RT Dissertation/Thesis
T1 Transepitheliale Stimulation humaner Leukozyten durch Bakterien und ihre Oberflächenbestandteile
A1 Bäuerlein,Annette
WP 2008/11/11
AB Hintergrund: Die Mucosa des Gastroinstinaltrakts spielt eine entscheidende Rolle bei der Unterscheidung von pathogenen und nichtpathogenen Bakterien und ist an der Vermittlung der systemischen Immunantwort beteiligt. In dieser Arbeit wurde die Wirkung probiotischer, kommensaler, pathogener und lebensmitteloriginärer Bakterien und deren Oberflächenbestandteilen auf kokultivierte Enterozyten und Lymphozyten untersucht. Dabei war insbesondere die immunologische Reaktion, deren Ursachen, sowie die Reihenfolge der Aktivierung der Epithelzellen und darunter lokalisierten Leukozyten von Bedeutung.
Material und Methoden: PBMCs (Peripheral blood mononuclear cells) wurden transepithelial in CaCo-2-Zell/PBMC Kokulturen und direkt mit kommensalen, probiotischen und enteropathogenen Bakterien sowie Zellwandbestandteilen von gram-negativen und gram-positiven Bakterien stimuliert. Die Expression der inflammatorischen Zytokine TNF-α, IL-8, IL-6, IL-10 und IFN-γ wurde mittels enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) bestimmt. Die Messung des Quotienten aus IL-8/18S mRNA erfolgte mit Hilfe einer quantitativen reversen Transkriptions PCR (qRT-PCR). Das transepithelial permeierte Endotoxin wurde mit dem Limulus-Amobozyte-Test (LAL-Test) gemessen und die Integrität der CaCo-2-Zellmonolayer wurde mit Fluorescein-Dextran und der Messung des transepithelialen Wiederstands (TEER) bestimmt.
Ergebnisse: Gram-positive probiotische Bakterien führen nicht zu einer signifikanten Aktivierung immunkompetenter Zellen, während der Zusatz des gram-negativen, probiotischen E. coli Nissle, eine stärkere Ausschüttung von TNF-α, IL-8, IL-6, IL-10 und IFN-γ zur Folge hat als der des enteropathogenen E. coli EPEC. Die Klassifizierung der Bakterien als ?probiotisch? war nicht mit ihrer Fähigkeit assoziiert, die Bildung inflammatorischer Zytokine zu induzieren. Permeabiltätsunterschiede waren gleichfalls nicht prinzipiell mit einer erhöhten Aktivierung basolateraler Leukozyten assoziiert. So war sowohl bei direkter Stimulation als auch bei transepithelialer Stimulation keine Aktivierung durch Lipoteichonsäure (LTA) von E. faecalis messbar, während der Zusatz von Endotoxinen in Abhängigkeit von ihrem strukturellen Aufbau eine geringe (Bacteroides sp.) bis extrem starke (E. coli K12, E. coli Nissle, S. Typhimurium) Aktivierung immunkompetenter Zellen zur Folge hatten. Eine basolaterale Hemmung der Aktivität des LPS durch Polymyxin B und Colistin konnte die durch LPS von E. coli K12 induzierte Aktivierung fast vollständig inhibieren. Außerdem wurde durch direkte Stimulation mit der entsprechenden Menge des im Kokulturmodel permeierenden Endotoxins eine vergleichbare Ausschüttung inflammatorischer Zytokine wie bei transepithelialer Stimulation bewirkt. Eine Hemmung der durch E. coli K12 bzw. LPS von E. coli K12 hervorgerufenen Aktivierung immunkompetenter Zellen durch die probiotischen Bakterien Lb. rhamnosus und B. bifidum sowie den Kommensalen B. vulgatus konnte nicht gemessen werden. Bei Kostimulation mit den Endotoxinen von B. vulgatus und B. vulgatus MPK war mit zunehmender Konzentration des Endotoxins ein Trend zu einer Hemmung der E. coli K12-LPS-induzierten Zytokinausschüttung messbar.
Schlussfolgerung: Diese Ergebnisse belegen, dass die Wirkung von probiotischen Bakterien nicht zwingend mit einer Aktivierung immunkompetenter Zellen in der Mucosa assoziiert ist. Die Fähigkeit zu stimulieren hängt vorangig von der Gegenwart von Endotoxin ab, wobei die Endotoxinstruktur ausschlaggebend für das jeweilige Stimulationspotential ist. Die Aktivierung von kokultivierten Enterozyten und Leukozyten erfolgt nicht über eine mittelbare Stimulation der Leukozyten via Enterozyten sondern primär über die Aktivierung basolateraler Lymphozyten durch permeierendes Endotoxin. Die Permeabilität der Epithelzellschicht ist nur dann entscheidend für den Grad der Aktivierung, sofern die permeierenden Endotoxine aufgrund ihrer strukturellen Gegebenheiten stimulierend wirksam sind. 

K1 Darmschleimhaut
K1 Leukozyt
K1 LPS
K1 kommensale Bakterien
PP Hohenheim
PB Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
UL http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2008/286