title: Hematopoietic stem cell-derived dendritic cells express inactive indoleamine 2,3-dioxygenase in vitro
Creators: name: Lindbauer, Mareike Angelika
Publisher: name: :none
Year: 2009

description: Die Expression des Tryptophan (TRP)-abbauenden Enzyms Indolamin 2,3-Dioxygenase (IDO) in bestimmten Typen von dendritischen Zellen (DCs) wurde mit Suppression T-Zell-vermittelter Immunantworten und damit auch mit der Suppression der immunologischen Kontrolle von Krebszellen in Verbindung gebracht. In dieser Studie haben wir untersucht, ob die T-Zell-stimulierende Kapazität von DCs, die aus murinen hämatopoietischen Stammzellen generiert wurden (HSC-derived DCs), durch die Aktivität von IDO beeinflusst ist. Wir zeigen, dass HSC-derived DCs von C57BL/6 Mäusen nach Aktivierung mit Lipopolysacchariden (LPS) und Interferon-gamma (IFN-gamma) sowohl die Expression von CD80, CD86, Haupthistokompatibilitätskomplex Klasse II (MHC class II) und CD40, als auch die Sekretion von T Helferzellen 1 (Th1) induzierenden Zytokinen hochregulierten und damit einen aktivierten Phänotyp aufwiesen. Während LPS und IFN-gamma stimulierte humane DCs IDO Aktivität aufzeigten, zeigten murine HSC-derived DCs keinen Tryptophan-Abbau, obwohl die Boten-Ribonukleinsäure (mRNA) des IDO-Gens erhöht vorlag. Um auszuschließen, dass die vermehrte Gen Transkription immer noch in einer für die Detektion der enzymatische Aktivität zu geringen Protein-Expression resultierte, wurden HSC-derived DCs mit einem IDO-Expressionsvektor transfektiert. Trotz signifikanter und stabiler Überexpression von IDO mRNA und Protein zeigten diese Zellen keine IDO Aktivität. Um die immunstimulierende Kapazität dieser DCs zu untersuchen wurden Ko-Kulturen mit T Zellrezeptor-transgenen, Ovalbumin (OVA) spezifischen CD4 (OT-2) oder CD8 (OT-1) T Zellen durchgeführt. Erwartungsgemäß zeigten diese Experimente kräftige T-Zell-Antworten, die proportional mit der Anzahl der eingesetzten OVA-Peptid beladenen DCs zusammenhängten. LPS und IFN-gamma Stimulierung von HSC-derived DCs aktivierte auch die induzierbare Stickstoffmonoxid –Synthase (iNOS) und damit die Produktion von NO, das als starker Inhibitor der IDO Aktivität beschrieben worden ist. NO Konzentrationen in unseren Kulturen waren mit jenen Werten vergleichbar, die die IDO Aktivität in anderen Studien inhibierten. Interessanterweise konnte keine iNOS Aktivität in verschiedenen murinen (Raw264.7 und J558) und humanen (Phoenix und HeLa) Zelllinien nachgewiesen werden, die nach Transfektion mit dem äquivalenten IDO-Gen effiziente IDO Aktivität aufwiesen. Zusammenfassend deuten diese Daten darauf hin, dass murine HSC-derived DCs IDO in einer enzymatisch inaktiven Form halten. Die IDO Expression in seiner inaktiven Form scheint die potente T-Zell-stimulierende Kapazität von murinen HSC-derived DCs nicht zu beeinträchtigen.
description: Expression of the tryptophan (TRP)-catabolizing enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO) in various types of dendritic cells (DCs) has been associated with suppression of T cell mediated immune responses, including suppression of immunological cancer control. In this project, we studied whether the T cell stimulatory capacity of murine hematopoietic stem cell-derived DCs (HSC-derived DCs) is affected by IDO activity. We show that activation of HSC-derived DCs from C57BL/6 mice with lipopolysaccharide (LPS) and interferon-gamma (IFN-gamma) up-regulated CD80, CD86, major histocompatibility complexes class II (MHC class II), and CD40 expression, as well as T helper cell 1 (Th1) response cytokine secretion, compatible with an activated phenotype. While showing IDO activity in human DCs, activation up-regulates IDO messenger ribonucleic acid (mRNA), but does not induce IDO enzymatic activity in murine DCs. To exclude insufficient gene transcription that would lead to attenuated IDO protein expression and hence to enzymatic activity below detection limit, HSC-derived DCs were transfected with an IDO-encoding vector by electroporation technique. Despite significant and stable over-expression of both, IDO mRNA and protein, IDO activity was still undetectable in these cells. To study the stimulatory capacity of these DCs co-cultures with syngeneic T cell receptor (TCR) transgenic ovalbumin (OVA) specific CD4 (OT-II) or CD8 (OT-I) T cells were performed. As expected, we found vigorous T cell responses that were proportional to the number of OVA-peptide pulsed activated DCs. LPS and IFN-gamma stimulation of HSC-derived DCs also activated inducible nitric oxide synthase (iNOS) and hence the production of NO which has been reported to be a powerful inhibitor of IDO activity. We found levels of NO in our cultures comparable to those found in other studies that inhibited IDO activity. Interestingly, iNOS activity was undetectable in various murine (Raw264.7 and J558) and human (Phoenix and HeLa) cell lines that exhibited effective IDO activity after transfection with the equivalent IDO-encoding vector. In summary, we suggest that murine HSC-derived DCs maintain IDO in an enzymatically inactive form. IDO expression in murine HSC-derived DCs, when not displaying enzymatic activity, does obviously not interfere with their potent T cell stimulatory capacity.