Laryngorhinootologie 2002; 81(8): 580-585
DOI: 10.1055/s-2002-33362
Rhinologie
© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Identifizierung von CD11c+ myeloiden dendritischen Zellen in Adenoiden und in der Nasenschleimhaut von Gesunden und Allergikern

Identification of CD11c+ Myeloid Dentritic Cells in Adenoids and in Nasal Mucosa of Patients With and Without AllergiesE.  Tuma 1 , S.  Rothenfusser 2 , G.  Hartmann 2 , B.  Wollenberg 1
  • 1 Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkranke, Ludwig-Maximilians-Universität, (Direktor: Prof. Dr. med. E. Kastenbauer)
  • 2 Abteilung für Klinische Pharmakologie, Medizinische Klinik, Ludwig-Maximilians-Universität, München (Leiter: Prof. Dr. med. S. Endres)
Herrn Prof. Dr. med. Ernst Kastenbauer zum 65. Geburtstag gewidmet
Further Information

Publication History

Eingegangen: 18. Februar 2002

Angenommen: 12. März 2002

Publication Date:
21 August 2002 (online)

Zusammenfassung

Hintergrund: Dendritische Zellen (DC) bilden ein wichtiges Bindeglied zwischen angeborener und erworbener Immunantwort. Sie sind in der Lage, Pathogene anhand bestimmter konservierter molekularer Muster zu erkennen und eine entsprechend angepasste Immunantwort zu steuern. Beim Menschen sind drei Unterformen der DC bekannt, Langerhans Zellen, myeloide DC (MDC) und plasmazytoide DC (PDC). Kürzlich wurde gezeigt, dass PDC bei der experimentell-induzierten allergischen Rhinitis vermehrt in die Nasenschleimhaut infiltrieren. Die Rolle von MDC in gesunder Nasenschleimhaut und bei der allergischen Rhinitis ist ungenügend untersucht.

Patienten und Methoden: In der vorliegenden Arbeit wurde nach Etablierung des Nachweises von MDC in Tonsillen die Anwesenheit von MDC in der Nasenschleimhaut von Gesunden (n = 9) und von Patienten mit allergischer Rhinitis (n = 10) untersucht. Der quantitative Nachweis der MDC erfolgte über eine Vierfarben-Analyse der Expression von MHC II und CD11c unter Ausschluss lineage-positiver und avitaler Zellen in der Durchflusszytometrie.

Ergebnisse: In Tonsillen wurde mit dieser Technik ein Anteil von durchschnittlich 0,4 % MDC an der Gesamtpopulation nachgewiesen. Auch in der Nasenschleimhaut konnte ein überraschend hoher Anteil von MDC nachgewiesen werden. Beim Vergleich von Allergikern mit Patienten ohne Allergie zeigte sich kein signifikanter Unterschied in der Anzahl der MDC (0,3 % vs. 0,45 % MDC; p = 0.12). Bei Patienten, die zum Zeitpunkt der Untersuchung mit Glukokortikoiden behandelt wurden, waren MDC kaum nachweisbar. Hingegen zeigten Patienten mit dokumentierter, wenige Tage zurückliegender Infektion eine stark erhöhte Anzahl der MDC.

Schlussfolgerung: Zusammenfassend konnten wir in diesen Untersuchungen erstmals die Anwesenheit von CD11c-positiven MDC in der Nasenschleimhaut nachweisen. Es bestehen keine Unterschiede in der Zahl der MDC beim Gesunden im Vergleich zu Patienten mit Allergien. Diese Ergebnisse bilden die Grundlage für die Untersuchung einer möglichen funktionellen Beteiligung der MDC in der Pathogenese der allergischen Rhinitis und für eine gezielte therapeutische Beeinflussung mit mikrobiellen Molekülen wie CpG-Oligonukleotiden.

Abstract

Background: Dendritic cells form a link between innate and acquired immunity. They are capable to detect pathogens based on the recognition of pathogen-associated microbial molecules and trigger the appropriate type of immune responses. In humans, three major subsets of dendritic cells can be distinguished, Langerhans cells of the skin, myeloid DC (MDC) and plasmacytoid DC (PDC). It was reported that PDC infiltrate nasal mucosa in allergen-induced rhinits. Information about the role of MDC in nasal mucosa and the corresponding mucosa-associated lymphoid tissue, the nasopharyngeal adenoids, is limited.

Patients and Methods: Here we examined the presence of MDC in adenoids and in nasal mucosa of healthy individuals (n = 9) and in patients with allergic rhinits. MDC were detected by flow cytometry by positive staining for MHC II and CD11c and the lack of lineage markers. Dead cells were excluded from analysis.

Results: In adenoids, 0.4 % of all cells were MDC. Considerable numbers of MDC could also be detected in nasal mucosa. No difference was found between healthy individuals and patients with allergies (0.3 % vs. 0.45 % MDC; p = 0.12). Interestingly, MDC were absent in patients who received treatment with glucocorticoids, while very high numbers of MDC were found in patients who recently had upper respiratory tract infections.

