Untersuchungen zur Induktion regulatorischer T-Zellen durch die transmembranen Hüllproteine von HIV-1 und anderer Retroviren

Abstract

Infektionen mit HIV, FIV und anderen Retroviren haben häufig eine Immundefizienz zur Folge. Der Mechanismus dieser Immundefizienz ist weitestgehend unbekannt und vom besonderen Interesse für die HIV-Forschung. Erste Daten zeigten, dass ein hoch konservierter Bereich des transmembranen Hüllproteins gp41, die immunsuppressive Domäne (Isu-Domäne), in vitro immunsuppressive Eigenschaften aufweist. Der Einfluss dieser Domäne von gp41 auf die Cytokinmodulation und die Aktivierung der regulatorischen T-Zellen (Tregs), wurde deshalb in dieser Arbeit genauer untersucht. Zur Charakterisierung der Wirkung der HIV-1 Isu-Domäne wurden synthetische Peptide, die die Sequenz der HIV-1 Isu-Domäne enthalten, zu Isu-Homopolymeren gekoppelt und das rekombinante HERV-K TM wurde aus Hefezellen exprimiert. Nachdem in einer Mikroarray Analyse in humanen PBMCs nach der Inkubation mit dem Isu-Homopolymer bzw. HERV-K TM etwa 440 Gene überexprimiert gefunden worden waren, darunter die Cytokine IL-6, IL-10, INF-1α aber auch andere Proteine wie MMP-1, MMP-12 und TREM-1, wurden deren Expression in Kinetiken mittels real time RT-PCR und ELISA Analyse untersucht. Die Inkubation von PBMCs mit dem Isu-Homopolymer und dem HERV-K TM führte zu einer erhöhten Genexpression von IL-10 zwischen 6 und 10 Stunden, während eine Freisetzung von IL-10 Protein zwischen 10 und 24 Stunden beobachtet wurde. Eine direkte Übereinstimmung der IL-10 Genexpression und der gemessenen IL-10 Menge im Überstand konnte nachgewiesen werden. Die Mikroarray Analyse zeigte für IL-6 die stärkste Überexprimierung aller untersuchten Gene. Dies konnte im Rahmen der Kineitk bestätigt werden, bei der bereits 4 Stunden nach Inkubation eine signifikante Hochregulierung des IL-6 Transkripts detektiert wurde. Die Untersuchung des Cytokins INF-1α zeigten in einer Kinetik ebenfalls eine Hochregulierung des Gens. Die Rolle der Tregs bei der Immunpathogenese der retroviralen Infektion ist noch weitestgehend unbekannt. Unter anderem konnte eine Aktivierung der Tregs sowohl in HIV-infzierten Menschen als auch in FIV-infizierten Katzen gezeigt werden. In dieser Arbeit konnte eine signifikante FoxP3 Hochregulierung als Marker der Aktivierung von Tregs zwischen 6 und 12 Stunden nach Inkubation von PBMCs mit Isu-Homopolymeren bzw. mit HERV-K TM beobachtet werden. Außerdem wurde die Zahl der CD4+CD25+FoxP3+ T-Zellen nach 24 Stunden und 72 Stunden mittels Durchflusszytometrie bestimmt. Dabei konnte ein signifikanter Anstieg der Tregs bestätigt werden, die mit den Daten der Expressionsanalyse von FoxP3 übereinstimmen. Die Ergebnisse zeigen, dass die HIV-1 Isu-Domäne in vitro an der Aktivierung immunsuppressiver Mechanismen beteiligt ist.