Studies on the function of CD4CD25 regulatory T cells: An in vitro approach

Abstract

Immunological self-tolerance is a state of the whole organism where deleterious responses are either avoided or regulated. Breaking of immunological tolerance will lead to autoimmune disease or chronic inflammatory conditions. T cell maturation in the thymus generates a peripheral T cell pool with an enormous TCR repertoire, from which specific T cells are selected and activated upon encounters with pathogens. However, potentially autoaggressive T cells are also produced by the thymus. In order to prevent these autoreactive T cells from causing disease, the immune system has evolved several distinct mechanisms by which they are regulated. Recently, it has become apparent that regulatory T cells are crucial for the maintenance of self-tolerance. One such population of regulatory T cells, the CD4+CD25+ T cells, has been shown to regulate the induction of various autoimmune diseases. CD4+CD25+ T cells also suppress activation-induced proliferation of CD4+CD25- T cells in vitro. The aim of this thesis is to find out how CD4+CD25+ T cells function in vitro. We present data showing that the CD4+CD25+ T cell-mediated suppression of CD4+CD25- T cells in vitro, is strictly dependent on the presence of antigen-presenting cells. Moreover, we show that CD4+CD25+ T cells down-modulate the costimulatory molecules CD80 and CD86 on dendritic cells. We also demonstrate that the down-modulation of CD80 and CD86 on dendritic cells is sufficient for inhibiting the proliferation of CD4+CD25- T cells. Furthermore, we found that the down-modulation of CD80 and CD86 on dendritic cells is mediated by CD152 expressed by the CD4+CD25+ T cells. Together these data suggest that one major mechanism by which CD4+CD25+ T cells suppress proliferation of CD4+CD25- T cells in vitro, is by a CD152-mediated down-modulation of costimulatory molecules on antigen-presenting cells.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Immunsystemet består av en specifik och en ospecifik del som samarbetar när ett immunsvar sätts igång. Den specifika delen utgörs av T och B celler som med specifika ytreceptorer, så kallade antigen-receptorer, känner igen och aktiveras av främmande ämnen (antigen). För att T celler skall aktiveras av antigen, krävs det att dendritiska celler inom den ospecifika delen av immunsystemet plockar upp och bryter ner antigenet så att det kan kännas igen av T cellernas antigen-receptorer. Specificiteten hos dessa antigen-receptorer bildas slumpmässigt vilket gör att ingen T cell är den andra lik med avseende på antigen-receptor. Detta leder också till att den sammantagna antigen-receptor uppsättningen hos en enskild individ är näst intill oändligt stor. Därför kan också immunsystemet reagera specifikt på i stort sett vilket antigen som helst.



Risken med att generera antigen receptorer slumpmässigt är att det kan bildas T och B celler med antigen-receptorer som är specifika mot självantigen. Faktum är att alla normala friska individer bildar självspecifika T och B celler. Dessa självspecifika celler skulle därför kunna sätta igång immunsvar som är riktade mot individens egna organ. För att förhindra detta är immunsystemet utrustat med olika reglerande mekanismer. När dessa reglerande mekanismer fallerar uppstår autoimmuna sjukdomar. Detta är kroniska inflammatoriska sjukdomar, till exempel Multipel Scleros (MS) eller reumatism, som sakta men säkert förstör det organ som är angripet. Insulinberoende diabetes (IDDM) är ett annat exempel. I detta fall förintar immunsystemet de insulinproducerande cellerna i bukspottskörteln redan vid ung ålder.



På senare tid har det blivit uppenbart att funktionen hos en särskild grupp T celler, utgör en viktig mekanism för att förhindra uppkomsten av autoimmuna sjukdomar. Dessa T celler kallas regulatoriska T celler och experiment utförda i försöksdjur har visat att de regulatoriska T cellernas funktion är just att förhindra de naturligt förekommande självspecifika T cellerna från att orsaka autoimmuna sjukdomar.



Syftet med denna avhandling är att förstå hur regulatoriska T celler fungerar. Därför har vi studerat hur regulatoriska T celler kontrollerar andra T celler i cell kultur. Eftersom samarbetet mellan T celler och dendritiska celler är avgörande för att immunsvar skall kunna inledas har vi särskilt studerat hur dendritiska celler påverkas av regulatoriska T celler. Det främsta fyndet i denna avhandling är att regulatoriska T celler kan förhindra andra T celler från att aktiveras genom att stänga av den stimulerande förmågan hos dendritiska celler. Vi har också identifierat de cellmembran proteiner som regulatoriska T celler använder sig av för att påverka dendritiska celler. Interaktionen mellan regulatoriska T celler och dendritiska celler leder till en nedreglering av andra cell membran proteiner hos dendritiska celler som är avgörande för att dendritiska celler skall kunna aktivera T celler. Kunskap om hur regulatoriska T celler förhindrar uppkomst av autoimmuna sjukdomar, tillsammans med andra reglerande mekanismer, är grundläggande för utveckling av mer specifika läkemedel mot autoimmuna sjukdomar, eftersom detta kan öppna möjligheter för att stimulera och kontrollera dessa celler hos patienter med kroniska inflammatoriska sjukdomar.

• author: Cederbom, Lukas
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Dr Powrie, Fiona, Oxford
• organization: Immunology (research group)
• publishing date: 2001
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Immunology in the medical area
• keywords: Immunology, CD152, Costimulation, Dendritic cells, Regulatory T cells, CD4+CD25+, serology, transplantation, Immunologi, serologi
• pages: 204 pages
• defense location: GK-salen, Biomedicinskt centrum, Sölvegatan 19, Lund
• defense date: 2001-11-01 10:15:00
• ISBN: 91-628-4996-4
• language: English
• LU publication?: yes
• id: 02137526-e41e-4a91-8076-d560c734ba92 (old id 41968)
• date added to LUP: 2016-04-04 10:37:16
• date last changed: 2018-11-21 20:59:49