic and enhancer H3K4me1 abundance following ASXL2 loss. Next, to understand the in vivo effects of Asxl2 loss in the context of AE, we performed retroviral bone marrow (BM) transplantation assays using AE9a in Asxl2 cKO mice. In contrast to the failure of HSC function with Asxl2 deletion alone, mice reconstituted with BM cells expressing AE9a in Asxl2-deficient background had a shortened leukemia-free survival compared to Asxl2-wildtype control. Moreover, ATAC Sequencing showed an increase of chromatin occupancy with Asxl2 loss at known leukemogenic loci, including the HoxA and Meis1 loci.Overall, these data reveal that ASXL2 is required for hematopoiesis and has differing biological and transcriptional functions from ASXL1. Moreover, this work identifies ASXL2 as a novel mediator of AE transcriptional function and provides a new model of penetrant AE AML based on genetic events found in a substantial proportion of t(8;21) AML patients. Further interrogation of the enhancer alterations generated by ASXL2 loss in AE AML may highlight new therapeutic approaches for this subset of AML

In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle des Zytokins IFN-gamma in einer Th1-vermittelten Entzündungsreaktion untersucht. Ausgangspunkt war die Beobachtung, dass die Blockade des als proinflammatorisch beschriebenen Zytokins IFN-gamma zu einer chronischen Entzündung führte. Ziel war also das Erkennen und Verstehen der Regulationsmechanismen, sowie die Identifizierung beteiligter Zelltypen und beteiligter Moleküle. Mit Hilfe von Knochenmarkschimären konnte gezeigt werden, dass die Zelle, die von Th1-Zellen sekrektiertes IFN-gamma erkannte, haematopoietischen Ursprungs war. Zum weiteren Verständnis der Regulationsmechanismen wurden Tiere unter IFN-gamma-Blockade mit Tieren, die einen Kontrollantikörper erhielten, verglichen. Mittels Immunhistochemie konnte in Kontrolltieren eine starke Expression von iNOS am Ort der Entzündung nachgewiesen werden, während in Tieren, in denen IFN-gamma blockiert wurde, keine iNOS Expression nachzuweisen war. Mit Hilfe von iNOS-defizienten Mäusen konnte gezeigt werden, dass NO tatsächlich funktionell essentiell in der IFN-gamma abhängigen Selbstlimitation der Th1-vermittelten Entzündungsreaktion war. Weitere Charakterisierung der iNOS-exprimierenden Zellen mittels FACS-Analyse ergab, dass iNOS-produzierende Zellen den Oberflächenmarker CD11b exprimierten. Diese iNOS-produzierenden Zellen waren fast ausschließlich am Ort der Entzündung zu finden. Die funktionelle in vitro Charakterisierung dieser Zellen nach ex vivo Isolierung ergab, dass diese Zellen die Proliferation von CD4+ T-Zellen supprimierten und deshalb als Myeloide-Suppressor-Zellen bezeichnet werden können. Der hier untersuchte IFN-gamma vermittelte Regulationsmechanismus scheint auf andere T-Zell-Systeme übertragbar zu sein, da IFN-gamma Blockade in einer durch CD8+ Effektor-T-Zellen vermittelten Entzündung auch zu einer Verlängerung der Entzündung führte. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass das Zytokin IFN-gamma während der Effektorphase einer Immunreaktion wichtig für die Selbstlimitation ist. / The aim of the work was to understand the role of the cytokine IFN-gamma in a Th1 dependent inflammation. Starting point was the observation that the blockade of IFN-gamma, which is generally regarded as a proinflammatory cytokine, led to a more severe inflammation. We were therefore aiming at a better understanding of the mechanism of regulation, the identification of important cell types and downstream effector molecules. With the help of bone marrow chimeras we could show that the host cell which recognises IFN-gamma is of haematopoietic origin. For further understanding we compared animals under IFN-gamma neutralisation with control animals. Immunohistochemical staining revealed a strong expression of the enzyme iNOS in control animals whereas iNOS was merely detectable under IFN-gamma neutralisation. With the help of iNOS deficient animals we could show, that NO is indeed essential as downstream effector molecule. Further characterisation via FACS analysis showed that iNOS production was only observed among CD11b+ cells, roughly half of the iNOS expressing cells were also positive for GR-1. iNOS expression could only be detected at the site of inflammation. Functional in vitro characterisation of these cells after ex vivo isolation revealed that they suppressed the proliferation of CD4+ T cells. They can therefore be regarded as myeloid suppressor cells. To study whether the observed mechanisms of regulation are of any general importance, we looked at a DTH response mediated by CD8+ effector T cells and indeed we could observe a more severe inflammation under IFN-gamma neutralisation, although the effect was not quite as strong as in the Th1 mediated inflammation. In summary we could show, that the cytokine IFN-gamma is important in the limitation of the effector phase of an ongoing immune response.

