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Titelaufnahme

Titel
The impact of aging on lymphocytes and their function in the human bone marrow / by Theresa Pritz
VerfasserPritz, Theresa
Begutachter / BegutachterinnenKotsch, Katja ; Stöckl, Johannes
Betreuer / BetreuerinnenGrubeck-Loebenstein, Beatrix
Erschienen2014
Umfang121 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftInnsbruck, Univ., Diss., 2014
Datum der AbgabeOktober 2014
SpracheEnglisch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Knochenmark / Blut / Alter / Lymphozyten
Schlagwörter (EN)bone marrow / peripheral blood / aging / lymphocytes / bone marrow - peripheral blood - aging - lymphocytes
Schlagwörter (GND)Knochenmark / Immunsystem / Blut / Lymphozyt
URNurn:nbn:at:at-ubi:1-2279 Persistent Identifier (URN)
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The impact of aging on lymphocytes and their function in the human bone marrow [2.91 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

In den letzten Jahrzehnten ist die Zahl der über 60-Jährigen drastisch gestiegen. Altern wird mit der Abnahme vieler physiologischer Funktionen, unter anderem mit charakteristischen Veränderungen des Immunsystems, assoziiert. Diese Veränderungen tragen zu einem schweren Verlauf von Infektionskrankheiten sowie einer schlechteren Impfantwort im Alter bei.

Kürzlich zeigten Mausstudien, dass das Knochenmark eine wichtige Rolle als sekundäres lymphoides Organ in der adaptiven Immunantwort spielt. Gedächtnis T-Zellen sowie Plasmazellen wandern in das Knochenmark und verweilen dort in einer sogenannten Überlebensniche. Momentan ist nur wenig über Lymphozyten im Knochenmark und deren altersabhängige Veränderungen beim Menschen bekannt. Daher beschäftigt sich diese Arbeit mit Zellen des adaptiven Immunsystems aus dem humanen Knochenmark und deren Veränderungen im Alter.

Der erste Teil dieser Dissertation beschreibt den phänotypischen und funktionellen Vergleich von T-Zellen aus dem Beckenkamm (Crista iliaca) und dem Oberschenkelhalsknochen (Femur). Unsere Ergebnisse zeigen, dass kein Unterschied zwischen den T- Zellpopulationen aus den beiden Knochentypen vorliegt. Beide Populationen enthielten eine gegenüber dem peripheren Blut erhöhte Anzahl an hoch differenzierten, polyfunktionalen CD4+ und CD8+ Effektorzellen, sowie eine altersabhängige verminderte Zahl naiver und erhöhte Zahl Antigen-erfahrener T-Zellen. Diese Ergebnisse demonstrieren, dass sich T-Zellen aus dem Knochenmark des Femurs für Untersuchungen über die Bedeutung der Knochenmarksniche für T-Zellen im Alter gut eignen.

Der zweite Abschnitt dieser Arbeit behandelt B-Zellsubpopulationen im Knochenmark, im Speziellen die Antigenspezifizität von Plasmazellen sowie deren Veränderung im Alter. Aufgrund der relativ großen Zahl von mononukleären Zellen, die aus dem Oberschenkelhalsknochen isoliert werden können, war diese Analyse möglich. Die Ergebnisse zeigen, dass sich unreife B- sowie Plasmazellen vorwiegend im Knochenmark aufhalten, während naive und Gedächtnis B-Zellen hauptsächlich im Blut zirkulieren. Während keine altersabhängige Veränderung der unreifen und naiven B-Zellen nachweisbar war, nahm mit steigendem Alter die Gesamtzahl von Plasmazellen und Gedächtnis B-Zellen aus dem Knochenmark

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ab. Von dieser Abnahme waren allerdings nur Knochenmarksplasmazellen mit Reaktivität gegenüber Tetanus und Diphtherie, nicht aber gegenüber Influenza A und dem Cytomegalovirus, betroffen.

Periphere Antikörperkonzentrationen korrelieren stets mit der Zahl von Knochenmarksplasmazellen derselben Spezifität, aber nicht mit den entsprechenden peripheren Gedächtniszellen.

Die Arbeit lässt den Schluss zu, dass im humanen Knochenmark hoch differenzierte, polyfunktionale Effektor T-Zellen und Plasmazellen vorhanden sind, deren Phänotyp, Anzahl und Spezifität sich im Alter verändern. Dies lässt vermuten, dass das Knochenmark für die eingeschränkte Immunantwort im Alter mitverantwortlich sein könnte.

Zusammenfassung (Englisch)

Over the last decades the number of 60+ people has increased. Aging causes a decrease in several physiological functions such as a lower immune response to infections and vaccination. Recently the role of the bone marrow (BM) as a homing and survival site for memory T cells as well as plasma cells was described in mice. Still, little is known about lymphocytes in terms of their phenotype and function in the human BM in old age.

In the first part of the thesis we compared the phenotype and function of BM T cells from iliac crest- and femur shaft-derived bone biopsies. Our results demonstrated that there were no phenotypic differences between BM mononuclear cells (BMMC) from the two tissue sources. Compared to the peripheral blood (PB), both BM types contained fewer naïve and more antigen experienced polyfunctional CD4+ as well as CD8+ T cells, which, in contrast to peripheral cells, expressed CD69. Furthermore, we were able to demonstrate that BMMC from the femur shaft are a useful tool for further studies on different types of immune cells in the BM in old age.

With a bigger yield of BMMC from the femur shaft we were for instance able to analyze B cell subsets, the antigen-specificity of plasma cells and age-related changes of BM plasma cells. Our results demonstrated that higher numbers of immature B and plasma cells are located in the BM, whereas naïve and memory B cells mainly circulate in the PB. While the frequency of plasma and memory B cells from the BM and PB declined, immature and naïve B cells were unaffected by age. An age-related decrease of tetanus- and diphtheria-specific BM plasma cells was shown, whereas influenza-A and Cytomegalovirus (CMV)-specific BM plasma cells did not change with age. With the exception of CMV, peripheral antibody concentrations correlated with BM plasma cells of the same specificity but were independent of antigen-specific PB memory B cells. These results revealed that the human BM houses decreased numbers of plasma cells in old age. The number of cells of certain specificity may reflect the time and frequency of previous antigen encounters as well as intrinsic age-related changes of immune cells as well as of the BM niche.

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