title: Immunzytologie bei Patienten mit Klinisch Isoliertem Syndrom verdächtig auf Multiple Sklerose
title: Immuncytology in Patients with Clinical Isolated Syndrome suggestive for Multiple Sclerosis
Creators: name: Elzer, Johannes Till
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2012
Subjects: Immunsystem
T-Lymphozyt
Multiple Sclerosis
Immunecytology
Medizin, Gesundheit
Liquor cerebrospinalis
Blut-Liquor-Schranke
CIS
Multiple Sklerose
Klinisch Isolierte Syndrom
Cytologie
regulatorische T-Zelle

description: INTRODUCTION: The term Clinically
      Isolated Syndrome' (CIS) describes a first
      focal-neurological, demyelinating event lasting for at least
      24 hours and is equivocal for the development of definitive
      Multiple Sclerosis (MS) (Kappos et al. 2006). Besides
      peripherically activated autoreactive T-cells who reencounter
      their specific antigen within the borders of human CNS and
      induce proinflammatory tissue reactions, other immune cells
      of the innate and adaptive immunesystem like B-cells,
      plasmacells, monocytes and macrophages play a major role in
      the pathogenesis of MS (Kuenz et al. 2008;
      Schneider-Hohendorf et al. 2010; Walter et al. 2006). In
      particular, CD25high regulatory T-cells seem to be involved
      due to a hampered executive cell function (Venken et al.
      2010). Maintenance of immunehomeostasis across the humoural
      compartments peripheral blood (PBL) and cerebrospinal fluid
      (CSF) is crucial for initiation and control of inflammatory
      CNS reactions and the quantification of leukocytes in
      peripheral blood and cerebrospinal fluid in patients with CIS
      and MS has been used to describe a given dysbalance
      (Engelhardt, Ransoho 2005; Feger et al. 2007a). In the past,
      MRI findings have been successfully introduced as a predictor
      of frequency and gravidity of subsequent relapses and for the
      future degree of disability (Brex et al. 2002; Kappos et al.
      2006). The aim of the present study is to investigate if
      there is an existing imbalance between leukocytes in PBL and
      CSF in patients with CIS compared to controls and if the
      degree of a given imbalance correlates with CNS inflammation,
      measured as T2- yperintense total lesion volume in MRI.
      MATERIAL: Venous peripheral blood and cerebrospinal fluid
      samples of 64 untreated patients with CIS, 18 patients with
      MS and 43 patients with other non-inflammatory neurological
      deseases (ONID)have been stained with antibodies against CD3,
      CD4, CD8, CD14, CD16, CD19, CD20, CD25, CD27, CD28, CD45RA,
      CD49d, CD62L and CD138 and analyzed flowcytometrically
      according to published methods (Tackenberg et al. 2007). MRI
      T2-hyperintense total lesion volume of each single patient
      has been calculated in a standardized way (MS-programme',
      sag. T2 FS, ax. T1 SE, ax. FLAIR, ax. PD und T2, ax. T1 SE +
      CA) and correlated with the PBL/CSF ratio of specific
      immunecell subsets. EDSS-score at desease onset has been
      taken and a ROC analysis has been performed in cases of
      diverging ratios. In a subgroup of CIS patients (n=18), mean
      fluorescence intensity (MFI) for VLA-4 (CD49d) has been
      measured for different expression levels of CD25 in CD4+
      lymphocytes. RESULTS: Significant differences in CIS PBL/CSF
      ratios have been found for regulatory T- ells, CD19+ B-cells
      and CD16+ monocytes compared to ONID. ROC analysis for the
      samesubsets revealed significance and a specific cut-off has
      been determined to discriminate between ill' and healthy'.
