Der Prozess der Aktivierung, Proliferation, Differenzierung und Umwandlung von T-Zellen in Gedächtnis-T-Zellen ist von zentraler Bedeutung für antigenspezifische Immunantworten1. Anfänglich werden T-Zellen aktiviert, wenn ihre T-Zell-Rezeptoren (TCR) antigene Peptide erkennen, die von Molekülen des Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC) auf der Oberfläche von Antigen-präsentierenden Zellen (APCs) präsentiertwerden 2,3. Dieser Aktivierungsprozess erfordert nicht nur die Bindung von TCR an MHC-Moleküle, sondern auch die Koordination von co-stimulatorischen Signalen, die für die vollständige Aktivierung der T-Zellfunktionen entscheidend sind4. Einmal aktiviert, treten T-Zellen schnell in die Proliferationsphase ein und erzeugen zahlreiche Klone, die die gleiche Antigenspezifität wie die ursprüngliche T-Zelle aufweisen. Während dieser Proliferationsphase differenzieren sich T-Zellen aufgrund ihrer Funktion weiter, hauptsächlich in CD8+ T-Zellen und CD4+ T-Zellen5. Diese differenzierten Zellen vermitteln die zytotoxische Abtötung bzw. unterstützen die Immunantwort. Nach der Erstinfektion verwandelt sich ein Teil der aktivierten T-Zellen in langlebige Gedächtnis-T-Zellen6. Diese Gedächtnis-T-Zellen können über längere Zeiträume im Immunsystem verbleiben und bei erneuter Exposition schnell auf denselben Erreger reagieren. Infolgedessen erzeugen sie eine stärkere und effizientere Immunantwort und bietendem Wirt einen langfristigen Immunschutz 7. Dieser gesamte Prozess ist für die Entwicklung von T-Zell-Impfstoffen von entscheidender Bedeutung, da er dazu beiträgt, die Wirksamkeit und Haltbarkeit des Impfstoffs zu verbessern8.
In diesem Zusammenhang wird die Kultivierung antigenspezifischer T-Zellen in vitro unerlässlich. Dieses Protokoll wurde auf der Grundlage etablierter Methoden für die In-vitro-Kultivierung menschlicher T-Zellen entwickelt, mit notwendigen Anpassungen für das Immunsystem der Vögel9. Indem diese Zellen außerhalb des Körpers gezüchtet werden, können Forscher die T-Zell-Reaktion unter verschiedenen Immunzuständen wie Aktivierung, Proliferation, Differenzierung und Gedächtnisbildung untersuchen10. Dieser In-vitro-Ansatz ist von unschätzbarem Wert, um die Rolle zu verstehen, die T-Zellen bei Immunantworten spielen. Darüber hinaus kann unter In-vitro-Kulturbedingungen die Sekretion von Zytokinen (wie IFN-γ) durch T-Zellen überwacht werden11,12. Dieses Monitoring ist entscheidend für die Beurteilung der Qualität, Intensität und Persistenz von Immunantworten sowie für die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen T-Zellen und anderen Immunzellen. Darüber hinaus ermöglicht die In-vitro-Expansion antigenspezifischer T-Zellen eine großflächige Anreicherung, erhöht die Nachweisempfindlichkeit und verbessert die Beurteilung der T-Zell-Reaktionsniveaus13. Daher dient die In-vitro-Kultur von antigenspezifischen T-Zellen als leistungsfähiges Instrument, um die Rolle von Geflügel-T-Zellen bei Immunantworten besser zu verstehen, was die Empfindlichkeit des Nachweises erhöht und die Beurteilung der T-Zell-Reaktionsniveaus verbessert. Während ähnliche In-vitro-Methoden in Säugetiersystemen gut etabliert sind, ist die Anwendung solcher Techniken bei Vogelarten nach wie vor begrenzt. Dies ist besonders relevant für die Immunologie von Geflügel, wo die Werkzeuge zur Analyse von T-Zell-Antworten noch unterentwickelt sind. Vor allem Enten dienen als natürliches Reservoir für mehrere Vogelgrippeviren, doch über ihre antigenspezifische T-Zell-Immunität ist wenig bekannt. Daher ist die Entwicklung eines standardisierten In-vitro-T-Zellkulturprotokolls, das auf Vogelsysteme zugeschnitten ist, unerlässlich, um sowohl die Grundlagenforschung als auch die angewandte Immunologie bei Geflügel voranzubringen.
Ein wichtiges Zytokin, das an diesen Prozessen beteiligt ist, ist IFN-γ, ein Typ-II-Interferon, das hauptsächlich von CD8+-T-Zellen, Typ-1-CD4+-T-Zellen und NK-Zellen produziertwird 14. IFN-γ spielt eine entscheidende Rolle bei der Hemmung der Virusreplikation und der Regulierung der Immunantwort15. Das Expressionsniveau von IFN-γ spiegelt den Immunstatus wider und dient als Marker für die Aktivierung von T-Zellen, was es den Forschern ermöglicht, das Antwortniveau von T-Zellen anhand seiner Expression zu beurteilen16,17. Eine gängige Methode zum Nachweis der Zytokinexpression in Immunzellen ist die intrazelluläre Zytokinfärbung (ICS)18,19. Aufgrund von Einschränkungen bei den experimentellen Materialien und Techniken ist die Forschung an Enten jedoch hinter der an Säugetieren zurückgeblieben5. Gegenwärtig verlassen sich viele Forscher auf qPCR, um die IFN-γ-Expressionsniveaus zu messen, obwohl diese Methode gewisse Einschränkungen aufweist11. In unserem Labor ist es uns gelungen, einen Antikörper gegen Enten-IFN-γ zu entwickeln, der mit der Durchflusszytometrie kompatibel ist. Aufbauend auf diesem Erfolg haben wir in dieser Studie eine ICS-Methode zum Nachweis der IFN-γ-Proteinexpression in Enten-T-Zellen etabliert, die ein zuverlässiges Werkzeug für weitere Studien über Enten-T-Zell-Antworten bietet.