Allergen-induced regulatory properties of the CD4+CD25+ subset in cord blood and possible implications on the post-natal tolerance induction

Hintergrund: Nabelschnurblut T Zellen proliferieren trotz ihres naiven Phanotyps auf unterschiedlichste Allergene. Diese erhohte Immunantwort kann nicht vollends erklart werden. Sie konnte einerseits auf eine funktionelle Unreife der regulatorischen T Zellen (Tregs) im Nabelschnurblut als auch auf Endotoxinkontaminationen in Allergenpraparaten zuruckgefuhrt werden. Funktionelle Unterschiede im T regulatorischen Kompartment von Nabelschnurblut und Erwachsenenblut und deren mogliche Relevanz fur die Entstehung allergen-spezifischer Toleranz werden jedoch noch ungenugend verstanden. Ziel: Ziel ist es die Eigenheiten allergen-spezifischer Immunantworten von Nabelschnurblutzellen in vitro zu definieren. Spezieller Fokus wird dabei auf regulatorische T Zellen und auf den Einfluss von Endotoxinkontaminationen gelegt. Methoden: Der Endotoxingehalt unterschiedlicher Allergenpraparationen wurde mittels Limulus assay bestimmt. Der Einfluss von Endotoxinkontaminationen auf die Proliferations- und Zytokinantwort mononuklearer Zellen wurde mit [3H]Thymidin-assay und ELISA bestimmt. Mittels „Size Exclusion Chromatography“ wurde der relative Anteil gereinigter Proteine im Vergleich zu Endotoxinkontaminationen im Bezug auf die proliferative Kapazitat getestet. Die Abhangigkeit der Toll-like Rezeptoren (TLR2 und 4) der Kontaminationsprodukte wurde mittels Blockierungsversuchen und TLR-transfizierter HEK-Zellen ausgetestet. T regulatorische Zellen wurden durch RT-PCR und FACS charakterisiert. Sub-Populationen wurden mit Hilfe von MACS und FACS aufgereinigt und deren suppressives Potential in vitro durch Inhibitionsassays ([3H]-Thymidineinbau und CFSE Farbung) bestimmt. Ergebnisse: Allergen- als auch Endotoxin induzierte Immunantworten im Nabelschnurblut sind im Vergleich zum Erwachsenenblut erhoht. Im Gegensatz zu den CD4+CD25high T Zellen im Erwachsenenblut zeigten die Nabelschnurblut T regulatorischen Zellen eine stark verminderte suppressive Kapazitat. Dieser Effekt konnte weder mit einer geringeren Frequenz der FoxP3+CD4+CD25high noch durch differentielle Expression der Treg Marker GARP, CD127, oder den Treg-assoziierten Transkriptionsfaktoren RUNX 1, RUNX 3 und FoxP3 erklart werden. Lediglich eine Untergruppe der regulatorischen T Zellen (CD4+CD25highCD127low und CD4+CD25intCD127low) besas inhibitorisches Potenzial. In vitro Exposition von Allergenen fuhrt jedoch zu einer funktionellen Aktivierung regulatorischer T Zellen im Nabelschnurblut. Es kommt dabei einerseits zu einer Aktivierung und andererseits zu einer Proliferation der CD4+CD25high T Zellen, die in beiden Fallen allergen-spezifische suppressive Kapazitat besitzen. Schlussfolgerung: Endotoxine in Allergenpraparaten wirken als systematische Storvariabel in in vitro Versuchen. Der Einfluss dieser Kontamination hangt stark von der Blutquelle (Nabelschnur- vs. Erwachsenenblut), dem Allergen, der Endotoxinmenge und der daraus resultierende Kinetik ab. Nabelschnurblut besitzt abgesehen von einer Subgruppe regulatorischer T Zellen mit inhibitorischer Kapazitat eine regulatorische Population die funktionell unreif ist. Im Falle einer Allergen-Exposition wird diese CD4+CD25high Treg Population funktionell, somit suppressiv und beginnt zu expandieren.