ITEM METADATA RECORD
Title: alteration of leukocyte populations in experimental autoimmune encephalomyelitis by immunomodulation
Other Titles: wijziging van leukocyt populaties in experimentele auto-immuun encefalomyelitis door immuunmodulatie
Authors: Berghmans, Nele
Issue Date: 17-Sep-2008
Abstract: Reeds gedurende verscheidene jarenwordt in ons laboratorium onderzoek verricht naar de rol van interferone n in diverse ziektebeelden met behulp van relevante diermodellen. Experimente le auto-immuun encephalomyelitis (EAE) is een goed gekarakteriseerd diermod el voor de ziekte multiple sclerose (MS). Beide ziektebeelden worden gekenmerkt door een ontstekingsreactie in het centraal zenuwstelsel (CZS), die veroorzaa kt wordt door infiltratie van polymorfe en mononucleaire cellen, voornameli jk ter hoogte van de bloedvaten. Studies uitgevoerd in ons laboratorium en late r bevestigd door anderen, onthulden een ziekteremmende rol voor interferon -gamma (IFN-gamma) in de pathogenese van EAE en andere auto-immuun modellen zoals collageen-geïnduceerde arthritis (CIA). In CI A werd een verklaring gevonden voor het onderdrukkende effect van IFN-gamma in het gebruik van mycobacteriën in het inductieprotocol. De hitte-gedode mycobacteriën veroorzaken een expa nsie van CD11b+ cellen die onderdrukt wordt door IFN-g. Recent werd een cruci ale rol toegeschreven aan IL-17-producerende T helper cellen (Th17) in de pathog enese van verscheidene auto-immuunziekten. Daarnaast werd aangetoond dat IFN-g amma de vorming van Th17 cellen in vitro onderdrukt. In deze thesis onderzochten we daarom de mogelijkhe den dat IFN-gamma zijn beschermend effect in EAE uitoefent door inhibitie van mycobacteriën-geïnduceerde myelopoëse of via een effect op de ontwikkeli ng van Th17 cellen. Verder vormt toediening van exogeen IFN-beta een strategie die in toenemende mate gebruikt wordt voor de behandeling van antivirale ziekten en MS. De zoektocht naa r nieuwe therapeutische strategieën voor de behandeling van MS was eveneen s een doelstelling van dit doctoraal werk. In een eerste studie bewezen we dat in EAE het ziekteremmend effect van IFN-gamma niet kan toegeschreven wor den aan een inhibitorisch effect op myelopoëse uitgelokt door de hitte-gedode mycoba cteriën aanwezig in het ‘complete Freund’s adjuvant’ (CFA). We konden aantonen d at gedode mycobacteriën in CFA, dat als standaard adjuvant gebruikt wordt b ij de inductie van actief geïnduceerde EAE, een extramedullaire myelopoëse en expansie van CD11b+ cellen uitlokken in vivo. In tegenstelling tot de bevindingen in CIA werd de expansie van CD11b+ cellen niet geremd door endogeen IFN-gamma. De hogere gevoeligheid van a nti-IFN-gamma-behandelde en IFN-gamma knock-out (KO) muizen ging niet ge paard met een meer uitgesproken expansie van CD11b+ cellen in vergelijking met de controlemuizen. Deze observatie werd verder ondersteund in het adopti ef transfer model van EAE, een model dat niet geassocieerd was met een uitgesproken extramedullaire expansie van CD11b+ cellen. Nochtans had endogeen IFN-gamma ook een beschermende werking in de pathogenese van dit EAE model. Onze resultate n toonden aan dat het suppressief effect van IFN-gamma toe te schrijven is aan een afremming van de migratie van immuuncompetente cellen van de perifere lymfoïde organen na ar het CZS. Anti-IFN-gamma-behandelde en IFN-gamma KO muizen hadden een lager aantal cellen en CD11b+ cellen in de milt en vertoonden een meer uitgesproken infiltratie van monocyten/macrofagen en neutrofielen in het ontstoken CZS in vergelijking met controledieren. We vulden deze studie aan door aan te tonen dat ook in adoptief transfer EAE de preferentiële infi ltratie van neutrofielen en CD4+ cellen in het ruggenmerg van zieke dieren, geïnduceerd voor adoptief transfer, ernstiger werd in afwezigheid van IF N-gamma. Onze gegevens tonen aan dat zowel in actief geïnduceerde EAE als adoptief transfer EAE, IFN-gamma de migra tie van immuuncellen uit de periferie nar het CZS tegenwerkt en geven een mogelijke verklaring voor het beschermend effect van IFN-gamma in EAE. In