Les dernières avancées dans les traitements des hémopathies aboutissent à un meilleurs taux de rémission complète ainsi qu' à de meilleurs taux de survie après traitement. Cependant les risques de rechutes restent élevés. Notre projet s'inscrit dans la compréhension du rôle des cellules NK dans l'évolution de ce type de pathologies. Dans une première partie nous nous sommes intéressés à la polyglobulie de Vaquez. Cette pathologie présente une évolution lente et progressive, et elle est caractérisée par une mutation de JAK2 présente dans la lignée myéloïde chez plus de 95% des patients. Nous avons cherché à détecter la mutation dans les cellules NK de patients, puis, pour savoir si la mutation avait un effet sur les NK, nous avons exploré leurs fonctions in vitro. Nos résultats ont montré que, bien que la mutation soit présente dans les cellules NK, elle ne semble pas avoir d'impact sur les fonctions des cellules NK que nous avons pu tester. Nous en avons conclu que l'évolution de la polyglobulie de Vaquez en leucémie n'était peut-être pas due à une perte de fonction des NK mais plutôt à leur inhibition par l'environnement cellulaire.Dans une deuxième partie nous avons étudié la régulation des natural cytotoxicity receptors dans la leucémie aiguë myéloïde. D'apres des travaux antérieurs nous avons émis l'hypothèse que l'expression des trois NCR aurait une régulation commune s'effectuant au niveau de transcription de leurs gènes. Nos recherches bio-informatiques ainsi que notre expérimentation d'immunoprécipitation de la chromatine (Chip) montrent que le facteur de transcription ETS-1 semble être impliqué dans la régulation commune aux trois NCR. / The latest advances in blood disorders treatments lead to a better complete remission rate and a better survival rate after treatment. However, the risk of relapse remains high. Our project is included in the understanding of NK cells role in the development of these diseases.In a first part, we focused on polycythemia Vera for several reasons: the pathology has a slowly progressive disease, and it is characterized by the presence of JAK2 mutation for > 95% patients. We wanted to know if this mutation was found in NK cells from PV patients and what effects the mutation had on NK cells functions. Our results have shown that although the mutation was found in NK cells, it appears to have no impact on NK cells functions. We conclude that the evolution of PV to leukemia is not due to a loss of NK cell functions but to their inhibition by cellular environment.In a second part, we investigated the regulation of natural cytotoxicity receptors in acute myeloid leukemia because previous works have shown that NCR are weakly expressed in AML patients, that this down-regulation is acquired during evolution of AML and reversible after complete remission, ant that NCR weak expression is related to poor prognosis. We supposed that the expression of the three NCR has a common regulation at genes transcription level. Our bioinformatic researches and our experiment of chromatin immunoprecipitation show that ETS-1 transcription factor is a good candidate involved in the common regulation of the three NCR.

