Analysis of the modulation of allergic immune responses in an establihed humanized mouse model
Final Report Abstract
Allergische Erkrankungen vom Soforttyp wie allergische Rhinitis (Heuschnupfen), Asthma und atopisches Ekzem (Neurodermitis) haben in den letzten Jahren immer mehr zugenommen. Obwohl die Mechanismen dieser IgE-vermittelten Erkrankungen wie auch die Wirkungsweise der einzig vorhandenen kausal ansetzenden Allergen-Immuntherapie bereits gut verstanden werden, sind weitere Untersuchungen notwendig, vor allem bei Nahrungsmittelallergien, wo die Allergen-Immuntherapie aufgrund des Risikos eines anaphylaktischen Schocks nicht eingesetzt werden kann, dringend notwendig. Hierzu stehen neben in vitro Untersuchungen unterschiedliche Allergie-Mausmodelle zur Verfügung, deren Ergebnisse jedoch nicht immer auf den Menschen übertragen werden können. Zur Lösung dieses Problems wurde daher ein humanisiertes Allergie-Mausmodell entwickelt, indem humane Zellen allergischer Donoren zusammen mit dem entsprechenden Allergen in immundefiziente Mäuse injiziert werden. Drei Wochen nach dem Zelltransfer kann in solchen Tieren nach entsprechender Allergenprovokation (intranasal, oral oder rektal) eine Allergeninduzierte Lungen- oder Darmentzündung nachgewiesen werden. Im Rahmen des hier geförderten Projektes wurde in diesem etablierten humanisierten Allergie-Mausmodell der Einfluss von regulatorische T-Zellen (Treg) analysiert. Es konnte demonstriert werden, dass die gleichzeitige Injektion von Treg sowohl die Allergen-spezifische IgE-Produktion im Serum der Tiere inhibierte wie auch die IgE-abhängige Darm- und Lungenentzündung. Dieser inhibitorische Effekt konnte durch vorherige in vitro Aktivierung noch gesteigert werden und durch Blockade des nur auf aktivierten Treg exprimierten Moleküls GARP (“Glycoprotein A Repetitions Predominant“) aufgehoben werden. Umgekehrt führte die alleinige Gabe von GARP selbst zu einer Treg Induktion und dadurch ebenfalls zu einer Hemmung der allergischen Immunantwort. Neben diesen erfolgreich publizierten Experimenten mit Treg wurden auch IL-10-behandelte tolerogene Allergen-gepulste DC zusammen mit T- und B-Zellen in die immundefizienten Mäuse transferiert und deren inhibitorische Wirkung analysiert. Verglichen mit normal ausgereiften Allergen-gepulsten DC waren die tolerogenen IL-10-DC zwar schlechtere Stimulatoren, führten jedoch zu keiner Inhibition der durch T- und B-Zellen alleine ausgelösten allergischen Darm- und Lungenentzündung. Untersuchungen zur Allergen-Immuntherapie der humanisierten Mäuse ergaben, dass durch subkutane Injektion hoher Allergendosen die IgE-Produktion und teilweise auch Atemwegshyperreaktivität nur in den Tieren inhibiert werden konnte, die vor der Therapie über einen hohen humanen IgE-Spiegel im Serum verfügten, während ansonsten eher eine Steigerung des IgE-Gehaltes nachweisbar war. Die gleichzeitige Therapie mit dem TLR4 Agonisten LPS hatte dabei einen synergistischen Effekt, während dies nach Verabreichung eines TLR9 Agonisten nicht beobachtet werden konnte. Schließlich wurde das humanisierte Mausmodell auch auf die Th1-vermittelte und HLA-DQ2 oder –DQ8 abhängige Zöliakie übertragen. Hierfür wurden HLA-DQ8 transgene immundefiziente Tiere verwendet und es konnte ein Gewichtsverlust und eine Darmentzündung in mit Gluten-haltigem Futter und Gliadinbehandelten Tieren nach PBMC Transfer HLA-DQ8-positiver Spender detektiert werden.
Publications
- Activated glycoprotein A repetitions predominant (GARP)-expressing regulatory T cells inhibit allergeninduced intestinal inflammation in humanized mice. J Allergy Clin Immunol 2015;136:159-68
Eschborn M, Weigmann B, Reissig S, Waisman A, Saloga J, Bellinghausen I
(See online at https://doi.org/10.1016/j.jaci.2015.04.020) - Translating Treg Therapy in Humanized Mice. Front Immunol 2015; 6: 623
Hahn SA, Bellinghausen I, Trinschek B, Becker C
(See online at https://doi.org/10.3389/fimmu.2015.00623) - Analysis of allergic immune responses in humanized mice. Cell Immunol 2016; 308:7-12
Bellinghausen I, Saloga J
(See online at https://doi.org/10.1016/j.cellimm.2016.07.008)
