Regulatorische T-Zellen (Tregs) sind für die Aufrechterhaltung der feto-maternalen Immuntoleranz in der Schwangerschaft von zentraler Bedeutung. Unsere bisherigen Untersuchungen haben gezeigt, dass der CD4⁺CD127^low+/-CD25⁺-Gesamt Treg Zellpool Varianzen in der Zusammensetzung bzgl. unterschiedlicher Treg-Subpopulationen aufweist, die bei bestimmten gestations-spezifischen Erkrankungen zu einer Verminderung der suppressiven Aktivität des Gesamt-Treg-Zellpools führen. Gegenstand des Vorhabens ist daher der Nachweis dieser unterschiedlichen Treg-Subpopulationen als Prognosefaktoren für das Auftreten bestimmter schwangerschafts-relevanter Erkrankungen, sowie die funktionale Untersuchung dieser Treg-Subpopulationen bzgl. ihrer suppressiven Wirkmechanismen. Dazu soll der CD4⁺CD127^low+/-CD25⁺-Gesamt Treg Zellpool mittels Cell-Sorting in CD45RA⁺DR^--, CD45RA^-DR^-- und CD45RA^-DR⁺-Treg-Subpopulationen aufgeteilt werden und deren suppressive Aktivität bei den einzelnen Erkrankungen mit Hilfe von Suppressionsassays untersucht werden. Mittels Real-time PCR, FACS und ELISA sollen in den einzelnen Treg Subpopulationen Zielmoleküle (IL-10, TGF-HLA-G, cAMP, Granzyme B/Perforin, CD39/CD73) identifiziert werden, die Aufschluss bzgl. funktionaler Mechanismen der unterschiedlichen Treg-Subpopulationen geben können.

Ähnlich wie konventionelle T-Zellen verlassen auch natürlich vorkommende regulatorische T-Zellen (nTregs) den Thymus als naive CD45RA(+)CD31(+)ICOS(+)- oder -ICOS(-)-Recent-Thymic-Emigrants (RTE-Tregs). Bei sukzessiver Aktivierung differenziert ein Teil dieser Zellen zunächst in sogenannte CD45RA(+)CD31(-) ICOS(+)- oder -ICOS(-)-mature naive Tregs (MN-Tregs). Diese kleine, langlebige Treg-Population kann im Alter in der Peripherie proliferieren und dadurch den naiven CD45RA(+)-Tregs Pool aufrechterhalten. Sowohl RTE-, als auch MN-Tregs können bei weiterer Antigenstimulation in CD45RA(-)CD31(-)ICOS(+)- oder -ICOS(-)-Memory Tregs differenzieren, die für die Aufrechterhaltung der Immuntoleranz gegenüber Selbst- und Fremdantigenen von zentraler Bedeutung sind. Im Rahmen dieses Projektes soll untersucht werden, ob im Verlauf einer Schwangerschaft, bzw. nach einer Organtransplantation, der Anteil an ICOS(+)- und ICOS(-)-Tregs am Gesamt-Treg-Pool variiert, bzw. ob die Ausdifferenzierung ICOS(+)- und ICOS(-)-RTEs in ICOS(+)- oder -ICOS(-)-Memory Tregs in der Schwangerschaft, bzw. nach einer Transplantation in vergleichbarer Weise stattfindet. Im Fokus steht hier die Frage ob eine aberranten Entwicklung ICOS(+)- und ICOS(-)-RTEs in ICOS(+)- oder -ICOS(-)-Memory Tregs das Auftreten von gestations-spezifischen Erkrankungen oder einer Transplantatabstoßung maßgeblich beeinflusst. Erste Vorversuche lassen bereits vermuten, dass die verminderte Verfügbarkeit von ICOS(+)- und ICOS(-)-RTEs während der Schwangerschaft, die suppressive Aktivität des Gesamt-Treg-Zellpools maßgeblich beeinflusst. Funktionale Analysen ICOS(+)- und ICOS(-)-Tregs sollen dabei zeigen in wie weit diese beiden Treg-Subpopulationen bei charakteristischen gestations-spezifischer Erkrankungen, bzw. bei der Transplantatabstoßung zum Verlust der suppressiven Aktivität des Gesamt-Treg-Zellpools beitragen. Als Probanden dienen dabei sowohl Patientinnen mit normalem und gestörtem Schwangerschaftsverlauf, als auch nierentransplantierte Patienten mit komplikationslosem postoperativem Verlauf oder akuter Transplantatabstoßung. Diese Untersuchungen dienen der Aufklärung von Treg gesteuerten Mechanismen, die im Vergleich zur Transplantatabstoßung, den Erhalt der Schwangerschaft gewährleisten, sowie der Identifizierung von Treg-Subpopulationen, die für ein Immunmonitoring während einer Risikoschwangerschaft, oder bei Verdacht auf Abstoßung nach einer Organtransplantation von Bedeutung sein können.