      Positive correlation with cranial total volume lesion load
      has been found for regulatory T-cells (r=0,68) and
      plasmacells (r=0,55), a negative correlation for CD4+ thymic
      emigrants (r=-0,53). Best correlation coefficients could be
      achieved for stratification for early CIS (less than 7
      lesions). VLA-4 MFI on CD4+CD25lo-hi lymphocytes in PBL and
      CSF was significantly higher in patients with OIND than in
      CIS. DISCUSSION: In contrast to controls, patients with CIS
      seem to have a significantly reduced relative proportion of
      regulatory T-cells in cerebrospinal fluid compared with
      peripheral blood and a significantly higher relative
      proportion of CD19 B-cells, memory B-cells and CD16+
      monocytes. Apart from a known dysfunction in regard to
      executive features (Venken et al. 2006), there seems to be a
      quantitative disorder in regulatory T-cells, probably due to
      a reduced cell surface expression of the cell-adhesion
      molecule VLA-4 on CD4+ lymphocytes of patients with CIS. In
      these patients, especially in an early CIS stage, regulatory
      T-cells might have an antiinflammatory effect and the PBL/CSF
      ratio provides a surrogatemarker for diagnosis and disease
      activity. The correlation of plasmacells with the cranial
      total lesion load is most probably considered an incidental
      result. The negative correlation of naive thymic emigrants is
      indicating a possible role in early pathogenesis. In
      conclusion, there seems to be a given dysequilibrium in
      immune homeostasis of certain leukocytes involved in
      pathogenesis and pathophysiology of early MS that is probably
      the result of a disturbed cell surface adhesion molecule
      expression. The numerical quantity of the relative
      dysbalances in peripheral blood or cerebrospinal fluid
      represents cerebral inflammation measured in cranial MRI and
      is probably suited as lab marker for diagnosis of
      CIS.
description: EINLEITUNG: Das
      Klinisch-Isolierte-Syndrom (CIS) bezeichnet das Auftreten
      eines ersten fokal-neurologischen Defzits für mindestens 24
      Stunden und ist verdächtig für die Entwicklung einer
      Multiplen Sklerose (Kappos u. a. 2006). Neben autoreaktiven,
      proinflammatorischen T-Zellen (Bhat, Steinman 2009), spielen
      auch andere Komponenten des zellulären Immunsystems wie
      B-Zellen, Plasmazellen, Monozyten und Makrophagen des eine
      wichtige Rolle in der Pathogenese (Schneider-Hohendorf u. a.
      2010; Kuenz u. a. 2008; Walter u. a. 2006). Insbesondere
      CD25high regulatorische T-Zellen sind aufgrund einer
      gestörten Effektorfunktion bei der MS involviert (Venken u.
      a. 2010). Darüberhinaus existieren Hinweise auf eine
      Verminderung von VLA-4, ein Protein für die Diapedese über
      die Blut-Hirn-Schranke, auf TREG bei RR-MS (Stenner u. a.
      2008). Somit ist die Aufrechterhaltung einer Immunhomöostase
      über die humoralen Kompartimente von großer Wichtigkeit für
      Initiierung und Kontrolle der entzündlichen Reaktion im ZNS
      (Engelhardt, Ransoho 2005; Feger u. a. 2007a). Sowohl als
      Prediktor in Bezug auf Häufigkeit und Schwere konsekutiver
      Schübe als auch für den späteren Grad der Behinderung werden
      magnetresonanztomografische Befunde benutzt (Brex u. a. 2002;
      Kappos u. a. 2006). Die vorliegende Arbeit untersucht die
      Fragestellung, ob eine Dysbalance zwischen Blut- und
      Liquorkompartiment bei Patienten mit CIS besteht und ob die
      zentralnervöse Entzündung, gemessen anhand der Läsionslast im
      cMRT, korreliert. MATERIAL: Blut- und Liquorproben von 64
      unbehandelten Patienten mit CIS, 18 mit MS und 43 mit
      anderen, nicht-entzündlichen neurologischen Krankheiten (ANK)
      wurden mit Antikörpern gegen CD3, CD4, CD8, CD14, CD16, CD19,
      CD20, CD25, CD27, CD28, CD45RA, CD49d, CD62L und CD138
      gefärbt und durchflußzytometrisch gemäß publizierter Methoden
      untersucht (Tackenberg u. a. 2007). Die kumulative
      T2-hyperintense Läsionslast wurde von allen Patienten mit CIS
      bestimmt (standardisiertes "MS Programm" mit dem Wichtungen
      sag. T2 FS, ax. T1 SE, ax. FLAIR, ax. PD und T2, ax. T1 SE +
      KM) und mit dem Quotienten der Häufigkeit bestimmter
      Leukozytensubpopulationen im Blut- und Liquor korreliert.
