Effects of antenatal corticosteroid treatment on immune cell development and seeding of secondary lymphoid organs in the offspring

Abstract

Antenatal corticosteroids (ACS) are routinely given to women at risk of preterm birth to enhance lung maturation and improve neonatal survival. While the benefits of ACS are well-established, the immune-modulating effects of glucocorticoids, such as thymic atrophy and T cell depletion, raise concerns about potential impacts on neonatal immunity. Although the general effects of glucocorticoids on immune cells are known, the specific consequences of steroid-induced lymphopenia for susceptibility to neonatal infections remain unclear. In this thesis, the effects of prenatal betamethasone exposure on immune cell development and the neonatal response to viral infections were investigated using a pregnancy mouse model. Prenatal steroids reduced lymphoid progenitors and delayed the migration of mature immune cells to the periphery. Despite this, immune responses to neonatal MCMV infection were not significantly compromised by a single dose of steroids, even though viral clearance in the lungs was delayed. In conclusion, antenatal steroid exposure induced a generalized but transient lymphopenia and delayed peripheral seeding of immune cells. However, the neonatal immune system exhibited a strong regenerative capacity, effectively managing the immune response to neonatal MCMV infection even after the challenges posed by a single administration of steroids.

Die Antenatale Kortikosteroidtherapie (ANS) wird in der Schwangerschaft im Falle einer drohenden Frühgeburtlichkeit routinemäßig angewandt, um die Lungenreifung des Kindes zu induzieren und somit dessen Überlebenschancen zu verbessern. Die Vorteile pränataler Steroide sind unumstritten, dennoch können erhebliche Veränderungen auf das junge Immunsystem, wie beispielsweise T-Zell-Depletion und Thymusatrophie, festgestellt werden. Das deutet darauf hin, dass es tiefgreifendere Effekte auf das Immunsystem der Nachkommen durch pränatale Steroide geben könnte. Obwohl viel über die allgemeinen immunmodulatorischen Auswirkungen von Glukokortikoiden bekannt ist, gibt es bislang nur wenige Daten zu den spezifischen Folgen von ANS-induzierter Immunzelldepletion im Rahmen von neonatalen Infektionen. In dieser Arbeit wurden die Auswirkungen von pränataler Betamethasongabe auf die Entwicklung von Immunzellen sowie deren Funktion im Rahmen einer neonatalen CMV-Infektion anhand eines Schwangerschaftsmausmodells untersucht. Pränatale Steroide führten zu einer Reduktion von lymphoiden Vorläuferzellen und zu einer verspäteten Migration reifer Immunzellen in die Peripherie. Die Immunantwort auf eine neonatale Infektion mit Cytomegalovirus (MCMV) war jedoch bis auf eine Verzögerung der Viruselimination in der Lunge unbeeinträchtigt. Zusammenfassend riefen ANS eine generalisierte, aber vorübergehende Lymphopenie in den Neugeborenen hervor und verzögerten die Auswanderung von Immunzellen in die peripheren Organe. Das neonatale Immunsystem bewies jedoch eine starke Regenerationsfähigkeit und konnte auch trotz der steroidbedingten Veränderungen eine CMV-Infektion in der Neugeborenenperiode effektiv bewältigen.