title: Interleukin-3 verbessert die plasmazytoide dendritische Zellen vermittelte adaptive und antivirale Immunität in Sepsis und Sars-CoV-2+ Infektionen
Creators: name: Hansen, Frederik J.
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2024
Subjects: subject: Interleukin-3; plasmazytoide dendritische Zellen; T-Lymphozyten; Sepsis; Herpes-simplex-Virus; Sars-CoV-2

description: Einleitung: Sepsis ist definiert als eine lebensbedrohliche Organdysfunktion aufgrund einer inadäquaten Wirtsantwort auf eine Infektion. Dabei ist der zeit-liche Verlauf typischerweise gekennzeichnet durch eine anfängliche hyperin-flammatorische Phase gefolgt von einem immunsuppressiven Stadium. In die-sem Stadium sind Patienten anfälliger für nosokomiale Infektionen oder virale Reaktivierungen. Besonders häufig wurde dabei in septischen Patienten Her-pes-simplex-Virus 1 nachgewiesen, was mit einem schlechteren Überleben vergesellschaftet ist. Daher ist es wichtig, die Patienten zu identifizieren, die ein hohes Risiko haben während einer Sepsis eine Virusinfektion zu entwi-ckeln. Kürzlich wurde das Zytokin Interleukin-3 (IL-3) als prädiktiver Marker für die Schwere einer Sars-CoV-2 Infektion, eine Erkrankung mit einem ähnlichen Zytokin-Freisetzungssyndrom wie bei der Sepsis, identifiziert. IL-3 verbessert dabei die angeborene antivirale Immunität durch die Migration von plasmazy-toiden dendritischen Zellen (pDCs) in die Lunge. Diese Zellen stellen ein wichtiges Bindeglied zwischen angeborener und adaptiver Immunität dar und können einerseits für die antivirale Immunantwort wichtige Zytokine bilden, andererseits als antigenpräsentierende Zellen T-Lymphozyten aktivieren. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Rolle von IL-3 auf pDCs und die dar-aus resultierende Wirkung auf T-Lymphozyten bei viraler Stimulation zu erfor-schen. Um die ex vivo Ergebnisse zu bestätigen, wurden Blutproben von Sep-sis und Sars-CoV-2+ Patienten untersucht. Methoden: Leukozyten-Reduktions-System Kammern von gesunden Spen-dern wurden von der Abteilung der Transfusionsmedizin des Universitätsklini-kums Erlangen erhalten. Nach erfolgter PBMC´s Separation wurden pDCs isoliert und für 24 Stunden mit IL-3, CpG oder R848 stimuliert. Der Überstand wurde anschließend für die Messung von Zytokinen mithilfe des ELISA ge-sammelt und die Zellen mithilfe der Durchflusszytometrie analysiert. Im nächs-ten Experiment wurden die IL-3, CpG oder R848 stimulierten pDCs mit CD3+ T-Lymphozyten von gesunden Spendern für 6 Tage ko-kultivert. Anschließend erfolgte die Analyse der T-Lymphozyten mithilfe der Durchflusszytometrie und die Messung der Zytokinsekretion. Abschließend wurden Blutproben von 32 Sepsis und 30 Sars-CoV-2+ Patienten mit der Durchflusszytometrie und ELISA untersucht. Ergebnisse: IL-3 führte zu einer signifikanten Hochregulierung von CD80 auf pDCs, sowohl allein als auch in der Anwesenheit von CpG oder R848. Auch CD40 und CD86 wurden vermehrt exprimiert, jedoch nicht in der Anwesenheit von R848. Des Weiteren wiesen IL-3 stimulierte pDCs eine vermehrte Expres-sion vom C-C Chemokinrezeptor Typ 7 und eine signifikant erhöhte Produkti-on von IL-6 auf. IL-3 stimulierte pDCs führten zu einer erhöhten Proliferation von T-Lymphozyten, auch wenn in der zuvor erfolgten Stimulation CpG oder R848 vorhanden war. IFN-γ und IL-6 wurden von T-Lymphozyten vermehrt sekretiert, die mit IL-3 stimulierten pDCs ko-kultiviert worden sind, sowohl oh-ne die Zugabe eines TLR-Agonisten als auch mit CpG oder R848 in der zuvor erfolgten Stimulation. Septische Patienten mit einer Virusinfektion zeigten ei-nen signifikanten erniedrigten IL-3 Plasmaspiegel und eine erniedrigte pDCs Zellzahl im Blut im Vergleich zu Virus-negativen Sepsis Patienten. Die Zellzahl der pDCs korrelierte dabei positiv mit der Zellzahl von T-Lymphozyten in sep-tischen Patienten mit einer gleichzeitig vorliegenden Virusinfektion. Sars-CoV-2+ Patienten mit einem hohen IL-3 Plasmaspiegel zeigten signifikant höhere Expression von CD80 und dem IL-3 Rezeptor CD123, wohingegen HLADR signifikant und CD86 tendenziell erniedrigt waren auf pDCs. Die Anzahl der T-Lymphozyten im Blut korrelierte dabei mit der Anzahl der pDCs im Blut und dem IL-3 Plasmaspiegel. Sars-CoV-2+ Patienten mit einem hohen IFN-γ Plas-maspiegel wiesen einen signifikant erhöhten IL-3 Plasmaspiegel und eine tendenziell erhöhte Zellzahl an pDCs im Blut auf. Schlussfolgerung: IL-3 führte zu einer verstärkten Aktivierung von pDCs und verbesserte die pDC vermittelte antivirale und adaptive Immunität der T-Lymphozyten bei Sepsis und Sars-CoV-2 Infektionen. Somit wurde eine neue Funktion von IL-3 bei viralen Infektionen aufgezeigt, die sowohl einen diag-nostischen als auch einen therapeutischen Nutzen haben könnte.