Mesenchymale Stromazellen (MSC) unterstützen die endogene Geweberegeneration und sind kaum immunogen. Die Mechanismen der Immunmodulation sind kaum bekannt. Diese Arbeit untersucht, ob MSC in die Interaktion von Dendritischen Zellen (DC), Natürlichen Killer (NK) und T Zellen eingreifen, indem sie die DC-Reifung beeinflussen. Das Netzwerk ist wichtig für die Differenzierung naïver T Zellen zu Typ 1 T Helferzellen (Th1). Abhängig vom DC-Subtyp und dem Zeitpunkt des Aufeinandertreffens, beeinflussten Knochenmark-MSC (BM-MSC) die in vitro DC-Reifung verschieden. Sie inhibierten die Differenzierung, aber nicht die Reifung humaner von Monozyten-abgeleiteter DC (moDC). BM MSC hatten keinen klaren Einfluss auf die Reifung plasmazytoider DC (pDC), während sie in aktivierten CD1c+ myeloiden DC (mDC) einen tolerogenen Phänotyp induzierten, charakterisiert durch eine geringere CCR7-abhängige Migration und ein tolerogenes Zytokinprofil. Daraus resultierend, wiesen BM-MSC-geprägte mDC aufgrund der veränderten IL 12/IL 10 Sekretion eine geringere Fähigkeit zur Stimulation der IFNγ Produktion in NK Zellen auf und induzierten weniger Th1 Differenzierung naïver T Zellen. Placenta-derived mesenchymal-like adherent stromal cells (PLX PAD) erzielten ähnliche Ergebnisse. Es konnte keine Alloimmunogenität in Patienten mit kritischer Ischämie der Extremitäten (CLI), die im Rahmen einer Phase I klinischen Studie allogene PLX PAD erhalten hatten, nachgewiesen werden. Keiner der Patienten entwickelte eine signifikante Gedächtnis T Zellantwort spezifisch für das Zellprodukt, was durch unsere in vitro Beobachtungen erklärbar sein könnte. Es ist schwierig MSC im Gewebe nachzuweisen, da Markerkombinationen notwendig sind. CD73+CD90+CD105+CD45-CD34-CD14-CD19- MSC konnten mithilfe einer neuen Multiplex-Immunhistologie-Technik (Chipzytometrie) in humanen Plazentaschnitten detektiert werden. Für die Zukunft könnte damit die Interaktion injizierter MSC mit Immunzellen in Biopsien untersucht werden. / Mesenchymal stromal cells (MSC) support endogenous tissue regeneration and seem to be low immunogenic, allowing application across MHC barriers. But little is known about the mechanisms for their immunomodulation. Hence, the main goal of this study was to understand if MSC interfere with the crosstalk between dendritic cells (DC), natural killer (NK) and T cells by influencing DC maturation. This network is important for efficient priming of naïve T cells into type 1 helper T cells (Th1). Bone marrow-derived MSC (BM-MSC) had diverse effects on DC maturation in vitro, depending on the DC subset and the time of interaction. BM MSC inhibited differentiation but not maturation of monocyte-derived DC (moDC). They did not have a clear effect on maturation of plasmacytoid DC (pDC), whereas they induced a tolerogenic phenotype in activated CD1c+ myeloid DC (mDC), characterized by an impaired CCR7-dependent migration and a tolerogenic cytokine profile. Consequently, BM-MSC-licensed mDC displayed a reduced ability to induce IFNγ production in NK cells due to their altered IL 12/IL 10 secretion. BM MSC-licensed mDC also induced less efficiently Th1 lineage commitment of naïve T cells. Similar results were observed with placenta-derived mesenchymal-like adherent stromal cells (PLX PAD). Samples from critical limb ischemia (CLI) patients treated with MHC-unmatched PLX-PAD within a phase I clinical trial were analysed for alloimmunogenicity. None of the patients developed a significant memory T cell response specific to the allogeneic cells, which might be explainable by our in vitro observations. MSC are difficult to detect in tissues because a set of lineage markers is needed. Here, CD73+CD90+CD105+CD45-CD34-CD14-CD19- MSC could be identified in human placenta cryosections using a novel multiplex-immunohistology technique (chipcytometry), offering the possibility to investigate the crosstalk between injected MSC and attracted immune cells in patient biopsies in the future.

No description available.

