Die Induktion von CD4+ CD25+ regulatorischen T-Zellen durch transmembrane Hüllproteine von Retroviren

Abstract

Retrovirale Infektionen sowie retroviral bedingte Tumorentwicklungen sind häufig begleitet von schweren, meist lethal verlaufenden Immunsuppressionen. Bisher ist der Mechanismus der induzierten Immundysfunktion allerdings weitgehend ungeklärt. Aufgrund des hohen Konservierungsgrades der an dem Fusionsprozess beteiligten transmembranen Hüllproteine liegt es nahe, dass diese eine distinkte Rolle bei der induzierten Fehlfunktion des Immunsystems spielen und tatsächlich konnten erste Hinweise erbracht werden, dass die retroviralen TMProteine immunsuppressive Wirkungen in vitro haben. Anfang des letzten Jahrzehnts wurde eine neue Population an suppressiv aktiven T-Zellen identifiziert, die so genannten CD4+CD25+Foxp3+ regulatorischen T-Zellen, für die eine Beteiligung an retroviral bedingten Immundysfunktionen nachgewiesen werden konnte. Um den Mechanismus der Immunsuppression zu untersuchen, wurden unterschiedliche retrovirale Proteine hergestellt und auf ihr Potential, regulatorische T-Zellen in vitro zu induzieren, überprüft, um so Rückschlüsse auf in vivo Funktionen während einer Infektion bzw. der Tumorigenese ziehen zu können. Exemplarisch für ein Gammaretrovirus wurde eine mittels Saccharose-Gradienten separierte PERV-Präparation hergestellt, welche in der Lage war, in vitro die IL-10 Sekretion von humanen PBMCs zu stimulieren und eine Erhöhung in der CD4+CD25+FoxP3+ Population zu induzieren. Um diese Wirkungen zu spezifizieren, wurde das TM-Protein von HERV-K erstmals rekombinant in einem eukaryotischen Expressionssystem endotoxinfrei hergestellt und ebenso in vitro untersucht. Dieses zeigte im Vergleich zur Virus-Präparation höhere, dosisabhängige Tregspezifische Wirkungen, wie eine starke IL-10 Sekretion, einen Anstieg in der CD4+CD25+FoxP3+ Population und eine Induktion weiterer antiinflammatorischer Zytokine wie IL-6 und TGF-β humaner PBMCs sowie eine Inhibition der Mitogen-induzierten Proliferation muriner Lymphozyten. Die TM-Proteine verschiedener Retroviren enthalten einen hochkonservierten Bereich, für den, unabhängig von den restlichen viralen Proteinen, immunsuppressive Eigenschaften nachgewiesen werden konnten, die so genannte ISU-Domäne. Diese wurde synthetisch mittels Kopplung hergestellt und darauf überprüft, ob sie gesondert in der Lage ist, regulatorische T-Zellen zu induzieren. Ein Heteropolymer, synthetisiert aus Monomeren der ISUDomänen von HIV und MuLV, hat, analog zu den Untersuchungen der Viruspräparation und des TM-Proteins, in vitro konzentrationsabhängig die IL-10 Sekretion humaner PBMCs, eine geringe Erhöhung in der CD4+CD25+FoxP3+ Population, sowie eine Inhibition der Proliferation muriner Lymphozyten induziert. Durch den Nachweis, dass die TM-Proteine von Retroviren in vitro Tregs induzieren können, wurde ein erster Hinweis auf eine in vivo Induktion und somit ein Beitrag zum Verständnis der Immunpathogenese während einer retroviralen Infektion bzw. einer endogen retroviral bedingten Tumorentwicklung erbracht.