Charakterisierung der CD4+ T-Zell-Antwort in der autoimmunen Hepatitis

Abstract

Bei der autoimmunen Hepatitis (AIH) handelt es sich um eine seltene chronisch-entzündliche Lebererkrankung, dessen Pathogenese bis heute weitgehend ungeklärt ist. Daher ist eine gezielte Behandlung derzeit nicht möglich, was in der Regel eine systemische Immunsuppression erforderlich macht. Diese Standardtherapie führt aber nicht in allen Fällen zu einer vollständigen Remission (d. h. Normalisierung der biochemischen und histologischen Merkmale der Erkrankung) bzw. es treten therapielimitierende Nebenwirkungen auf. Daher ist es notwendig, neue krankheitsspezifische Therapiemöglichkeiten zu entwickeln, wofür ein besseres Verständnis der Pathogenese erforderlich ist. Eine mögliche alternative Therapiestrategie stellt eine Behandlung mit dem monoklonalen anti TNF Antikörper Infliximab außerhalb des behördlich zugelassenen Indikationsbereichs dar, welche sich bereits bei einigen Fällen mit einer schwer zu behandelnden AIH als erfolgreich erwies. In dieser Arbeit konnte nun anhand des klinischen Verlaufs und der parallelen Analyse der Zytokinproduktion einer Patientin unter Infliximab Therapie, sowie durch die Ergebnisse einer in vitro Behandlung von PBMC mit Infliximab gezeigt werden, dass unter einer solchen Therapie sich nicht nur die klinischen Parameter normalisieren, sondern es parallel zur Reduktion der Produktion von inflammatorischen Zytokinen wie TNF, IFNγ, IL 17A und IL 2 kommt. Möglicherweise können diese identifizierten Parameter zukünftig als zusätzliche Marker im peripheren Blut in der Diagnostik bzw. für prognostische Aussagen hinsichtlich eines Therapieerfolges eingesetzt werden. In einem zweiten Teil dieser Arbeit sollten CD4+ T Zellen im peripheren Blut und der Leber von AIH Patienten genauer charakterisiert werden, da einiges darauf hindeutet, dass diese Zellen an der Pathogenese der AIH in besonderer Weise beteiligt sind. Die Analyse der CD4+ T Zellen zeigte, dass es sich bei diesen Zellen sowohl im Blut als auch in der Leber vorrangig um TNF produzierende Zellen handelte, welche zusätzlich ebenfalls vermehrt IFNγ und IL 2 produzierten, was auf einen hochfunktionalen, aktivierten Th1 Phänotyp dieser Zellen hinweist. Dies könnte eine mögliche Erklärung für das gute Ansprechen einiger AIH Patienten auf die Infliximab Behandlung sein. Ferner wird das Chemokin CCL5 bei den AIH Patienten verstärkt produziert, welches vermutlich mittels Chemotaxis der T Zellen die Inflammation unterstützt und an der zunehmenden fibrotischen Vernarbung der Leber beteiligt ist. Die IL 17A Produktion scheint hingegen, ebenfalls wie zytotoxische T Zellen, in der Pathogenese der AIH nur eine untergeordnete Rolle zu spielen. Weiterhin deuten die Ergebnisse darauf hin, dass neben den Th1 Zellen auch noch aktivierte Makrophagen, welche verstärkt M CSF produzieren, an der Pathogenese und hier mutmaßlich an der Leberfibrose beteiligt sind. Diese werden vermutlich durch die CD4+ T Zellen aktiviert, die sich weiterhin durch eine gesteigerte GM CSF Produktion kennzeichneten. Abschließend sollte die Aktivität und Präsenz des Enzyms ADAM 17 in der AIH analysiert werden, da dieses die Freisetzung von TNF katalysiert. Die Ergebnisse deuten auf eine verstärkte ADAM 17 Aktivität mutmaßlich selektiv nur in den CD4+ T Zellen hin, was möglicherweise durch eine verstärkte Freisetzung des Apoptose induzierenden TNF RI zu einer reduzierten Apoptoserate in diesen Zellen führt. Außerdem könnte diese erhöhte Enzymaktivität die Leberfibrose fördern, indem vermehrt pro fibrotische Zytokine freigesetzt werden. Alles in allem könnte daher ADAM 17 als eine neue Zielstruktur einer zukünftigen AIH Therapiestrategie dienen.

Autoimmune hepatitis (AIH) is a chronic inflammatory liver disease of unknown etiology and the mechanisms underlying disease pathogenesis are not fully understood. Therefore, a targeted therapy is currently not available and standard treatment usually consists of systemic immunosuppression. This standard therapy does not lead to complete remission in all patients (i. e. normalization of biochemical parameters and disappearance of histological inflammatory changes) and additionally therapy-limiting side effects can occur. It is therefore necessary to develop new disease-specific therapy options for which a better understanding of the pathogenesis is essential. A possible alternative therapy strategy is the off-label treatment with the monoclonal anti TNF antibody Infliximab, which has already proven effectiveness in some cases of difficult-to-treat AIH. Here, the beneficial effect of Infliximab treatment in an AIH patient was confirmed by showing the normalization of clinical disease parameters and the reduction of pro-inflammatory cytokines, such as TNF, IFNγ, IL-17A and IL-2. These pro-inflammatory cytokines were also reduced in PBMCs that were treated in vitro with Infliximab and might in the future serve as potential markers in the peripheral blood for diagnostic purposes or for prognosis regarding therapeutic success. In the second part of this study, CD4+ T cells in the peripheral blood and liver of AIH patients have been more precisely characterized, as these cells seem to be particularly involved in the pathogenesis of AIH. The analysis showed that the CD4+ T cells in both peripheral blood and livers of AIH patients were primarily TNF-producing cells. Interestingly, the majority of these cells also produced IFNγ and IL 2, indicating that they were highly functional, activated Th1 cells. This finding may explain the good response to Infliximab treatment in AIH. In addition, the frequency of CCL5 positive cells was higher in patients with AIH compared to healthy controls. This chemokine is believed to support inflammation by promoting chemotaxis of T cells and is involved fibrotic scarring of the liver. In contrast, cytotoxic T cells and IL 17A production seemed to play only a minor role in the pathogenesis of AIH. Furthermore, the data indicated that, in addition to highly activated Th1 cells, activated macrophages might be involved in the pathogenesis of AIH and associated liver fibrosis. They were presumably activated by GM-CSF-producing CD4+ T cells and were characterized by high M CSF production. Finally, the presence and activation status of the enzyme ADAM 17 in AIH was examined: ADAM 17 catalyzes the release of TNF, which have identified as a key cytokine involved in the pathogenesis of AIH. The results suggested increased ADAM 17 activity in CD4+ T cells of AIH patients. This might lead to protection from apoptosis in these cells, since ADAM 17 stimulates the release of apoptosis-inducing TNF RI. In addition, increased enzyme activity could promote liver fibrosis by enhanced pro-fibrotic cytokine release. Taken together, these data highlight ADAM 17 as a potential new target structure for future AIH therapy.