The influence of immunomodulating treatment on the glycosylation of immune cells in patients with relapsing-remitting multiple sclerosis

Abstract

It is believed that the inflammation of the CNS in MS is driven by Th1 and Th17 cells and that it is then maintained by other cell types of the immune system such as B cells or plasma cells. Different cell types, such as regulatory T cells, are thought to fight off inflammation and thus have a beneficial effect on the course of the disease. There is also the hypothesis that ligation of certain surface molecules, such as CD22, influences the reactivity of immune cells through intracellular signalling. To determine the frequency and the glycan pattern of the respective cell types, immune cells obtained from natalizumab- and IFN-β-treated RRMS patients and controls were stained with cell type specific antibodies and glycan specific lectins (MAL-II, UEA-I, SNA and anti-CD22) and analysed flow cytometrically. Our findings parallel previous reports insofar as we saw an increase in the portion of B cells and cytotoxic T cells in natalizumab-treated patients. A hitherto undescribed phenomenon that occurred in natalizumab-treated patients was a reduced expression of CD22, α1,2-fucosylation and α2,3-sialylation on B cells. IFN-β treatment was associated with an increase in the percentage of cytotoxic T cells as well as with a reduced α2,3-sialylation of CD4high cells. In addition, we found that Th2 cells obtained from healthy donors expressed markedly larger amounts of α1,2-fucosylation and α2,3-sialylation than any other T cell subset. The portion of regulatory T cells was neither altered by MS itself nor by its immunomodulatory treatment.

Es wird angenommen, dass die Entzündung des ZNS bei MS von Th1 und Th17 Zellen angetrieben wird und durch andere Arten von Immunzellen, wie B-Zellen oder Plasmazellen aufrechterhalten wird. Außerdem wird vermutet, dass regulatorische T-Zellen die Entzündungsreaktion unterdrücken und somit eine positive Wirkung auf den Verlauf der Erkrankung haben. Es besteht außerdem die Hypothese, dass die Ligation bestimmter Oberflächenmoleküle, wie CD22, die Reaktivität von Immunzellen durch intrazelluläre Signalisierung beeinflussen. Um die Häufigkeit und das Glycanmuster der jeweiligen Zelltypen zu bestimmen, wurden Immunzellen mit zelltyp-spezifischen Antikörpern und glycan-spezifischen Lektinen (MAL-II, UEA-I, SNA-und Anti-CD22) gefärbt und durchflusszytometrisch untersucht. Die Zellen wurden von RRMS-Patienten, die mit Natalizumab und IFN-β behandelt wurden, und von Kontrollgruppen gewonnen. Ein Teil unsere Ergebnisse (die Zunahme der relativen Anzahl von B-Zellen und zytotoxischen T-Zellen in Natalizumab-behandelten Patienten) entspricht früheren Befunden. Ein bisher unbeschriebenes Phänomen, das wir in der Gruppe der mit Natalizumab behandelten Patienten fanden, ist eine verminderte Expression von CD22, α1,2-Fucosylierung und α2,3-Sialylierung auf B-Zellen. Die Behandlung mit IFN-β war sowohl mit einem erhöhten Anteil zytotoxischer T-Zellen als auch mit einer reduzierten α2,3-Sialylierung von CD4high Zellen assoziiert. Zusätzlich fanden wir, dass die α1,2-Fucosylierung und α2,3-Sialylierung auf der Oberfläche von Th2-Zellen von gesunden Spendern deutlich höher im Vergleich zu anderen T-Zell-Untergruppen war. Der Anteil von regulatorischen T-Zellen wurde weder durch MS selbst noch durch ihre immunmodulatorische Behandlung verändert.