een volgende denkpiste werd onderzocht of in EAE IFN-gamma verantwoordelijk is voor de onderdrukking van de Th17 celpopulatie, gekend voor zijn pathogene rol i n auto-immuunziekten. We stelden een overmaat vast van IFN-gamma-secretere nde Th1 cellen in de milten en weiknopen voor het optreden van de acute ziektefase en tijdens de remissie van chronisch ‘relapsing’ EAE in Biozzi ABH muizen terwijl deze celpopulatie afnam in zieke muizen. Verder toonden we aan, door gebruik te maken van neutraliserende anti-IFN-gamma antilichamen en IFN-gamma KO mu izen, dat de ernstigere vorm van EAE in afwezigheid van IFN-gamma gepaar d ging met verhoogde concentraties van IL-17-producerende cellen. De observatie dat IFN-gamma het aantal Th17 cellen onderdrukt werd verder bewezen door toediening van exogeen IFN-gamma aan Biozzi ABH muizen met EAE. We stelden in de perifere lymfoïde organen een toename van het aantal IFN-gamma+ CD4 cell en en een afname van het aantal IL-17+ CD4 cellen vast. Bovendien werd na toediening van IFN-gamma, het CZS met meer IFN-gamma+ en minder IL-17+ CD4 cellen geïnfiltreerd. Vervolgens konden we aantonen dat toediening van anti-IL- 17 antilichamen de ontwikkeling van EAE volledig onderdrukte in wild-type m uizen en IFN-gamma KO muizen gedeeltelijk beschermde tegen ziekte-ontwikkeling. Bovendien stelden we vast dat het aantal IL-17-producerende cellen en de IL-17 productie in het CZ S afnamen, terwijl de IFN-gamma-producerende cellen in de perifere lymfoïd e organen toenamen. Deze resultaten bewijzen dat IFN-gamma het aantal en/of de activiteit van IL- 17-producerende cellen onderdrukt en geven een verklaring voor het ziekteremmend effect van IFN-gamma in E AE. In een derde gedeelte van ons werk werd het therapeutisch potentieel van het synthetische polyanion ‘chlorite-oxidized oxyamylose’ (COAM) onderzocht in EAE, gebaseerd op de veronderstelling dat COAM IFN-beta induceert. Aangezien de betrokkenheid van dit cytokine reeds uitgebreid werd aangetoond in de pathogenese van MS en EAE, vormt de inductie van e ndogeen IFN-beta een alternatieve doelstelling voor de behandeling van MS. We toonden aan dat intraperitoneale toediening va n COAM bij SJL/J muizen tot een significant verminderd ziektebeeld leidde. Nada t we aangetoond hadden dat de verschillen in de ernst van EAE tussen COAM-beh andelde en saline-behandelde muizen niet verklaard kon worden door IFN-beta prod uctie, onderzochten we de in vivo effecten van COAM op de inflammatoire cellen. Muizen geïmmunisee rd met ruggenmerghomogenaat (RMH) in CFA en behandeld met COAM vertoonden een h ogere influx van leukocyten in de peritoneale holte. We stelden in het periton eaal vocht van COAM-behandelde dieren significant verhoogde concentraties van neutrofielen, macrofagen en CD4+ en CD8+ cellen vast vergeleken met saline-behandelde muizen. Daarnaast was het aantal mestce llen significant gedaald. Een substantieel kleinere populatie neutrofielen we rd aangetroffen in het CZS van COAM-behandelde muizen na ziekte-ontwikkelin g. Deze gegevens tonen aan dat COAM ziektemanifestaties tempert door het weerhou den van witte bloedcellen in de peritoneale holte, wat aanleiding geeft tot verm inderde celmigratie naar het CZS. Samenvattend kunnen we besluiten dat IFN-gamma zijn beschermend effect niet uitoefent via inhibitie van myelopoëse, uitgelokt door immunizatie met R MH in CFA. Het beschermend effect van IFN-gamma in EAE kan verklaard worden do or afzwakking van de influx van immuuncellen in het CZS. Bovendien onderdrukt IFN-gamma de ontwikkeling van Th17 cellen. Daarnaast werd aangetoond dat COAM de infiltratie van voornamelijk neutrofielen op de plaats van inflammatie beperkt via retentie van witte bloedcellen in de peritoneale holte.
Publication status: published
KU Leuven publication type: TH
Appears in Collections:Laboratory of Molecular Immunology (Rega Institute)
Laboratory of Immunobiology (Rega Institute)

Files in This Item:

There are no files associated with this item.

Request a copy

 




All items in Lirias are protected by copyright, with all rights reserved.