Prädiktion und Prävention der Inselautoimmunität durch den modulierenden anti-CD4 Antikörper RIB5/2 im LEW.1AR1-iddm Rattenmodell

Fragestellung: Das LEW.1AR1-iddm Rattemodell entwickelt zwischen dem 40. (d40) und 60. (d60) Lebenstag einen Autoimmundiabetes mit progredientem Betazellverlust. In dieser Studie wurde das prädiktive Potenzial von Genexpressionsprofilen von Zytokinen in Immunzellen des peripheren Blutes (PBMC) während der Toleranzinduktion durch den modulierenden anti-CD4 Antikörper RIB5/2 in der prädiabetischen Phase untersucht.

Methodik: LEW.1AR1-iddm Ratten wurden im Alter von 40, 42, 44, 46 und 48 Tagen mit RIB5/2 (5 × 5 mg Ab/kg KG i.p.) behandelt. 200 µl Blut wurden an d40 und d60 abgenommen. Normoglykämische, unbehandelte LEW.1AR1-iddm Ratten (n = 16) wurden an d60 getötet. Der pankreatische Infiltrationsstatus wurde mit Haematoxylin-Eosin Schnitten dokumentiert, RNA aus PBMCs isoliert und Geneexpressionsanalysen für pro- (TNFα, IFNγ, IL-1β) und antiinflammatorische Zytokine (IL-4, IL-10), T-Zell Marker (CD25, CTLA4, NRP1), L-Selektin, TGF-β und FoxP3 durchgeführt. Mittels Decision-Tree Analyse (WEKA) wurde der prädiktive Wert der RT-PCR Ergebnisse klassifiziert.

Ergebnisse: Die Behandlung mit RIB5/2 zeigte zum Zeitpunkt d60 ein signifikant (P < 0,05) reduziertes Expressionsniveau von IL-1β, TNFα, IL-10, NRP1 und TGF-β (1,4 – 2,3-fach). Die Gabe von RIB verhinderte zu 100% Pankreasinfiltrationen der Tiere. RIB5/2 behandelte Tiere zeigten an d60 ein signifikant (P < 0,05) niedrigeres Expressionsniveau von L-Selektin (4,5-fach), CD25 (2,6-fach), TGF-β (2-fach), FoxP3 (2,7-fach) und CTLA4 (16-fach) im Vergleich zu nicht infiltrierten, unbehandelten Ratten. RIB5/2 behandelte Tiere zeigten, dass die Expressionslevel von IL-4 signifikant höher (3,6-fach, P < 0,05) waren als in nicht infiltrierten Tieren. Infiltrierte Tiere zeigten signifikant (P < 0,05)höhere Expressionsniveaus von TNFα (4,5-fach), IFNγ (3,6-fach) und NRP1 (8-fach) im Vergleich zu RIB5/2 behandelten Tieren. In infiltrierten Tieren war die signifikante (P < 0,05) Abnahme der Expressionslevel des regulatorischen Markers FoxP3 (2,3-fach) und des T-Zell Liganden L-Selektin (4,9-fach) mit einer 7,5-fach reduzierten Expression des T-Zell Inhibitorsignals CTLA-4 verbunden. Die Decision-Tree Analyse zeigte, dass zu Beginn des Infiltrationsprozesses (d40) IL-1β den stärksten prädiktiven Charakter besitzt, während in der Phase der progredienten Beta-Zellzerstörung T-Zellmarker im Vordergrund stehen.

Schlussfolgerungen: Die IL-1β Expression in Kombination mit L-Selektin stellten sich durch Decision-Tree Analysen als prädiktive Marker des frühen Infiltrationsprozesses heraus. Die Intervention mit einem anti-CD4 AK führte zu einer Expressionsabnahme von proinflammatorischen Zytokinen und erhöhter Expression von regulatorischen T-Zellmarkergenen. Die Daten zeigen, dass die Analyse der Genexpressionsprofile von PBMCs eine attraktive Strategie zum Monitoring der Inselautoimmunität darstellt. Zudem belegen sie das Potenzial von modulatorischen anti-CD4 Antikörpern für die Prävention des T1DM.