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Während der meisten viralen Infektionen ist die schnellste Immunantwort die Ausschüttung von Typ I Interferonen (IFN). Diese Zytokine induzieren einen antiviralen Status in infizierten und benachbarten Zellen, wirken antiproliferativ und modulieren Immunantworten. Weil viele Viren eine Vielzahl an Mechanismen entwickelt haben, um der Typ I IFN Antwort zu entgehen, stellt deren exogene Gabe als Immuntherapeutikum eine attraktive Möglichkeit dar, um Virusinfektionen zu behandeln. Die Typ I IFN Familie besteht aus verschiedenen IFNα Subtypen (bis zu 14 in Mäusen), wobei deren biologische Relevanz noch immer erforscht wird. Heute weiß man, dass die verschiedenen IFNα Subtypen individuelle biologische Aktivitäten besitzen. Dennoch wird in der Klinik ausschließlich der Subtyp IFNα2 verwendet. Während der direkte antivirale Effekt verschiedener Subtypen bereits in mehreren in vitro und in vivo Modellen erforscht wurde, ist deren immunmodulatorische Wirkung insbesondere auf Virus-spezifische CD8+ T Zellen noch weitestgehend unbekannt. In der vorliegenden Arbeit sollte daher der Effekt von ausgewählten IFNα Subtypen auf die CD8+ T Zellantworten, sowohl in vitro als auch in vivo, mit Hilfe des Friend Retrovirus (FV) Modelles untersucht werden. In einem in vitro Proliferationstest konnte ein Subtyp-spezifischer antiproliferativer Effekt von IFNα auf FV-spezifische CD8+ T Zellen gezeigt werden, der mit gesteigerten Effektorfunktionen (Expression von pro-inflammatorischen Zytokinen und Granzym B) korrelierte. Hier zeigten vor allem die Subtypen IFNα4, IFNα6 und IFNα9 den stärksten Effekt. Bei der Untersuchung der Immunmodulation von IFNα Subtypen auf CD8+ T Zellen mit anderen Spezifitäten konnten vergleichbare Effekte beobachtet werden, woraus geschlossen werden kann, dass sie Antigen-unspezifisch sind. In einem FV Zytotoxizitätstest konnte zudem gezeigt werden, dass die zytotoxische Aktivität von IFNα Subtyp-behandelten CD8+ T Zellen verbessert war, mit IFNα4 als potentester Subtyp. Funktionell konnte IFNα über die direkte Stimulation von CD8+ T Zellen oder die indirekte Stimulation von Antigen-präsentierenden dendritischen Zellen (DC) wirken. Die Ausreifung sowie Aktivierung FV Antigen-beladener DCs durch IFNα Subtyp Stimulation wurde nachgewiesen. Dabei verbesserten IFNα Subtypen, die einen starken Effekt auf CD8+ T Zellen hatten, den Phänotyp von DCs besonders effizient. So wurde die Expression pro-inflammatorischer Zytokine in CD8+ T Zellen nicht durch die direkte Wirkung der IFNα Subtypen auf CD8+ T Zellen hervorgerufen, sondern wurde indirekt durch Stimulation der DCs vermittelt. Im Gegensatz dazu war eine IFNα Subtyp Stimulation von CD8+ T Zellen oder DCs ausreichend, um die antiproliferativen Effekte oder die zytotoxische Funktion von CD8+ T Zellen zu verbessern. Die Ergebnisse zeigen, dass individuelle IFNα Subtypen verschiedene Effekte auf die Funktionen von CD8+ T Zellen haben. Diese Daten liefern wichtige Erkenntnisse für die Entwicklung oder Verbesserung von Immuntherapien von Virusinfektionen mit IFNα. The type I interferon (IFN) expression is the immediate early host response against invading viruses. These cytokines induce an antiviral state in infected and neighboring cells, have an antiproliferative effect and can strongly modulate innate and adaptive immune responses. However, many viruses evolved numerous mechanisms to avoid the type I IFN response, thus their exogenous application as immunotherapeutic represents a powerful tool for treating viral infections. Type I IFN consist of multiple IFNα subtypes (up to 14 in mice), however their biological relevance is still under debate. It is well accepted that the different IFNα subtypes have individual biological activities, however in clinics only IFNα2 is used. While in multiple in vitro and in vivo models the direct antiviral effect of different IFNα subtypes were already analyzed, the immunomodulatory impact on CD8+ T cells is largely unknown. In the present work the effects of selected IFNα Subtypes were investigated in more detail. Therefore, the well-established Friend retrovirus (FV) model was used. With the help of an in vitro proliferation assay subtype-specific antiproliferative effects on antigen-specific CD8+ T cells were observed, which correlated with improved effector functions (expression of pro-inflammatory cytokines and granzyme B). Here, IFNα4, IFNα6 and IFNα9 showed the greatest effects. Investigating the immunomodulatory effect of IFNα subtypes on CD8+ T cells with other specificity, similar results could be observed indicating an antigen-unspecific effect. In FV-specific cytotoxicity assays IFNα subtypes enhanced cytolytic activity of CD8+ T cells with IFNα4 being the most potent subtype. IFNα acted by direct stimulation of CD8+ T cells or by indirect stimulation of antigen-presenting dendritic cells (DCs). IFNα subtypes augmented maturation and activation of FV antigen-loaded DCs. Thereby IFNα subtypes, which had strong effects on CD8+ T cells, efficiently improved the phenotype of DCs. Hence, expression of pro-inflammatory cytokines was not triggered by direct stimulation of CD8+ T cells but indirectly mediated by DCs. In contrast, antiproliferative effects and improved cytotoxic functions were affected by IFNα subtype stimulated CD8+ T cells or DCs. These data reveal that individual IFNα subtypes have different effects on the functions of CD8+ T cells. This study provides important knowledge for the development and improvement of immunotherapies of viral infections with IFNα. Dissertation, Universität Duisburg-Essen, 2017 |
