Detection of different macrophage‐activating factor and interferon activities in supernatants of chicken lymphocyte cultures¹

This research was supported by a grant (Bu 488/1) of the Deutsche Forschungsgemeinschaft.

Summary

Chicken spleen lymphocytes were cultivated under various conditions in order to produce and characterise functionally avian lymphokines. Biological properties of lymphokine‐containing culture supernatants were evaluated with regard to their antiviral activity and their effects on cultured bone marrow‐derived chicken macrophages, including induction of cytostatic activity, enhancement of phagocytic activity towards vital Candida albicans, and giant cell formation. Optimal doses of concanavalin A (ConA) for stimulation of lymphocytes varied between 2.5 and 40 μg/ml, depending on the cell concentration and presence or absence of serum. Lymphokine production occurred even without exogenous mitogen stimulation when cells were cultured at sufficiently high concentrations (1 to 2 × 10⁷ cells/ml).

Cytostasis‐inducing capacity of lymphokine preparations against lymphoblastoid MDCC‐RP1 cells was always combined with the presence of antiviral activity. Experimental results suggested that these two activities had to be attributed to at least two distinct lymphokines, i.e. macrophage‐activating factor and interferon (IFN). ConA stimulation of lymphocytes from a single donor appeared to be the appropriate signal for production of IFN‐γ. Endogenous stimulation in mixed lymphocyte cultures more appropriately triggered production of IFN‐α or IFN‐ß, although production of IFN‐γ was not completely suppressed.

Phagocytic activity of macrophages could also be increased by a cyto‐kine present in conditioned media from confluent cultures of chicken embryo fibroblasts, chicken kidney cells, or bone marrow‐derived chicken macrophages. In lymphokine preparations, this mediator may‐even be a cofactor necessary for induction of multinucleated giant cell formation of cultured macrophages.

Resume

Des lymphocytes de rates de poulets ont été cultivés dans différentes conditions dans le but de produire et de caractériser les fonctions des lyrhphokines aviaires. Les propriétés biologiques des surnageants de culture contenant des lymphokines ont été évaluées en rapport avec leur activité anti‐virale et leurs effets sur les cultures de moelle osseuse dérivées de macrophages de poulets, incluant l'induction de l'activité cytostatique, l'augmentation de l'activité phagocytaire vis‐à‐vis de Candida albicans et la formation de cellules géantes. Les doses optimales de Con‐canavaline A (ConA) pour la stimulation des lymphocytes a varié entre 2,5 et 40 microgrammes par ml, en fonction de la concentration cellulaire et de la présence ou de l'absence de sérum. La production de lymphokines est intervenue même sans stimulation par mitogène exogene quand les cellules étaient cultivées à des concentrations élevées (1 à 2 × 10⁷ cellules/ml). La capacité des préparations de lymphokines à induire une cytostase vis‐à‐vis des cellules lymphoblastofdes (MDCC‐RP1) a toujours été associée à la présence d'une activité anti‐virale. Ces résultats expérimentaux suggèrent que ces deux activités peuvent être attribuées au moins à deux lymphokines distinctes: le facteur activant les macrophages et l'interféron (IFN). La stimulation des lymphocytes par la Concanavaline A à partir d'un donneur unique est apparue être le signal approprié pour la production de IFN‐gamma. La stimulation endogène dans les cultures de lymphocytes mélangés a mieux provoqué la production de IFN‐alpha ou IFN‐béta bien que la production de IFN‐gamma n'a pas été complètement supprimée.

L'activité phagocytaire des macrophages a pu aussi être augmentée par une cyto‐kine présente dans les milieux conditionnés à partir de cultures confluentes de fibroblastes d'embryons de poulets, de cellules de reins de poulets ou de macrophages de poulets dérivés de la moelle osseuse. Dans les préparations de lymphokine, ce médiateur peut même être un co‐facteur nécessaire à l'induction de la formation de cellules géantes multinuclées.

