Charakterisierung der biologischen Funktion von Interleukin-18

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Charakterisierung der biologischen Funktionen von Interleukin-18 (IL-18). Hierfur wurde ein IL-18 defizienter Mausstamm (IL-18KO) generiert und analysiert. IL-18KO Mause entwickeln sich normal und zeigen auch bis zum Alter von 70 Wochen keinerlei auffallende Fehlentwicklungen. Die Mause sind fertil und anatomisch,l als auch histologisch unauffallig. Durchfluszytometrische Analysen zeigten eine normale Verteilung von Lymphozyten in lymphoiden Organen. Lediglich eine leicht erniedrigte Expressions-intensitat des T-Zellrezeptor-assoziierten Molekuls CD3 konnte auf reifen T-Zellen festge-stellt werden. In vitro Stimulationen der T-Zellen aus IL-18KO Mausen durch CD3 Kreuzvernetzung mit entsprechenden Antikorpern zeigten jedoch eine normale Reaktivitat dieser Zellen im Hinblick auf Proliferation und induzierter IL-2 Produktion. IL-18KO Mause zeigten eine erniedrigte Empfindlichkeit gegenuber einem, durch hohe Dosen von Lipopolysaccharid (LPS) ausgelosten letalen Schock. Die Induktion von Interferon gamma (IFN-g) nach LPS Gabe blieb in IL-18KO Mausen vollig aus, wohingegen die Induktion von IL-12 und TNF sich als normal erwies. Wurden die Mause jedoch durch Gabe von D-Galaktosamin fur die letale Wirkung des Tumor-Nekrose-Faktors (TNF) sensibilisiert, konnte in IL-18KO-Mausen durch LPS Gabe eine mit Wildtypkontrollen vergleichbare Letalitat erzielt werden. Im Gegensatz zu LPS induzierte das bakterielle Superantigen Staphylococcus aureus Enterotoxin B (SEB), das auf eine Subpopulation der T-Zellen wirkt und dort IFN-g Produktion induziert, in IL-18KO Mausen normale IFN-g Spiegel. Auch die durch SEB ausgeloste Expressionserhohung der Oberflachenmarker CD14, CD122 (IL-2Rb) und CD132 (IL-2Rg) auf peritonealen Makrophagen geschah in IL-18KO Mausen in zu Wildtypkontrollen vergleichbarem Mas. Nach der Injektion von SEB wurden IL-18KO Mause fur die letalen Effekte einer folgenden LPS Gabe sensibilisiert. Das Ausmas dieser Sensibilisierung war in IL-18KO Mausen im Hinblick auf Letalitat vergleichbar zu Wildtypkontrollen. Allerdings waren die durch LPS erzeugten TNF Spiegel in SEB-sensibilisierten IL-18KO Mausen signifikant niedriger als in identisch behandelten Wildtypkontrollen. Diese Ergebnisse lassen auf eine wichtige Rolle von IL-18 bei der Induktion von IFN-g und damit der Regulation der naturlichen Immunitat (einschlieslich der Letalitat nach LPS Gabe) schliesen. Bei der Analyse der Induktion von zytotoxischen T-Zell (ZTL) Antworten fiel auf, das selbst unter Verwendung eines optimalen Adjuvans (Oligodesoxynukleotid (ODN) 1668), IL-18KO-Mause eine deutlich schwachere ZTL Antwort, verglichen mit Wildtypkontrollen, zeigten. Dieser Defekt war direkt auf die Abwesenheit von IL-18 zuruck zu fuhren, da er einmal mit rekombinantem murinem IL-18 rekonstituierbar war und zum anderen weder IFN-g noch IL-12 defiziente Mause bei identischer Immunisierung Defekte der ZTL Antwort zeigten. Erst durch Verwendung des Saponins QuilA als Adjuvans war eine annahernd normale ZTL Antwort in IL-18KO Mausen zu beobachten. Die Immunisierung von IL-18KO Mausen mit Zellen allogenen Ursprunges, die IL-18 produzieren konnten, resultierte in einer normalen ZTL Antwort. Interessanterweise zeigten IL-18KO Mause keine Defekte der IL-12 und IFN-g Induktion nach Gabe von ODN 1668. Ebenfalls war ein TH1 polarisiertes Immungedachtniss induzierbar. Da dendritische Zellen aus Normalmausen IL-18 nach Stimulation mit ODN 1668 sezernierten, ist es, zusammen mit den oben beschriebenen Ergebnissen wahrscheinlich, das IL-18 eine wichtige Rolle bei der Aktivierung von zytotoxischen T-Zellen durch Antigen prasentierende dendritische Zellen spielt. Diese Rolle konnte auch bei der Antwort auf virale Infektionen, sowie in der Tumorimmunologie und bei der Transplantatabstosung wichtig sein.