Conclusion: Our results demonstrate for the first time the presence of MDC in nasal mucosa. MDC numbers were similar in healthy individuals and in patients with allergy. This study forms the basis for examining the role of MDC in the pathogenesis of allergic rhinitis, and for the modulation of MDC functional activity with microbial molecules such as CpG oligonucleotides.

Literatur

  • 1 Rissoan M C, Soumelis V, Kadowaki N, Grouard G, Briere F, de Waal Malefyt R, Liu Y J. Reciprocal control of T helper cell and dendritic cell differentiation.  Science. 1999;  283 1183-1186
  • 2 O’Doherty U, Peng M, Gezelter S, Swiggard W J, Betjes M, Bhardwaj N, Steinman R M. Human blood contains two subsets of dendritic cells, one immunologically mature and the other immature.  Immunology. 1994;  82 87-93
  • 3 Krug A, Towarowski A, Britsch S, Rothenfusser S, Hornung V, Bals R, Giese T, Engelmann H, Endres S, Krieg A M, Hartmann G. Toll-like receptor expression reveals CpG DNA as a unique microbial stimulus for plasmacytoid dendritic cells which synergizes with CD40 ligand to induce high amounts of IL-12.  Eur J Immunol. 2001;  31 3026-3037
  • 4 Brunner C, Seiderer J, Schlamp A, Bidlingmaier M, Eigler A, Haimerl W, Lehr H A, Krieg A M, Hartmann G, Endres S. Enhanced dendritic cell maturation by TNF-alpha or cytidine-phosphate-guanosine DNA drives T cell activation in vitro and therapeutic anti-tumor immune responses in vivo.  J Immunol. 2000;  165 278-286
  • 5 Nestle F O, Alijagic S, Gilliet M, Sun Y, Grabbe S, Dummer R, Burg G, Schadendorf D. Vaccination of melanoma patients with peptide- or tumor lysate-pulsed dendritic cells.  Nat Med. 1998;  4 28-32
  • 6 Holtl L, Rieser C, Papesh C, Ramoner R, Bartsch G, Thurnher M. CD83+ blood dendritic cells as a vaccine for immunotherapy of metastatic renal-cell cancer.  Lancet. 1998;  352 358
  • 7 Lopez C B, Fernandez-Sesma A, Schulman J L, Moran T M. Myeloid dendritic cells stimulate both Th1 and Th2 immune responses depending on the nature of the antigen.  J Interferon Cytokine Res. 2001;  21 763-773
  • 8 Gagliardi M C, Sallusto F, Marinaro M, Langenkamp A, Lanzavecchia A, de Magistris M T. Cholera toxin induces maturation of human dendritic cells and licences them for Th2 priming.  Eur J Immunol. 2000;  30 2394-2403
  • 9 Kalinski P, Hilkens C M, Snijders A, Snijdewint F G, Kapsenberg M L. Dendritic cells, obtained from peripheral blood precursors in the presence of PGE2, promote Th2 responses.  Adv Exp Med Biol. 1997;  417 363-377
  • 10 Cella M, Jarrossay D, Facchetti F, Alebardi O, Nakajima H, Lanzavecchia A, Colonna M. Plasmacytoid monocytes migrate to inflamed lymph nodes and produce large amounts of type I interferon.  Nat Med. 1999;  5 919-923
  • 11 Bauer M, Redecke V, Ellwart J W, Scherer B, Kremer J P, Wagner H, Lipford G B. Bacterial CpG-DNA triggers activation and maturation of human CD11c-, CD123+ dendritic cells.  J Immunol. 2001;  166 5000-5007
  • 12 Hartmann G, Krieg A M. Mechanism and function of a newly identified CpG DNA motif in human primary B cells.  J Immunol. 2000;  164 944-953
  • 13 Krug A, Rothenfusser S, Hornung V, Jahrsdorfer B, Blackwell S, Ballas Z K, Endres S, Krieg A M, Hartmann G. Identification of CpG oligonucleotide sequences with high induction of IFN-alpha/beta in plasmacytoid dendritic cells.  Eur J Immunol. 2001;  31(7) 2154-63
  • 14 Jahnsen F L, Lund-Johansen F, Dunne J F, Farkas L, Haye R, Brandtzaeg P. Experimentally induced recruitment of plasmacytoid (CD123high) dendritic cells in human nasal allergy.  J Immunol. 2000;  165 4062-4068
  • 15 Hartmann G, Krug A, Bidlingmaier M, Hacker U, Eigler A, Albrecht R, Strasburger C J, Endres S. Spontaneous and cationic lipid-mediated uptake of antisense oligonucleotides in human monocytes and lymphocytes.  J Pharmacol Exp Ther. 1998;  285 920-928
  • 16 Bani D, Gallo O, Fini-Storchi O. Intraepithelial lymphocyte subpopulations and dendritic accessory cells in normal and hypertrophic adenoids.  Laryngoscope. 1994;  104 869-873
  • 17 Fokkens W J. Antigen-presenting cells in nasal allergy.  Allergy. 1999;  54 1130-1141
