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Hintergrund: Myeloid derived suppressor cells (MDSC) sind eine heterogene Population von Leukozyten, welche bei Tumorerkrankungen vermehrt entstehen und die körpereigene Immunantwort gegen den Tumor unterdrücken. Tierexperimentell gibt es Hinweise auf ihre immunmodulatorische Bedeutung im Rahmen von bakteriellen und viralen Infektionen.

Yersinien sind bei Kindern in Deutschland ein bedeutender Erreger von gastrointestinalen Infektionen. Zu den drei humanpathogenen Yersinienstämmen zählen Y. enterocolitica, Y. pseudotubercolosis und Y. pestis. Alle drei haben effektive Mechanismen entwickelt, das Immunsystem des Wirts zu Ihren Gunsten zu beeinflussen. Hierzu zählt v.a. das Typ 3 Sekretionssystem (TTSS), welches für die Sekretion von Pathogenitätsfaktoren, den Yops (Yersinia outer proteins) verantwortlich ist.

Fragestellung:

1.

Ist die Induktion von MDSC ein bisher nicht bekannter immunmodulierender Mechanismus von Yersinien?

2.

Welche Rolle hierbei spielen die unterschiedlichen Yops?

3.

Über welche Mechanismen und Effektorzellen wird die Immunmodulation vermittelt?

Material und Methoden: Die PBMC Fraktion gesunder erwachsener Spender wurde mit Kulturüberständen von verschiedenen genetisch manipulierten Yersinienstämmen kokultiviert. Nach 6 Tagen wurde die Anzahl von MDSC (CD33⁺CD14^lowHLA-DR^-) mittels Durchflusszytometrie bestimmt. MDSCs wurden anschließend mittels magnetic activated cell sorting (MACS) isoliert. Isolierte MDSCs wurden zu CFSE-markierten PBMC hinzugegeben (Ratio MDSC zu PBMC = 1:2 und 1:6) und nach 96h Stimulation mit anti-CD3 (OKT3, 5 µg/ml) und rekombinantem Interleukin-2 (IL-2, 100 IE/ml) wurde die Proliferation von CD4⁺ und CD8⁺ T-Zellen durchflusszytometrisch analysiert.

Ergebnisse: Nach Kokultur mit Yersinien-Überständen entstehen aus der PBMC-Fraktion gesunder Spender nach 6 Tagen signifikant mehr MDSC (CD33⁺ HLA-DR^-) als bei der Kontrolle ohne Zugabe der Überstände. Die induzierten MDSCs ähnelten sowohl morphologisch anhand physikalischer (Forward-Side-Scatter in der Durchflusszytometrie) und lichtmikroskopischer (May-Grünwald-Giemsa-Färbung) Kriterien als auch immunologisch (CD33⁺CD14^lowCD11b^highHLA-DR^-) granulozytären Zellen. Die induzierten MDSC waren funktional, da sie sowohl die CD4- als auch CD8- T-Zell-Proliferation auf Antigen-unabhängige Stimulation dosisabhängig reduzierten.

Schlussfolgerung und Ausblick: Die Induktion von MDSC könnte einen wichtigen Mechanismus von Yersinien darstellen, der Bekämpfung durch das menschliche Immunsystem zu entkommen. Wir untersuchen aktuell anhand von genetisch veränderten Yersinien-Stämmen, welche Rolle hierbei das TTSS und die verschiedenes Yops spielen. Außerdem wollen wir durch Einsatz von kleinen Inhibitormolekülen den Mechanismus der MDSC-vermittelten Immunsuppression aufklären.