Mechanism of dendritic cell-based vaccination against Leishmania major

Die Impfung mittels Antigen-beladener dendritischer Zellen [DZ] ist mittlerweile eine gut etablierte Technik, die dann zum Einsatz kommt, wenn Standard-Impftechniken versagen, vor Krankheiten zu schutzen beziehungsweise diese zu heilen. Die Effizienz dieser Technik konnte bereits fur diverse Infektionskrankheiten und Krebserkrankungen in experimentellen Tiermodellen sowie am Menschen gezeigt werden. Hierbei ist die Moglichkeit zur wohldefinierten Manipulation und Antigenbeladung der DZ ein groser Vorteil gegenuber den konventionellen Ansatzen. Jedoch ist vor allem bei der Anwendung im klinischen Bereich die Praparation, Herstellung und Manipulation dieser autologen DZ mit einem erheblichen technischen, zeitlichen sowie finanziellen Aufwand verbunden. Hinsichtlich einer Praventivimpfung gegen eine pandemische Infektionskrankheit, die in hauptsachlich unterentwickelten Landern vorkommt, wird dieser Aufwand sicherlich ein Hindernis darstellen. Daher muss fur solche Falle ein masgeschneiderter Impfstoff entwickelt werden, der sich am Vorbild des effektiven DZ-basierten Impfstoffs orientiert. Fur die Impfung gegen die Leishmania Parasiten besteht so ein DZ-basierter Impfstoff bereits. Dessen Wirkung, eine T-Zell Antwort vom Typ Th1 zu induzieren, wurde bereits in mehreren Veroffentlichungen demonstriert. Zusatzlich hat aber eine unserer Studien gezeigt, dass das typische Th1-bezogene Zytokin IL-12 zur Differenzierung naiver T-Zellen nicht von den injizierten DZ bereitgestellt werden muss, sondern von der geimpften Maus. Dies gab erste Hinweise auf eine starkere Beteiligung des Wirts-Immunsystems als zuvor angenommen. Daher sollte hier vertieft der Mechanismus dieser DZ-basierten Impfung untersucht werden, wobei modifizierte Impfstoff-Ansatze zum Einsatz kommen sollten. Dabei wurden die Fragen nach der vom Impfstoff transportierten Information und dem Empfanger dieser Information berucksichtigt. Das aktuelle Paradigma zur DZ-basierten Impfung besagt, dass transferierte DZ im direkten Kontakt mittels dreier Signale T-Zellen stimulieren und aktivieren. Dafur mussen diese DZ mit dem entsprechenden Antigen beladen und aktiviert worden sein um das Antigen-Peptide mittels MHC Molekul im Kontext der Co-Stimulation prasentieren zu konnen. Jedoch zeigt diese Studie hier, dass weder eine Aktivierung der DZ noch die Prasentation des Antigens mittels passender MHC Molekule notwendig ist fur die Induktion einer protektiven Immunantwort gegen Leishmania Parasiten. Aufgeschlossene, mit Antigen beladene DZ mussen nicht vor dem Transfer mit CpG ODN aktiviert worden sein, um entsprechende Immunitat zu verleihen. Ebenso hat der MHC Typ in diesem Falle auch keinen Einfluss auf die Effektivitat des Impfstoffs. Da im Weiteren aufgeschlossene mit Leishmania-Antigen beladene Makrophagen nach Impfung die gleiche Wirkung erzielen, wie vorangegangene DZ-basierte Impfstoffe, konnen keine DZ spezifischen Mechanismen Schlusselkomponenten der Induktion einer protektiven Immunitat sein. Daruber hinaus konnte gezeigt werden, dass die DZ der geimpften Mause, eine masgebliche Rolle bei der Verarbeitung transferierter Signale spielen. Suspensionen aufgeschlossener DZ stellen eine Kombination aus freigesetzten loslichen Molekulen sowie Membranvesikeln dar, die sich nach dem Aufschluss gebildet haben. Nach Auftrennung dieser beiden Fraktionen konnte gezeigt werden, dass ausschlieslich die Membran-Fraktion nach Verimpfung eine geeignete Immunantwort zum Schutz vor Leishmania Parasiten induzieren kann. Als Vorteil dieser Aufreinigung erweist sich zudem die stabile Lagermoglichkeit bei -80°C. Somit ist klar gezeigt, dass die Immunitat-verleihende Einheit dieser Impfstoffvarianten in der Membran-Fraktion liegt. Verfolgt man die Induktion Th1-zugehoriger Zytokine in in vivo Experimenten so ergibt sich im Falle der Gesamtsuspension aufgeschlossener, mit Leishmania-Antigen beladener DZ ein klares Bild. Diese Suspension erzeugt das volle Spektrum der DZ-basierten Impfung gegen Leishmania Parasiten. Es kann sowohl Produktion von IL-12 und IL-2 als auch eine antigenspezifische T-Zell Proliferation nach Stimulation von Splenozyten mit der entsprechenden Suspension verzeichnet werden. Auserdem produzieren Splenozyten von entsprechend geimpften Mausen nach Stimulation mit Leishmania-Antigen erhebliche Mengen des entscheidenden Zytokins IFNγ. Obwohl jedoch die Verimpfung aufgereinigter Membranvesikel dieses Ansatzes im Tierversuch zu biologisch sowie statistisch signifikanten Ergebnissen fuhrt, lassen sich die entsprechend Th1-bezogenen Zytokine im in vivo Ansatz nur in geringen Mase nachweisen. Ob dies jedoch fur einen in vivo unbemerkten Aktivitatsverlust des Vakzins oder fur andere lymphatische Organe als Ort der T-Zell Instruktion spricht, ist noch unbekannt und muss noch geklart werden.