Photopheresis with UV-A light and 8-methoxypsoralen leads to cell death and to release of blebs with anti-inflammatory phenotype in activated and non-activated lymphocytes.

Language
en
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2010-02-22
Issue Year
2009
Authors
Stadler, Kathrin
Editor
Abstract

Extracorporeal photopheresis is a therapy for treatment of autoimmune diseases, cutaneous T-cell lymphoma, organ graft rejection as well as graft-versus-hostdiseases. The exact mechanism how the combination of 8-methoxypsoralen plus UVA irradiation (PUVA) acts is still unclear. We investigated the cell death of activated and non-activated lymphocytes after PUVA treatment as well as the rate of released blebs and their antigen composition. For the detection of apoptosis and necrosis, the lymphocytes were stained with annexinV (AxV)-FITC and propidium iodide (PI). AxV-FITC was used to identify phosphatidylserine exposure, and PI to distinguish between apoptotic (AxV+/PI-) and necrotic (AxV+/PI+) cells. To monitor nuclear degradation, the cells were stained with PI in the presence of the detergent Triton X-100. The release of blebs and their surface composition was also analysed by flow cytometry. In presence of 8-MOP, UV-A light highly significantly increased the cell death of activated lymphocytes. The same was observed to a lesser extent in non-activated cells. Blebs derived from activated lymphocytes after PUVA treatment showed the highest surface exposition of phosphatidylserine. These blebs also displayed a high exposure of the antigens CD5 and CD8 as well as a low exposure of CD28 and CD86. PUVA treatment exerts anti-inflammatory effects by inducing apoptosis and apoptotic cell-derived blebs with immune suppressive surface composition.

Abstract

Die extrakorporale Photopherese mittels UV-A Licht in Kombination mit 8- Methoxypsoralen (PUVA) wird bei Autoimmunkrankheiten, beim kutanen T-Zell- Lymphom, bei Transplantatabstoßungsreaktionen und auch bei der Graft-versus- Host-Disease therapeutisch genutzt. Allerdings ist der genaue Wirkmechanismus von UV-A-Licht in Kombination mit Psoralen noch unklar. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, den Zelltod aktivierter als auch nicht-aktivierter Lymphozyten nach PUVABehandlung und die Rate der von den Lymphozyten freigesetzten Blebs sowie deren Antigenstruktur zu untersuchen. Zum Nachweis von Apoptose und Nekrose wurden die Lymphozyten mit AnnexinV (AxV)-FITC und Propidiumiodid (PI) gefärbt. AxV-FITC wurde verwendet, um die Exposition von Phosphatidylserin (PS) nachzuweisen; PI, um zwischen apoptotischen (AxV+/PI-) und nekrotischen (AxV+/PI+) Zellen zu differenzieren. Für den Nachweis der Zellkerndegradation wurden die Lymphozyten mit PI in Anwesenheit von Triton X-100 gefärbt. Die Messungen erfolgten mittels Durchflusszytometrie. Die Freisetzung von Blebs und die Zusammensetzung ihrer Oberflächenstruktur wurden ebenfalls mittels Durchflusszytometrie analysiert. In Anwesenheit von 8-Methoxypsoralen führte die Bestrahlung mit UV-A-Licht zu einer hochsignifikanten Erhöhung des Zelltodes in der Population der aktivierten Lymphozyten. Der gleiche Effekt, aber in geringerer Ausprägung, konnte in der Population der nicht-aktivierten Lymphozyten beobachtet werden. Die höchste Rate von an der Oberfläche exprimiertem Phosphatidylserin nach PUVA-Behandlung zeigten die Blebs der aktivierten Lymphozyten. Diese Blebs wiesen zudem eine hohe Expressionsrate der Antigene CD5 und CD8 sowie eine niedrige Rate an CD28 und CD86 auf. PUVA-Behandlung übt durch Apoptoseinduktion und die damit einhergehende Sekretion von apoptotischen Blebs mit immunsuppressiver Oberflächenstruktur einen anti-inflammatorischen Effekt aus.

Citation
Biochemical and Biophysical Research Communications, 2009, Volume 386, Pages 71 - 76
DOI
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