Autoimmunerkrankungen sind häufig mit einer überschießenden Antikörperbildung gegen körpereigene intra- und extrazelluläre Antigene assoziiert. Normalerweise wird diese fehlerhafte Reaktion auf Autoantigene durch immunsuppressive CD4+-regulatorische T-Helferzellen (Tregs) kontrolliert und verhindert. In vorhergehenden Projekten unserer Arbeitsgruppe konnte bereits gezeigt werden, dass das suppressive Potenzial dieser Zellen massiv von der Ausschüttung sogenannter „recent-thymic-emigrant-Tregs“ (RTE-Tregs) aus dem Thymus und deren nachfolgende Differenzierung in Memory-Tregs abhängig ist. Inzwischen ist bekannt, dass RTE-Tregs, sowohl als ICOS+-, als auch als ICOS--Tregs aus dem Thymus ausgeschüttet werden, die sich insbesondere durch ihre Proliferations- und Apoptose-Eigenschaften stark unterscheiden und durch unterschiedliche dendritische Zellen induziert werden. Ein Ungleichgewicht in der Immunhämostase, ausgelöst durch eine aberrante Differenzierung von sowohl ICOS+- und ICOS--RTE-Tregs, als auch von CD4+-ICOS+- und ICOS--Responder-RTE-T-Zellen (Tresps) ist sehr wahrscheinlich an der Pathogenese des systemischem Lupus Erythematodes (SLE) beteiligt. Im Rahmen dieses Projektes soll daher untersucht werden, inwiefern die Ausschüttung und die Differenzierung dieser verschiedenen Treg/Tresp-Subpopulationen für die Entstehung und das Aktivitätsausmaß des SLE von Bedeutung ist. Des Weiteren soll untersucht werden, in welchem Ausmaß ICOS+-bzw. ICOS--Tregs zur funktionalen Aktivität der gesamten CD4+CD127low+/-CD25+ -Treg-Population beitragen, bzw. in wie weit die suppressive Aktivität dieser Treg-Subpopulationen bei Patienten mit SLE gestört ist. Ziel diese Untersuchungen ist dabei einen adäquaten Prognose Marker zur Bestimmung der Krankheitsaktivität des SLE zu identifizieren.

Prof. Dr. M. Zeier, PD Dr. M. Schaier
Innere Medizin I, Sektion Nephrologie, Universitätsklinik Heidelberg
 
Prof. Dr. S. Meuer
Institut für Immunologie, Universitätsklinik Heidelberg
 
Prof. Dr. E. Schmitt,
Institut für Immunologie, Universitätsklinik Mainz
 
Prof. Dr. K. Mahnke, Universitäts-Hautklinik, Heidelberg
 
Prof. Dr. K. Müller-Tidow, Dr. V. Eckstein
Innere Medizin V, Hämatologie, Onkologie und Rheumatologie
Universitätsklinik Heidelberg
 
Prof. Dr. Hanns-Martin Lorenz
Innere Medizin V - Hämatologie, Onkologie und Rheumatologie
Universitätsklinik Heidelberg

M. Schaier, C. Gottschalk, L. Uhlmann, C. Speer, F. Kälble, V. Eckstein, C. Müller Tidow, K. Mahnke, H.M. Lorenz, M. Zeier, A. Steinborn
Immunosuppressive therapy influences the accelerated age-dependent T-helper cell differentiation in systemic lupus erythematosus remission patients
Arthritis Res Ther 18: 278, 2018.
 
