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Bibliographic Metadata

Title
The nature of the inflammatory response in Multiple Sclerosis lesions / submitted by Joana Machado dos Santos
Additional Titles
The nature of the inflammatory response in Multiple Sclerosis lesions
AuthorMachado dos Santos, Joana Maria
Thesis advisorLassmann, Hans
Published2018
Descriptionx, 152 Blatt : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diss., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionMarch 2018
LanguageEnglish
Document typeDissertation (PhD)
Keywords (DE)Multiple Sklerose / T-Zellen / B-Zellen / Tissue resident memory T-Zellen
Keywords (EN)Multiple Sclerosis / T-cells / B-cells / Tissue resident memory T-cells / New therapies
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-18331 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
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The nature of the inflammatory response in Multiple Sclerosis lesions [17.52 mb]
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Classification
Abstract (German)

Multiple Sklerose ist eine Autoimmun-Erkrankung des zentralen Nervensystems (ZNS), welche durch Entmarkung und Neurodegeneration gekennzeichnet ist. Darüber hinaus zeigen MS Patienten entzündliche Veränderung, deren Ursache unbekannt ist. Um diese besser charakterisieren zu können, wurden im Zuge dieser Arbeit T- und B-Zellen in den Läsionen von MS Patienten anhand verschiedener Proliferations- und Aktivitätsmarker charakterisiert und die Ergebnisse mit denen in anderen entzündlichen sowie neurodegenerativen Krankheiten verglichen. Außerdem wurde die Rolle der T- und B-Zellen in humanen Schlaganfall Läsionen untersucht.

Diese Studie wurde an Formaldehyd-fixierten und Paraffin-eingebetteten (FFPE) Autopsie Material durchgeführt. Insgesamt wurden dafür 35 MS Fälle aus dem gesamten Krankheitssprektrum verwendet. Als Kontrollmaterial wurden Fälle von Akuter disseminierter Encephalomyelitis, Neuromyelitis Optica, Rasmussens Enzephalitis, Virusenzephalitiden, Schlaganfall, Morbus Alzheimer, humane autoimmune Enzephalitis und solche ohne Zeichen neurologischer Krankheiten im gleichen Alter, verwendet. Gewebsschnitte wurden mit Markern für T Zellen (CD3, CD4, CD8), B Zellen (CD20) immunohistochemisch gefärbt. Um deren Proliferationsstatus zu evaluieren, wurden Doppelmarkierungen mit den Proliferationsmarkern PCNA und Mcm2 angefertigt. Der Aktivierungsstatus wurde anhand von Färbungen für NFAT, CCR5, PD-1, CD103, CD69, CD8, TGB-1, IL-10, Granz B, S1P1, CD45RA, CD138, CD27, CD38, cleaved caspase 3 und humanem Ig festgestellt.

Wir konnten zeigen, dass CD8+ T Zellen die entzündlichen Infiltrate in MS Patienten und in den entzündlichen Kontrollen dominieren. Eine hohe Anzahl an B-Zellen wurde ausschließlich in MS Patienten gefunden. Schlaganfall Läsionen zeigen wenige T und B Zellen und keine Proliferation oder Aktivierung. In aktiven MS Läsionen konnten wir zeigen, dass ein Großteil der Infiltrate aus CD8+ T Zellen bestehen welche proliferieren, einen aktivierten, zytotoxischen Phänotyp haben, und durch Apoptose zerstört werden. Ein Teil der CD8+ T Zellen in MS zeigten einen Phänotyp charakteristisch für „tissue resident memory“ T Zellen, gekennzeichnet durch den Verlust der Expression von S1P1 und CCR7, Moleküle die für die Auswanderung von Lymphozyten aus dem Gewebe essentiall sind, sowie eine Aufregulierung des Markers CD103. Dieser Phänotyp konnte auch in Rasmussens Enzephalitis gezeigt werden. Zusammenfassend zeigen unsere Daten die Bedeutung der CD8+ T Zellen und B Zellen in MS Läsionen. Darüber hinaus zeigen unsere Daten, dass „tissue resident“ T und B Zellen als Wächter früherer entzündlichen Veränderungen im ZNS verweilen, welche re-aktiviert werden und eine erneute Entzündung hervorrufen können.

Abstract (English)

Multiple sclerosis (MS) is an autoimmune inflammatory CNS disease. It is well accepted that active demyelination and neurodegeneration in the MS brain is associated with inflammation, but the detailed nature of the inflammatory response is currently unknown. Consequently, our purpose is to investigate the proliferation and activation state of the infiltrating T and B-cells in the lesions of MS in comparison to a very large spectrum of controls with other inflammatory or neurodegenerative diseases. Additionally, the role of T and B-cells were further investigated in human stroke lesions.

This study was performed on archival formaldehyde-fixed and paraffin-embedded (FFPE) autopsy material and it included 35 cases of MS comprising the entire disease spectrum. As controls, we included cases of acute disseminated encephalomyelitis, Neuromyelitis Optica, Rasmussen‘s encephalitis, Viral encephalitis, Stroke, Alzheimers Disease, Human autoimmune encephalitis and age-matched controls with no signs of brain disease.

Immunohistochemistry was performed on paraffin sections using markers for T-cells (CD3, CD4 and CD8) and for B-cells (CD20). To define their proliferation state, T and B-cells were double stained with the proliferation marker PCNA and Mcm2. For the activation state, the markers NFAT, CCR5, PD-1, CD103, CD69, CD8-, TGB-1, IL-10, Granz B, S1P1, CD45RA, CD138, CD27, CD38, Cleaved Caspase 3 and Human Ig were used.

We observed that CD8+ T-cells dominate the inflammatory infiltrates in MS patients as well as in inflammatory control diseases, although in lower numbers. However, a high number of B-cells was observed in all the MS courses whereas in the inflammatory controls B-cells were rare or absent. Stroke lesions show few T and B-cells with no proliferation or signs of activation. Regarding MS, we observed that in active lesions part of the infiltrating CD8+ T-cells proliferate, revealed an activated cytotoxic phenotype and can be destroyed by apoptosis.

A number of CD8+ T-cells in MS showed features of tissue resident memory T-cells, defined by the loss of egress markers such as S1P1 and CCR7 and the upregulation of the marker CD103. The same phenotype could also be found in Rasmussens encephalitis. Our data emphasizes the importance of CD8+ T-lymphocytes and B-cells in the inflammatory response in MS lesions. We postulate that tissue resident T- and B-cells may represent guardians of previous inflammatory brain disease and can be re-activated and start an inflammatory reaction when they re-encounter their specific antigen.

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