Expression von HLA-Molekülen in humanen Monozyten in Abhängigkeit von Toxoplasma gondii-Infektionen

Abstract

Toxoplasma gondii ist ein obligat intrazellulär lebender einzelliger Parasit, der sich durch ein breites Wirtsspektrum sowie lebenslang persistierende Infektionen bei Menschen und Tieren auszeichnet. T. gondii hat für ein langfristiges Überleben unterschiedliche Mechanismen entwickelt, die ein Gleichgewicht zwischen der Pathogenität des Erregers und der intakten Immunabwehr des Wirtes gewährleisten. In diesem Kontext stellt die Modulation von Signalwegen der Wirtszelle eine wichtige Überlebensstrategie von Toxoplasmen dar. Frühere Arbeiten mit murinen Monozyten haben gezeigt, dass T. gondii die Expression von MHC-Klasse-II-Molekülen auf der Oberfläche infizierter Wirtszellen hemmt und dadurch eine effektive Antigenpräsentation an T-Helfer-Lymphozyten verhindert. Das Ziel der vorliegenden Dissertation war es herauszufinden, inwieweit Toxoplasma gondii auch die Interferon-γ-induzierte MHC-Expression von Monozyten des Menschen vermindert. Analysen mittels Immunfluoreszenzfärbung und Durchflusszytometrie zeigten, dass sowohl primäre, aus PBMC des Menschen isolierte Monozyten als auch permanente humane Monozyten (THP-1) durch eine Infektion mit T. gondii in der Expression von HLA-A, -B, -C und HLA-DR, -DP, -DQ signifikant gehemmt werden. Das Ausmaß der Inhibition ist dabei von der Infektionsdosis des Parasiten abhängig und betrifft sowohl die HLA-Expression auf der Zelloberfläche als auch den intrazellulären HLA-Pool. Interessanterweise kann dieser Effekt auch durch hohe Konzentrationen des stimulierenden Zytokins Interferon-γ nicht aufgehoben werden. Es zeigt sich außerdem eine signifikant reduzierte Expression von HLA-DR, -DP, -DQ bei Parasit-negativen Zellen einer T. gondii-infizierten Kultur, was möglicherweise durch sezernierte Proteine des Parasiten oder durch die Produktion hemmender Zytokine durch infizierte Wirtszellen begründet sein kann. Die HLA-Expression in in vitro-infizierten und nicht-infizierten primären Monozyten wurde darüberhinaus zwischen T. gondii-negativen Individuen und Spendern mit chronischer Toxoplasmose verglichen. Chronisch mit T. gondii infizierte Blutspender wurden serologisch anhand von spezifischen IgG-Antikörpern identifiziert. Durchflusszytometrische Analysen zeigten, dass Monozyten aus chronisch mit T. gondii infizierten Blut-Spendern signifikant mehr HLA-A, -B, -C und HLA-DR, -DP, -DQ exprimieren als Monozyten aus Toxoplasma-negativen Spendern. Eine Erklärung für diese gesteigerte MHC-Expression könnte eine Dominanz bestimmter Monozyten-Subpopulationen in Abhängigkeit vom Infektionsstatus ihres Spenders sein. Die Expression von HLA-A, -B, -C und HLA-DR, -DP, -DQ wird jedoch sowohl bei Monozyten von T. gondii-positiven als auch nicht-infizierten Individuen durch eine Infektion mit Toxoplasmen in vitro signifikant inhibiert. Analysen mit Hilfe von RT-qPCR zeigten deutlich, dass T. gondii mit der HLA-DR-, -DP-, -DQ-Expressions-Kaskade interferiert und die Synthese der Transkripte von IRF-1 und CIITA dosisabhängig inhibiert. Außerdem sind die Transskripte für HLA-A und HLA-DRα in infizierten Monozyten deutlich reduziert. Dies legt die Annahme nahe, dass T. gondii die Aktivierung von STAT1-abhängigen Promotoren effektiv inhibiert und so die Synthese der sich anschließenden HLA-Expressionskaskade supprimiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit eröffnen interessante Ansätze für weitere Untersuchungen, insbesondere eine genauere Charakterisierung von Monozyten-Subpopulationen bei T. gondii-positiven Individuen sowie die Erforschung einer möglicherweise gesteigerten Immunreaktivität gegen andere Infektionserreger im Rahmen einer chronischen Toxoplasmose.