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Andreas Volker Hennemann

• g/d T­Lymphozyten stellen beim Menschen ca. 15% der intestinalen intraepithelialen Lymphozyten. Die physiologische Funktion der g/d T­Zellpopulation ist ungeklärt. Auf­ grund ihrer Akkumulation in mukosalen Oberflächen scheinen sie eine Komponente der ''ersten Verteidigungslinie" zu bilden. Das d T­Zell Rezeptor (TCR) Repertoire gesunder Erwachsener ist oligoklonal, streng individuenspezifisch und zeitlich stabil. Zudem besteht eine charakteristische Kompartimentierung, d.h. im Intestinum liegt ein anderes d TCR­Repertoire vor als im peripheren Blut. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob das intestinale d TCR­Repertoire einer entwicklungsabhängi­ gen Dynamik unterliegt. Hierzu wurde die Diversität der antigenbindenden (CDR3­) Domäne intestinaler d­Kettentranskripte von Feten, Neugeborenen, Kindern und Erwachsenen mittels denaturierender PAGE und DNA­Sequenzierung molekular­ biologisch analysiert. Unsere Studien dokumentieren, daß im Verlauf der Reifung vom Fetus zum adulten Individuum gravierende Veränderungen stattfinden. Das fetale d TCR­Repertoire ist stark eingeschränkt und zeichnet sich durch niedrige Komplexität der d­Kettentrans­ kripte aus was darauf beruht, daß innerhalb der CDR3­Domänen kaum matrizen­ unabhängige ''N"­Nukleotide existieren und zudem homologieabhängige Rekombina­ tionsereignisse stattfinden. Die Tatsache, daß verschiedene Feten teilweise identi­ sche d­Kettentranskripte exprimieren kann jedoch nicht allein auf obige Mechanis­ men zurückgeführt werden. Somit bleibt unklar, ob das fetale d TCR­Repertoire vorprogrammiert ist oder Selektionsprozessen unterliegt. Im Gegensatz zu Feten ist das d TCR­Repertoire Neugeborener polyklonal. Wie bei Erwachsenen weisen die CDR3­Domänen ihrer d­Kettentranskripte zahlreiche ''N"­Nukleotide auf. Da das d TCR­Repertoire bereits im Alter von 14 ­ 17 Jahren starke Einschränkungen seiner Diversität zeigt und mit demjenigen siebzigjähriger Personen vergleichbar ist wird angenommen, daß die klonalen Expansionen eine Folge kontinuierlicher Selektions­ prozesse darstellen, die z.B. durch HSP verwandte Eigenantigene vermittelt werden. Vergleichbar dem Intestinaltrakt bildet auch die Haut eine bedeutende Grenzfläche des Organismus zu seiner Umgebung. Möglicherweise spielen kutane g/d T­Zellen ebenfalls eine Rolle im Rahmen einer ''ersten Verteidigungslinie". Wir wiesen anhand gesunder Erwachsener nach, daß das kutane d TCR­Repertoire ­ analog zum Intesti­ num ­ oligoklonal ist und sich signifikant vom peripheren d TCR­Repertoire unter­ scheidet. Da in multiplen Hautbiopsien identische d­Kettentranskripte gefunden wer­ den, sind dominante g/d T­Zellklone offenbar weiträumig in der Haut verteilt. Weiterhin wurde untersucht, ob spezifisch aktivierte g/d T­Lymphozyten an der Patho­ genese chronisch entzündlicher Darmerkrankungen beteiligt sind. Im Fall der ange­ nommenen antigenvermittelten Aktivierung müßten klonale Expansionen einzelner g/d T­Zellpopulationen zu charakteristischen Verschiebungen des d TCR­Repertoires innerhalb entzündlich veränderter Darmareale führen. Vergleichende Analysen der läsionalen und nichtläsionalen Darmabschnitte von M.Crohn­Patienten lassen jedoch keine krankheitsassoziierten Repertoireverschiebungen erkennen. Vielmehr weisen entzündliche und nichtentzündliche Areale nahezu identische d TCR­Repertoires auf. Da dies auch im Fall der bakteriell verursachten Divertikulitis gilt, werden g/d T­Lym­ phozyten vermutlich generell indirekt oder über TCR­unabhängige Mechanismen (z.B. Zytokine) aktiviert. Alternativ wird eine Erkennung streßinduzierbarer Eigenanti­ gene durch intestinale g/d T­Zellen diskutiert. Beide Vorgänge würden zu keiner Beeinflussung des d TCR­Repertoires führen und in Einklang mit den nachgewiese­ nen Expansionen einzelner weniger Rezeptorspezifitäten stehen. Da vermutlich auch die B­Lymphozyten der intestinalen Lamina propria an der ''ers­ ten Verteidigungslinie" beteiligt sind nahmen wir an, daß die Ig H ­Transkripte IgA bzw. IgM exprimierender B­Zellen ebenfalls Einschränkungen ihres Rezeptor Repertoires aufweisen. Wir fanden, daß die kleinen V H 5­, V H 6­ und V H 7­Familien intestinaler B­ Zellen oligoklonale Expansionen zeigen, während das Repertoire der dominierenden V H ­Familien deutlich diverser ausfällt. Durch Subklonierung lassen sich jedoch bei sämtlichen VH ­Familien klonal verwandte IgA­Transkripte in weit voneinander ent­ fernten Darmabschnitten identifizieren. Zudem stellen ~ 75% aller Basensubstitutio­ nen stille Mutationen dar oder führen zum Ersatz durch Aminosäuren vergleichbarer Eigenschaften, was auf einen starken Selektionsdruck schließen läßt. Da kaum Hin­ weise auf Isotypwechsel vorliegen, stellen intestinale IgM­ und IgA­Immunozyten ver­ mutlich divergente Zellinien dar. Das V H ­Repertoire peripherer B­Zellen ist stark limitiert, wobei kaum Überlappungen mit intestinalen IgVH ­Repertoires bestehen. Aufgrund der partiellen Einschränkung des V H ­Repertoires ist anzunehmen, daß Teile der humoralen Immunabwehr konservierte Antigene erkennen, wobei es sich ­ im Gegensatz zu T­Zellen ­ wahrscheinlich nicht um Eigenantigene, sondern um Oberflächenstrukturen symbiontischer Mikroorganismen handelt. Unsere Resultate zeigen, daß die Begrenzung des Rezeptor Repertoires ein Charak­ teristikum von B­ und T­Lymphozyten darstellt. Übereinstimmend hiermit wurden von anderen Arbeitsgruppen klonale Expansionen auch bei a/b T­Zellen nachgewiesen. Vermutlich wird die Expansion einzelner Zellklone durch permanente Wechselwirkun­ gen mit ''Schlüsselantigenen" induziert, wobei es sich um invariante Fremdantigene oder konservierte Eigenantigene handeln dürfte.