      Weiterhin wurde der EDSS-Score bei Diagnosestellung erhoben
      und eine ROC-Analyse bei divergierenden Quotienten
      durchgeführt. Bei einer Subgruppe der CIS-Patienten (n=18)
      wurde die mittlere Fluoreszenintensität (MFI) für VLA-4
      (CD49d) für verschiedene Expressionsniveaus von CD25 auf CD4+
      T-Lymphozyten bestimmt. Ergebnisse Signifikante Unterschiede
      der Quotienten fanden sich für regulatorische T-Zellen, reife
      B-Zellen, Memory BZellen und CD16+ Monozyten im Vergleich von
      Patienten mit CIS und ANK. Bei den selben Zellpopulationen
      ergab die ROC-Analyse der Quotienten signifikante Werte und
      es konnte ein Grenzwert errechnet werden, um zwischen krank
      und gesund zu diskriminieren. Eine positive Korrelation mit
      der kranialen Läsionslast fand sich für regulatorische
      T-Zellen (r=0,68) und Plasmazellen (r=0,55), eine negative
      Korrelation für CD4+ Thymusemigranten (r=-0,53). Die beste
      Korrelation wurde meist für die Stratifizierung nach sehr
      frühem CIS erreicht (weniger 7 Läsionen). Die MFI für VLA-4
      auf CD4+CD25lo-hi Lymphozyten im PBL und CSF war signifikant
      höher bei Patienten mit ANK als bei CIS. DISKUSSION: Im
      Gegensatz zu Kontrollpersonen ist bei CIS Patienten der
      relative Anteil von regulatorischen CD4+ T-Zellen im
      Liquorkompartiment im Vergleich zum peripheren Blut
      signifikant erniedrigt und bei reifen B-Zellen, Memory
      B-Zellen und CD16+ Monozyten erhöht. Neben einer exekutiven
      Dysfunktion für regulatorische T-Zellen (Venken u. a. 2006)
      scheint auch ein quantitativer Defekt vorzuliegen,
      verantwortlich ist möglicherweise eine reduzierte Expression
      des Zelladhäsionsmolekül VLA-4 auf Lymphozyten bei Patienten
      mit CIS. Bei Patienten im frühen Stadium haben regulatorische
      Zellen im Liquor möglicherweise einen antiinflammatorischen
      Effekt und der Quotient kann einen labortechnischen
      Surrogatparameter für Diagnosestellung und
      Entzündungsaktivität darstellen. Die Korrelation des
      Quotienten für Plasmazellen mit der Läsionslast ist am
      ehesten als zufallsbedingt zu werten. Aus der Korrelation für
      naive Thymusemigranten ergibt sich eine denkbare Rolle in der
      frühen Pathogenese des CIS. Zusammenfassend scheint eine
      Dysbalance in der Immunhomöostase verschiedener in die
      Pathogenese involvierter Zellen beim CIS vorzuliegen, die
      möglicherweise auf Defekte in Zelladhäsionsmolekülen auf der
      Oberfläche zurückzuführen ist. Die Ausprägung des relativen
      Ungleichgewichts im Blut oder Liquor kann dabei das Ausmaß
      der zerebralen Entzündung im kranialen MRT bestimmen und
      eventuell zur Diagnosestellung benutzt werden.