Transaldolase-Mangel (TALDO) ist ein extrem seltener, angeborener Stoffwechseldefekt, von dem weltweit nur 34 Fälle bekannt sind. Der Defekt geht auf den Verlust des Enzyms Transaldolase 1 aus dem nicht-oxidativen Pentosephosphat-Weg (nicht-oxPPW) zurück und äußert sich in einem weiten Spektrum klinischer Symptome. Die schwerwiegendsten Folgen sind Leber- und Nierenmangelfunktionen, die zum sehr frühen Tod führen können. Desweiteren leiden 15 % der Patienten an wiederkehrenden Infektionen. Neutrophile Granulozyten (Neutrophile) sind die häufigsten weißen Blutkörperchen im Menschen und essentiell für die angeborene Immunantwort gegen Infektionserreger. Ich habe hier funktionale Aspekte von TALDO-Neutrophilen untersucht. Der oxidative Pentosephosphat-Weg (oxPPW) stellt das Reduktionsäquivalent NADPH bereit, welches indirekt für die Entstehung von reactive oxygen species (ROS)-abhängigen Neutrophil Extracellular Traps (NETs) verantwortlich ist. Der Beitrag des nicht-oxPPW zur ROS-abhängigen NET-Bildung ist bislang nicht bekannt. In dieser Arbeit konnte ich für Neutrophile aus drei TALDO-Patienten eine jeweils komplett abwesende Entstehung ROS-abhängiger NETs und einen deutlich verringerten oxidativen Burst nach PMA-Stimulation zeigen. Um diese Beobachtungen in einem unabhängigen Modelsystem zu bestätigen, habe ich mit Hilfe des CRISPR-Cas9-Systems, ‚knock-out‘ Mutanten von Transaldolase 1 und dessen Partnerenzym Transketolase in der Neutrophil-ähnlichen Zelllinie PLB-985 hergestellt. Die dergestalt genetisch manipulierten Zellen waren nicht mehr zu PMA-induziertem Zelltod in der Lage. Dies ist somit der erste genetische Beweis für die Abhängigkeit des oxidativen Burst und der Bildung von NETs vom nicht-oxPPW. Diese Erkenntnis trägt zum einen zum mechanistischen Verständnis der NET-Entstehung bei und liefert zum anderen eine potentielle Erklärung für einige der bei TALDO beobachteten Symptome. Desweiteren wurden einige der metabolischen Erfordernisse für die Bildung von NETs mit Hilfe von Inhibitoren untersucht. Die erhaltenen Erkenntnisse zeigen, dass das initiale Maximum des oxidativen Bursts für NET-Bildung unerheblich ist und vielmehr die ROS-Generierung nach ca. 50 Minuten entscheidende Bedeutung für diese hat. / Transdaldolase 1-deficiency (TALDO) is a rare genetic disease with only 34 described cases globally. Transaldolase 1 is part of the non-oxidative pentose phosphate pathway (PPP) and its deficiency results in many clinical symptoms including kidney and liver failure, which can lead to early child-mortality. Some of these patients suffer from recurrent infections, for example in the respiratory tract. Neutrophils are the most abundant white blood cells and essential for the innate immune defence against bacterial and fungal pathogens. The PPP generates reduced NADPH that is crucial for the generation of superoxide by the NADPH oxidase NOX2. In turn, NOX2 is essential for neutrophil extracellular trap (NET) formation. NETs occur through the neutrophil-specific cell death netosis and consist of chromatin decorated with granular proteins. Here I report that neutrophils of three TALDO patients did not make NETs. Deletion of transaldolase 1, and its partner enzyme transketolase, in the neutrophil-like PLB-985 cell line reduced ROS generation and cell death. This confirms that transaldolase 1 is required for NET formation. We present, to the best of our knowledge, the first genetic evidence that the non-oxidative PPP is required for ROS generation and NET formation. Furthermore, some of the metabolic requirements for NET formation were assessed. The obtained data indicate that the initial peak of the oxidative burst is irrelevant for NET formation but the ROS generation after 50 minutes on the contrary has crucial significance.