  • 18 Fokkens W J, Vroom T M, Rijntjes E, Mulder P G. CD-1 (T6), HLA-DR-expressing cells, presumably Langerhans cells, in nasal mucosa.  Allergy. 1989;  44 167-172
  • 19 Fokkens W J, Broekhuis-Fluitsma D M, Rijntjes E, Vroom T M, Hoefsmit E C. Langerhans cells in nasal mucosa of patients with grass pollen allergy.  Immunobiology. 1991;  182 135-142
  • 20 Godthelp T, Fokkens W J, Kleinjan A, Holm A F, Mulder P G, Prens E P, Rijntes E. Antigen presenting cells in the nasal mucosa of patients with allergic rhinitis during allergen provocation.  Clin Exp Allergy. 1996;  26 677-688
  • 21 Porcelli S A. The CD1 family: a third lineage of antigen-presenting molecules.  Adv Immunol. 1995;  59 1-98
  • 22 Melian A, Beckman E M, Porcelli S A, Brenner M B. Antigen presentation by CD1 and MHC-encoded class I-like molecules.  Curr Opin Immunol. 1996;  8 82-88
  • 23 Stingl G, Wolff-Schreiner E C, Pichler W J, Gschnait F, Knapp W, Wolff K. Epidermal Langerhans cells bear Fc and C3 receptors.  Nature. 1977;  268 245-246
  • 24 Wollenberg A, Kraft S, Hanau D, Bieber T. Immunomorphological and ultrastructural characterization of Langerhans cells and a novel, inflammatory dendritic epidermal cell (IDEC) population in lesional skin of atopic eczema.  J Invest Dermatol. 1996;  106 446-453
  • 25 Fokkens W J, Vroom T M, Rijntjes E, Mulder P G. Fluctuation of the number of CD-1(T6)-positive dendritic cells, presumably Langerhans cells, in the nasal mucosa of patients with an isolated grass-pollen allergy before, during, and after the grass-pollen season.  J Allergy Clin Immunol. 1989;  84 39-43
  • 26 McWilliam A S, Napoli S, Marsh A M, Pemper F L, Nelson D J, Pimm C L, Stumbles P A, Wells T N, Holt P G. Dendritic cells are recruited into the airway epithelium during the inflammatory response to a broad spectrum of stimuli.  J Exp Med. 1996;  184 2429-2432
  • 27 Fokkens W J, Godthelp T, Holm A F, Klein-Jan A. Local corticosteroid treatment: the effect on cells and cytokines in nasal allergic inflammation.  Am J Rhinol. 1998;  12 21-26
  • 28 Holm A F, Godthelp T, Fokkens W J, Severijnen E A, Mulder P G, Vroom T M, Rijntjes E. Long-term effects of corticosteroid nasal spray on nasal inflammatory cells in patients with perennial allergic rhinitis.  Clin Exp Allergy. 1999;  29 1356-1366
  • 29 Till S J, Jacobson M R, O’Brien F, Durham S R, KleinJan A, Fokkens W J, Juliusson S, Lowhagen O. Recruitment of CD1a+ Langerhans cells to the nasal mucosa in seasonal allergic rhinitis and effects of topical corticosteroid therapy.  Allergy. 2001;  56 126-131
  • 30 Dieu M C, Vanbervliet B, Vicari A, Bridon J M, Oldham E, Ait-Yahia S, Briere F, Zlotnik A, Lebecque S, Caux C. Selective recruitment of immature and mature dendritic cells by distinct chemokines expressed in different anatomic sites.  J Exp Med. 1998;  188 373-386
  • 31 McWilliam A S, Nelson D, Thomas J A, Holt P G. Rapid dendritic cell recruitment is a hallmark of the acute inflammatory response at mucosal surfaces.  J Exp Med. 1994;  179 1331-1336
  • 32 Goetsch L, Gonzalez A, Plotnicky-Gilquin H, Haeuw J F, Aubry J P, Beck A, Bonnefoy J Y, Corvaia N. Targeting of nasal mucosa-associated antigen-presenting cells in vivo with an outer membrane protein A derived from Klebsiella pneumoniae.  Infect Immun. 2001;  69 6434-6444
  • 33 Lien E, Means T K, Heine H, Yoshimura A, Kusumoto S, Fukase K, Fenton M J, Oikawa M, Qureshi N, Monks B, Finberg R W, Ingalls R R, Golenbock D T. Toll-like receptor 4 imparts ligand-specific recognition of bacterial lipopolysaccharide.  J Clin Invest. 2000;  105 497-504
  • 34 Kadowaki N, Ho S, Antonenko S, Malefyt R W, Kastelein R A, Bazan F, Liu Y J. Subsets of human dendritic cell precursors express different toll-like receptors and respond to different microbial antigens.  J Exp Med. 2001;  194 863-869

Dr. med. PD Barbara Wollenberg

Klinik und Poliklinik für Hals-, Nasen- und Ohrenkranke · Klinikum Großhadern

Marchioninistraße 15 · 81377 München

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