Regulation of Cathepsin G Reduces the Activation of Proinsulin-Reactive T Cells from Type 1 Diabetes Patients

Autoantigenic peptides resulting from self-proteins such as proinsulin are important players in the development of type 1 diabetes mellitus (T1D). Self-proteins can be processed by cathepsins (Cats) within endocytic compartments and loaded to major histocompatibility complex (MHC) class II molecules for CD4+ T cell inspection. However, the processing and presentation of proinsulin by antigen-presenting cells (APC) in humans is only partially understood. Here we demonstrate that the processing of proinsulin by B cell or myeloid dendritic cell (mDC1)-derived lysosomal cathepsins resulted in several proinsulin-derived intermediates. These intermediates were similar to those obtained using purified CatG and, to a lesser extent, CatD, S, and V in vitro. Some of these intermediates polarized T cell activation in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from T1D patients indicative for naturally processed T cell epitopes. Furthermore, CatG activity was found to be elevated in PBMC from T1D patients and abrogation of CatG activity resulted in functional inhibition of proinsulin-reactive T cells. Our data suggested the notion that CatG plays a critical role in proinsulin processing and is important in the activation process of diabetogenic T cells

Aktivierung primärer diabetogener T-Zellen mittels in vitro prozessiertem Proinsulin

Proinsulin ist eines der wichtigsten Autoantigene des Typ 1 Diabetes mellitus (T1DM). Durch Prozessierung von Proinsulin entstehen Proinsulin-spezifische T-Zell Epitope, welche autoreaktive T-Zellen aktivieren. Professionelle Antigen-präsentierende Zellen, vor allem myeloide dendritische Zellen (mDC1), übernehmen eine wichtige Funktion in der Prozessierung von Proinsulin und in der Aktivierung von autoreaktiven T-Zellen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden lysosomale Proteasen (Cathepsine) aus mDC1 mit Proinsulin inkubiert und die entstandenen Bruchstücke analysiert. Die Untersuchung des Verdaumusters ergab, dass der Anteil der Cathepsin G spezifischen Schnittstellen am häufigsten war. Die durch den Verdau entstandenen Proinsulinfragmente wurden neu synthetisiert und hinsichtlich ihrer T-Zell Reaktivität in einem T-Zell Assay untersucht und das Cytokinprofil ausgewertet. Die hier dargestellten Ergebnisse dienen als Basis für weitere Untersuchungen zur Entwicklung neuer zielgerichteter Therapieansätze, z.B. durch den Einsatz von Cathepsin G Inhibitoren, die die Reduzierung von autoreaktiven T-Zellen des T1DM bewirken könnten