Inhibition of Th1 Responses Prevents Inflammatory Bowel Disease in scid Mice Reconstituted with CD45RBhi CD4+ T Cells

Introductie Idiopathic Inflammatory Bowel Disease (IBD) oftewel chronische darmonsteking : 2 grote ontstekingsziekten : Ziekte van Crohn (CD) Ulceratieve colitis (UC) 0.2 % van de westerse bevolking Etiologie is onbekend (idiopatisch), maar waarschijnlijk fout in immuunrespons op de normale darmflora

Noodzaak voor dierlijke modellen : Modellen gebaseerd op mutaties voor specifieke immunologische receptoren, chemokines, etc.. Muizenmodellen door reconstitutie van C.B.-17 scid muizen met bepaalde subsets van de CD4+ (CD45RBhi) populatie van Balb/c muizen  Ontwikkelden allen een intestinale ontsteking  Bevestiging van fout in immuunregulatie Informatie over pathogenese Induceerbaar TNF en IFNγ mediatoren?

Resultaten Verloop van colitis : - ‘wasting disease’3-5 weken na reconstitutie - colitis zichtbaar 5 weken na reconstitutie Karakteristieken van colitis: - leukocyt infiltraties - epitheliale cellen hyperplasie - verlies van mucine secretie - cellen - ulcera met fissura Infiltratie bestaat voornamelijk uit mononuclearen (macrofagen en CD4+ T cellen)

Onderzoek cytokine productie door infiltrerende CD4+ cellen:  in vitro stimulatie met anti-CD3 van CD4+ populaties van controlegroep (Balb/c) en gereconstitueerde muizen

Onderzoek cytokine productie door infiltrerende CD4+ cellen: Colitis gaat gepaard met: 20x verhoogde productie van IFNy 10x verhoogde productie van IL3 licht verhoogde productie van IL10 IL-4 werd in beide groepen niet gedetecteerd  IFNy productie overeenkomstig als bij Th1 reactie

Belang van IFNy en TNF ? Belangrijke mediatoren bij de Th1 gemedieerde respons Toevoegen van antilichamen : anti-TNF, anti-IFNy, MAb (controle) aan gereconstitueerde muizen. Vergelijken met normale CD4+ populatie. Toevoegen van anti-lichamen 1 en 14 dagen na reconstitutie  Procentueel gewichtsverlies/winst volgen

Belang van IFNy en TNF? Stabilisatie van gewicht bij anti-IFNy en geen ‘wasting disease’ Geen onderscheid zieke controle groep en groep met anti-TNF Gewichtsverlies treedt op 3 weken na reconstitutie

Belang van IFNy en TNF? De igG1 rat antilichamen hebben een halftijd van 3 dagen. Geven van een wekelijkse dosis anti-INFy, anti-TNF of MAb GL113. Nu zowel anti-TNF als anti-INFy effectief

Belang van IFNy en TNF? Desalniettemin , beste behandeling is deze waarbij men ook de CD45RBlo populatie gaat mee transfereren.  niet-complete neutralizatie door de anti-lichamen is waarschijnlijk NIET de oorzaak

Belang van IL-10 en IL-4 ? TNF en IFNy geven ons bewijs dat het een Th1 gemedieerde immuunrespons is IL-4 en IL-10 zijn bekende inhibitoren van voor de synthese van IFNy en TNFa. Dagelijks toevoegen van PBS en PBS met rIL-4 of rIL-10

Belang van IL-10 en IL-4 ? rIL-4 heeft geen effect (geen onderscheid met enkel PBS) rIL-10 heeft wel een gunstig effect  Geen langdurig effect, bij stopzetting van behandeling, ontwikkeling van colitis.

Hypothese anti-IFNy en rIL-10 hebben beiden gunstig effect anti-IFNy heeft echter ook langdurig effect  Verandert anti-IFNy behandeling de celpopulatie naar een IL-4 en IL-10 producerende populatie Test meten van de mRNA-niveaus na de verschillende behandeling

Hypothese vermindering van de TNF en IFNy levels bij de effectieve behandelingen GEEN verandering in de IL-10 en IL-4 levels

Expansie rIL-10 en inoculatie met een normale CD4+ populatie gaven een duidelijke concentratievermindering in de milt en dus verminderde expansie

Discussie Analyse van lymfokine mRNA en lymfokine secreterende cellen van kinderen met UC, CD en controle. verhoogde expressie IL-2 meer IFNy secreterende T-cellen Bij kinderen met CD in vergelijking met de andere groepen.  activatie van Th1 cytokines in de mucosa van CD en niet bij UC patienten

Rol van IFNy effector molecule  epitheel : -verhoogde celtransmigratie -verhoogde permeabiliteit  plus TNFα :verhoogde expressie van celadhesie moleculen op het vasculair endotheel en dus recrutering fysiologische activator van macrofagen  verhoogde productie van ontstekings mediatoren Typisch voor IBD bij mensen invloed op Th subset ontwikkeling  omzetting Th1 naar Th2 : geen bewijs

Rol van TNF Rol van IL-10 Rol van IL-4 belangrijke mediator in de ziekte anti-TNF MAb heeft geen langdurig effect , dus geen invloed op T cel populatie Rol van IL-10 werkt vooral als inhibitor op de cytokine synthese (TNF en IFNy) in de Th1 populatie geen lang termijn werking werking vooral via andere cellen en daarom moeilijk aantoonbaar ‘in vitro’ in vivo andere werking dan in vitro: beschermt tegen endotoxische shock Rol van IL-4 gelijkend op IL-10, maar in deze pathogenese niet merkbaar?

Bedenkingen actieve inhibitie van pathogene CD4+ T Cel populaties, mechanisme onbekend andere hypothese : B cel ‘hyperresponsive’ door gebrek aan IL-2 producerende Th1 cellen Gebaseerd op - mutaties in TCR => wel colitis RAG 1 => geen colitis - knockout IL-2 gen => wel colitis Tegengesteld aan voorgaande hypothese  verschillende mechanismen/ pathogenese of ziektes?

Besluit Th1 cellen betrokken in de pathologie van IBD in ons model IFNy een belangrijke rol in de pathologie administratie van rIL-10 voorkomde ontwikkeling van colitis  IL-10 mogelijk als therapeutisch middel