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Funktionalität von B-Lymphozyten in der Schwangerschaft

  • Introduction: For a successful pregnancy, a set of physiological requirements has to be fulfilled. The mother has to provide enough nutrients and the proper anatomical environment for the developing fetus and protect him and herself against pathogens. The cells of the im-mune system constantly monitor the organism in search for pathogens and mount a response to eradicate the threat. The favourable outcome of an immune response re-lays on the capacity of those cells to recognize structures that shouldn’t be present in the organism and the speed or strength at which the cells react. During pregnancy, however, a fetus is able to establish a firm contact with the endometrium of the mother and then grow for an extended period of time. This “exception to the rule” hides behind a set of fine-tuned regulations of the immune responses which are not completely un-derstood. Though many cell types have been extensively investigated in the past dec-ades, B cells play yet enigmatic roles. The aim of this work is to uncover the events occurring within the B cell development during pregnancy and to study the role of certain subtypes in healthy pregnancy and pregnancy miscarriage. Methods: For all experiments, 8-weeks-old female mice either non-pregnant, having normal preg-nancies or miscarriage were used. Organs were removed and cells isolated using standard protocols. The analysis of the population distribution was performed by Flow Cytometry. For in vitro experiments, specific cell subsets were isolated using MACS Cell Separation. Bio-plex method was used for the assessment of Immunoglobulin isotypes in serum, while CBA Array was the method used to measure cytokine levels in the supernatant of cell cultures. Statistical analysis was done using GraphPad Prism software. Results: Pregnancy had a strong impact on the murine B cell development. The restructuration of the B cell compartment could be appreciated already from the bone marrow progeni-tors, reduced in pregnant mice. Peripheral subsets drastically adapted their develop-mental pathways, with a drift towards the generation of marginal zone B cells. B cells also showed functional adaptations to gravidity, as evidenced by the changes in the immunoglobulin production and immunomodulatory capacity. Conclusions: For the first time a deep investigation of the consequences of pregnancy on the B cell development was performed, covering several aspects of B cell functionality. This work shows that B lymphocyte compartment is remodelled during pregnancy. Aberration of this process may lead to pregnancy complications including miscarriage.
  • Einleitung: Um eine erfolgreiche Schwangerschaft zu ermöglichen, müssen bestimmte physiologische Anforderungen erfüllt werden. Die Mutter muss sowohl genügend Nährstoffe sowie eine gute anatomische Umgebung für die Entwicklung des Fötus bereitstellen, als auch ihn und sich gegen Krankheitserreger schützen. Die Zellen des Immunsystems überwachen ständig den Organismus auf der Suche nach Krankheitserregern um diese bei einer Bedrohung zu beseitigen. Eine erfolgreiche Immunantwort benötigt Zellen, mit der Fähigkeit Organismusfremde Strukturen zu erkennen und mit der passenden Geschwindigkeit und Stärke dagegen zu reagieren. Während der Schwangerschaft ist ein Fötus trotzdem in der Lage, einen festen Kontakt mit dem Endometrium der Mutter aufzubauen und dann über einen längeren Zeitraum zu wachsen. Diese "Ausnahme von der Regel" versteckt sich hinter einer Reihe von fein abgestimmten Regulierungen der Immunreaktionen, die nicht vollständig verstanden sind. Obwohl viele Zelltypen in den letzten Jahrzehnten ausführlich untersucht wurden, spielen B-Zellen eine noch bisher unbekannte Rolle. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Ereignisse innerhalb der B-Zell-Entwicklung während der Schwangerschaft aufzudecken und die Rolle bestimmter Subtypen in gesunder Schwangerschaft und Schwangerschaft mit Fehlgeburt zu untersuchen. Methoden: Bei allen Experimenten wurden 8-Wochen-alte weibliche Mäuse entweder nicht schwanger, mit normalen Schwangerschaft oder mit Fehlgeburt verwendet. Organe wurden entfernt und die Zellen isoliert unter Nutzung von Standardprotokollen. Die Analyse der Verteilung der Grundgesamtheit wurde mittels Durchflusszytometrie durchgeführt. Für in-vitro-Experimente wurden spezifische Zell-Untergruppen mit MACS Zellseparation isoliert. Eine Bio-plex-Methode wurde für die Bestimmung der Immunoglobulin-Isotypen im Serum verwendet, ein CBA Array wurde zur Zytokinkonzentration im Überstand der Zellkulturen benutzt. Die statistische Analyse wurde nach Verwendung von GraphPad Prism Software durchgeführt. Ergebnisse: Die Schwangerschaft hatte einen starken Einfluss auf die Maus-B-Zell-Entwicklung. Die Umstrukturierung des B-Zell-Kompartiments konnte bereits aus der Reduktion der Knochenmarkvorläuferzellen in schwangeren Mäusen beobachtet werden. Periphere Untergruppen adaptierten drastisch ihrer Entwicklungswege mit einer Drift Richtung der Reifung zu Marginalzonen-B-Zellen. B-Zellen zeigten auch funktionale Anpassungen an Gravidität, Veränderungen in der Immunglobulinproduktion sowie immunmodulatorische Fähigkeiten. Schlussfolgerungen: Zum ersten Mal wurde eine tiefe Untersuchung zum Einfluss der Schwangerschaft auf die B-Zell-Entwicklung durchgeführt, die mehrere Aspekte der B-Zell-Funktionen umfasst. Diese Arbeit zeigt, dass B-Lymphozyten-Kompartiment wurde während der Schwangerschaft umgebaut. Abweichungen bei diesem Prozess können zu Schwangerschaftskomplikationen einschließlich Fehlgeburten führen.

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Metadaten
Author: Damián Oscar Muzzio
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002266-4
Title Additional (English):Functionality of B-Lymphocytes during pregnancy
Title Additional (German):Funktionalität von B-Lymphozyten in der Schwangerschaft
Advisor:Prof. Dr. Marek Zygmunt
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2015/06/23
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2015/06/16
Release Date:2015/06/23
Tag:B-Lymphozyten
Antibodies, B-Lymphocytes, Cytokines, Pregnancy, immune system, miscarriage, mouse
GND Keyword:Antikörper, Cytokine, Fehlgeburt, Immunsystem, Maus, Schwangerschaft, Spontanabort
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Frauenheilkunde u. Geburtshilfe
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit