Histologische Untersuchung eines T-Zell-induzierten, präproinsulin-spezifischen Autoimmundiabetes in H-2g7 versus H-2b Mausmodellen

Abstract

Die Ursachen für die Erkrankung an Diabetes mellitus Typ 1 sind nach wie vor nicht abschließend geklärt. Man geht jedoch davon aus, dass ein Zusammenspiel von äußeren und erblichen Faktoren für diese Autoimmunerkrankung prädisponiert. Als Letztere sind sowohl Polymorphismen bezüglich des Programmed cell death protein 1/Programmed cell death-ligand 1 (PD-1/PD-L1) -Signalwegs als auch die Expression des humanen Haupthistokompatibilitätskomplex (MHC)-II-Haplotyps HLA-DQ8 (Humanes Leukozytenantigen DQ8) bekannt. Es wird vermutet, dass humane HLA-DQ8- bzw. murine I-Ag7-spezifische CD4+ T-Zellen an der Aktivierung autoreaktiver und primär Inselzell-zerstörender CD8+ T-Zellen beteiligt sind. Um die Infiltration von CD4+ und CD8+ T-Zellen in die Insulin-produzierenden Inseln durch Histologie zu analysieren, musste zunächst eine optimale Methodik etabliert werden. Die auf Paraffin basierende Präparation erwies sich als deutlich effizienter und reproduzierbarer als die bisher im Labor angewandte Kryomethode. Auffällig waren eine bessere Abgrenzbarkeit und detailgetreue Darstellung der einzelnen Gewebestrukturen. Durch die Einteilung des Ausmaßes der Inselinfiltration in Scores (0 = normale Inselmorphologie, 1 = Periinsulitis, 2 = Insulitis und 3 = schwere Insulitis), konnte die histologische Krankheitsentwicklung der verschiedenen Mausmodelle in prädiabetischen Stadien verglichen werden. Eine Induktion autoreaktiver T-Zellen nach Präproinsulin-spezifischer Immunisierung von B6 (C57BL/6J) Mäusen konnte bestätigt werden. Die histologischen Analysen zeigten eine partielle Zerstörung der Inseln und in Jungtieren die Entwicklung eines Autoimmundiabetes nach Blockade der PD-L1-Signalübertragung durch Antikörper. Hingegen zeigte die gleiche Immunisierung und anti-PD-L1-Behandlung bei alten B6 Mäusen keine Wirkung. Neu war, dass H-2g7-positive B6.g7 und F1 (B6xB6.g7) Mäuse, bei denen in früheren Immunisierungsversuchen in der Arbeitsgruppe (AG) Schirmbeck Diabetes induziert werden konnte, nach Immunisierung eine Infiltration durch Immunzellen nachweisbar war. Dabei war das Ausmaß der Inseldestruktion bei den B6.g7 Mäusen höher als bei den F1 Mäusen (>40% versus <20% zerstörte Inseln nach pCI/ppins). Bei allen drei Mausmodellen (B6, B6.g7 und F1(B6xB6.g7)) verteilten sich die infiltrierenden CD8+ T-Zellen in der gesamten Langerhans-Insel, wohingegen sich die CD4+ T-Zellen lediglich auf einer Seite der Insel aufhielten. MHC-II-bedingte Unterschiede in der Prädisposition für Typ 1 Diabetes spiegelten sich, zumindest in dem erfassten frühen Stadium der teils induzierten Diabetesentwicklung, nicht in einem unterschiedlichen Infiltrationsmuster der CD4+ T-Zellen wider. I-Ag7-spezifische CD4+ T-Zellen der B6.g7 Mäuse zeigten im Vergleich zu den I-Ab-spezifischen CD4+ T-Zellen der Diabetes-resistenten B6 Mäuse kein verstärktes Vordringen bei der Inselinfiltration, was die unterschiedliche Sensitivität für einen induzierbaren Diabetes hätte erklären können. Es bleibt daher weiterhin zu klären, was zu der H-2b-spezifischen Immunsuppression und damit einhergehenden Diabetesresistenz in B6 Mäusen führt. Die Ergebnisse dieser Studie bilden eine wichtige Grundlage für das weitere Erforschen der verschiedenen zellulären Interaktionen und deren Auswirkungen bei Individuen mit und ohne genetische Prädispositionen für Typ 1 Diabetes. Dadurch könnte man sich weitere Erkenntnisse über die Ursachen der Krankheitsentstehung und mögliche Ansätze zur Prävention erhoffen.