Diabetologie und Stoffwechsel 2011; 6 - P243
DOI: 10.1055/s-0031-1277514

Charakterisierung der dynamischen Veränderungen von T- und B-Zellpopulationen in Korrelation zur Produktion von Insulinautoantikörpern und Diabetesentstehung im NOD Modell

K Förtsch 1, M Hagen 2, T Adler 3, A Verschoor 3, BA Hense 4, DH Busch 3, AG Ziegler 1, 5, 6, W zu Castell 2, K Adler 1, 5
  • 1Forschergruppe Diabetes e.V. am Helmholtz Zentrum München, Neuherberg, Germany
  • 2Abteilung Scientific Computing, Helmholtz Zentrum München, München, Germany
  • 3Institut für Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene der Technischen Universität München, Immunology Screen der German Mouse Clinic, München, Germany
  • 4Institut für Biometrie und Biomathematik, Helmholtz Zentrum München, München, Germany
  • 5Forschergruppe Diabetes der Technischen Universität München, München, Germany
  • 6Institut für Diabetesforschung, Helmholtz Zentrum München, München, Germany

Fragestellung: In der Pathogenese des Autoimmundiabetes akkumulieren T- und B-Lymphozyten in den pankreatischen Inseln und Inselautoantikörper sind frühzeitig während der β-Zellzerstörung detektierbar. NOD-Mäuse sind ein Modell für Autoimmundiabetes. Ziel dieser Studie ist die erstmalige Analyse des zeitlichen Auftretens, der Korrelationen und der Subpopulationen von Immunzellen und IAA vom frühen Lebensalter bis zur Diabetesmanifestation im NOD-Modell, um Diabetes-prädikative Parameter zu identifizieren.

Methodik: Ab der 4. Lebenswoche wurde 47 NOD- und 22 diabetesresistenten NOR-Mäusen bis zur Diabetesmanifestation oder zur 36. Lebenswoche zweiwöchentlich Blut abgenommen. Mittels Vielfarben-Durchflusszytometrie wurden Immunzellsubklassen und multiple Oberflächenmarker auf B- und T-Lymphozyten gleichzeitig gemessen. IAA wurden mittels Radioimmunoassay detektiert und die Gewichts-, Blut- und Uringlukosedaten engmaschig erfasst. Über eine Greedy-Suche mittels Support Vector Machines wurden Cluster von B-/T-Zell-Subpopulationen gesucht, die sich im Hinblick auf die Diskriminierung der diabetischen Mäuse eignen. Die Klassifikationsgenauigkeit wurde dazu mit Kreuzvalidierung abgeschätzt. Im ersten Schritt wurde dabei der zeitliche Aspekt bisher nicht berücksichtigt. Für die so gefundenen Parameter wurde mittels Mann-Whitney U-Test die Aussagekraft einzeln getestet.

Ergebnisse: 68% der NOD-Mäuse entwickelten Diabetes. Wöchentliche Gewichtsmessungen ergaben keinen Unterschied im mittleren Körpergewicht zwischen den diabetischen NOD- (22g bei 10 und 27g bei 25 Lebenswochen), den nicht diabetischen NOD- (22g bei 10 und 28g bei 25 Lebenswochen) und den NOR-Mäusen (23g bei 10 und 28g bei 25 Lebenswochen). Die mittleren Blutglukosewerte bei 10 Lebenswochen unterschieden sich nicht zwischen den NOD-Mäusen die später Diabetes entwickeln und denen die nicht erkrankten. Während für die einzelnen B-/T-Zell-Populationen lediglich eine Klassifikationsgenauigkeit von maximal 79,2% im Hinblick auf die Diabetesentstehung der Mäuse erreicht werden konnte, lies sich durch Kombination von Parametern mit drei Subpopulationen (IgD+/IgM-, IgD+/IgM-/CD11b-/CD19+/B220+ und CD45+/CD11b+) eine Steigerung auf 80,6% erreichen. Die Aussagekraft der Subpopulationen einzeln wurde bestätigt (p-Werte zwischen 4,95e-005 und 1,76e-004).

Schlussfolgerung: Die multiplen Blutentnahmen hatten keinen Einfluss auf die Diabetesentstehung und die mittleren Körpergewichte der Mausgruppen. Folglich sind mögliche Unterschiede der Immunparameter in den verschiedenen Mausgruppen tatsächlich auf die Diabetesentstehung zurückführbar. Einzelne Parameter konnten im Hinblick auf ihr Potenzial zur Frühdiagnostik identifiziert werden. In Kombination lässt sich die Aussagekraft durchaus steigern. Es ist zu erwarten, dass durch die Hinzunahme des zeitlichen Aspekts und der IAA diese ersten Ergebnisse weiter verbessert werden können.