M. Schaier,  A. Leick, L. Uhlmann, F. Kälble, C. Morath, V. Eckstein, A. Ho, C. Müller-Tidow, S. Meuer, K. Mahnke, C. Sommerer, M. Zeier, A. Steinborn
End-stage renal disease, dialysis, kidney transplantation and their impact on CD4+-T-cell differentiation
Immunology: 155: 211-224, 2018.
 
M. Schaier, A. Leick, L. Uhlmann, F. Kälble, V. Eckstein, A. Ho, S. Meuer, K. Mahnke, C. Sommerer, M. Zeier, A. Steinborn
The role of age-related T-cell differentiation in patients with renal replacement therapy
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F. Kälble, C. Mai, M.I. Wagner, L. Schober, M. Schaier, M. Zeier, J. Spratte, H. Fluhr, A. Steinborn
Aberrant ICOS+-T-cell differentiation in women with spontaneous preterm labor
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M.I. Wagner, M. Jöst, J. Spratte, M. Schaier, K. Mahnke, S. Meuer, M. Zeier, A. Steinborn
Differentiation of ICOS+ and ICOS--recent thymic emigrant regulatory T cells (RTE Tregs) during normal pregnancy, preeclampsia and HELLP-syndrome
Clin Exp Immunol 183: 129-142, 2016.
 
M.I. Wagner, C. Mai, E. Schmitt, K. Mahnke, S. Meuer, V. Eckstein, A.D. Ho, M. Schaier, M. Zeier, J. Spratte, H. Fluhr, A. Steinborn
The role of rencent thymic emigrant-regulatory T-cell (RTE-Treg) differentiation during pregnancy
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L. Schober L, D. Radnai, J. Spratte , A. Kisielewicz, E. Schmitt, K. Mahnke, H. Fluhr, L. Uhlmann, C. Sohn, A. Steinborn
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V. Schlossberger, L. Schober L, J. Rehnitz, M. Schaier, M. Zeier M, S. Meuer, E. Schmitt, B. Toth, T Strowitzki, A. Steinborn
The success of assisted reproduction technologies in relation to composition of the total regulatory T cell (Treg) pool and different Treg subsets
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M. Schaier, N. Seissler, L.E.  Becker, S.M. Schaefer, E. Schmitt, S. Meuer, F. Hug, C. Sommerer, R. Waldherr, M. Zeier, A. Steinborn
The extent of HLA-DR expression on HLA-DR(+) Tregs allows the identification of patients with clinical relevant borderline rejection
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N. Seissler, E. Schmitt, F. Hug, C. Sommerer, M. Zeier, M. Schaier, A. Steinborn
Methylprednisolone treatment increases the proportion of the highly suppressive HLA-DR(+)-Treg cells in transplanted patients
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L. Schober, D. Radnai, E. Schmitt, K. Mahnke, C. Sohn, A. Steinborn
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A. Steinborn, E. Schmitt, A. Kisielewicz, S. Rechenberg, N. Seissler, K. Mahnke, M. Schaier, M. Zeier, C. Sohn
Pregnancy-associated diseases are characterized by the composition of the systemic Treg cell pool with distinct subsets of regulatory T cells
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A. Kisielewicz, M. Schaier, E. Schmitt, F. Hug, G.M. Hänsch, S. Meuer, M. Zeier, C. Sohn, A. Steinborn
A distinct subset of HLA-DR+-regulatory T cells is involved in the induction of preterm labor during pregnancy and in the induction of organ rejection after transplantation
Clin Immunol 137: 209-220, 2010.
 
A. Steinborn, M. Engst, G.M. Hänsch, K. Mahnke, E. Schmitt, S. Meuer, C. Sohn
Small for gestational age (SGA) neonates show reduced suppressive activity of their regulatory T-cells
Clin Immunol 134: 188-197, 2010.
 
A. Steinborn, G.M. Haensch, K. Mahnke, E. Schmitt, A. Toermer, S. Meuer, C. Sohn
Distinct subsets of regulatory T cells during pregnancy: is the imbalance of these subsets involved in the pathogenesis of preeclampsia?
Clin Immunol 129: 401-412, 2008.