Zusammenfassung

Milzlymphozyten des Huhnes wurden zur Gewinnung und funktionellen Charakterisierung aviärer Lymphokine unter verschiedenen Bedingungen kultiviert. Die biologischen Eigenschaften lymphokinhaltiger Zellkulturüberstände wurden aufgrund ihrer antiviralen Aktivität sowie ihrer Wirkungen auf kultivierte Knochen‐marksmakrophagen des Huhnes, wie der Induzierung zytostatischer Eigenschaften, Steigerung der Phagozytoseaktivität gegenüber vitalen Candida albicans und Bildung von Riesenzellen erfaßt. Die zur Stimulierung von Lymphozyten optimalen ConA‐Konzentrationen schwankten zwischen 2.5 und 40 μg/ml, abhängig von der Zellkonzentration und der Anwesenheit oder Abwesenheit von Serum. Eine Lympho‐kinproduktion fand sogar ohne exogene Mitogen‐Stimulierung statt, wenn die Zellen in ausreichend hohen Konzentrationen kultiviert wurden (1–2 × 10⁷ Zellen/ ml). Die Zytostase‐induzierende Eigenschaft der Lymphokinpräparationen gegenüber lymphoblastoiden MDCC‐RP1 Zellen war immer mit der Anwesenheit anti‐viraler Aktivität verbunden. Die Versuchsergebnisse ließen vermuten, daß diese beiden Aktivitäten wenigstens zwei verschiedenen Lymphokinen zugeordnet werden müßten, z.B. dem Makrophagen‐aktivierenden Faktor und Interferon (IFN). Dabei schien eine ConA‐Stimulierung von Lymphozyten eines einzelnen Zellspenders das entsprechende Signal für die Produktion von IFN‐γ zu sein. Die endogene Stimulierung in gemischten Lymphozytenkulturen führte eher zur Produktion von IFN‐α oder IFN‐ß, obwohl die Produktion von IFN‐γ nicht vollständig gehemmt wurde.

Die Phagozytoseaktivität von Makrophagen konnte ebenfalls durch ein Zytokin gesteigert werden, welches in konditioniertem Medium konfluenter Kulturen von Hühnerembryofibroblasten, Hühnernierenzellen oder Knochenmarksmakro‐phagen des Huhnes enthalten war. Dieser Mediator stellt in Lymphokinpräparationen móglicherweise sogar einen Kofaktor dar, der für die Induzierung einer Bildung mehrkerniger Riesenzellen aus kultivierten Makrophagen notwendig ist.

Resumen

Se cultivaron linfocitos de bazo de pollo bajo diferentes condiciones con el objeto de producir y caracterizar linfoquinas aviares funcionales. Las propiedades bioló‐gicas de los sobrenadantes de cultivos conteniendo linfoquinas fueron evaluados con respecto a su actividad antiviral y sus efectos sobre macrófagos de pollo culti‐vados en médula ósea incluyendo la inducción de la actividad citostâtica, aumento de la actividad fagocitaria contra la Candida albicans y la formación de células gigantes. La dosis óptima de Concanavalina A (Con A) para estimulación de linfocitos varió entre 2.5 y 40 μg/ml, dependiendo de la concentración de células y la presencia o ausencia de suero. La producción de linfoquinas ocurrió mismo aun sin la estimulación mitógena exógena cuando las células fueron cultivadas a concentra‐ciones suficientemente altas (1 a 2 × 10⁷ células/ml).

La capacidad inductora de citoestâsis de las preparaciones de linfoquina contra las células linfoblastoides MDCC‐RP1 estuvo siempre combinada con la presencia de actividad antiviral. Los resultados experimentales sugieren que estas dos activadades tienen que ser atribuidas al menos a dos linfoquinas diferentes es decir al factor activador de macrófagos y al interferón (IFN). La estimulación con Con A de linfocitos procedentes de un solo donador fue aparentemente la señal apropiada para la producción de IFN gamma. La estimulación endógena en cultivos mixtos de linfocitos mas apropiada desencadenó la producción de IFN alfa o IFN beta, aunque la producción de IFN gamma no fue completamente suprimida.

La actividad fagocitaria de los macrófagos también pudo ser aumentada por medio de una citoquina presente en medios acondicionados a partir de cultivos confluen‐tes de fibroblastos de embrión de pollo o de macrófagos de pollo derivados de médula ósea. En las preparaciones de linfoquinas este mediador puede ser aún un cofactor necesario para la inducción de la formación de células gigantes multi‐nucleadas de macrófagos cultivados.

Notes

This research was supported by a grant (Bu 488/1) of the Deutsche Forschungsgemeinschaft.