TY  - THES
T1  - Einfluss der IgG-Subklassen sowie der immunmodulatorischen Aminosäuren Arginin und Glutamin auf die Aktivierung menschlicher Darmmastzellen
A1  - Lechowski,Sandra
Y1  - 2012/03/12
N2  - Mastzellen sind die Haupteffektorzellen in allergischen Erkrankungen, u. a. der Nahrungsmittelallergie. Die Aktivierung erfolgt dabei primär über die Kreuzvernetzung des Immunglobulin E (IgE) Rezeptors FcεRI. Die Bedeutung von Immunglobulin G (IgG) -Subklassen IgG1, IgG2, IgG3 und IgG4 für die Stimulation von intestinalen Mastzellen ist bisher nicht eindeutig geklärt. Einerseits können Mastzellen über IgG1 sowie den Mechanismus der ?IgG-Superkreuzvernetzung? aktiviert werden. Andererseits werden IgG1 und IgG4 im Rahmen einer Immuntherapie vermehrt gebildet und könnten daher die allergische Reaktion abschwächen. In dieser Arbeit wurde die Rolle der IgG-Subklassen auf die IgE-abhängige als auch auf die IgE-unabhängige Freisetzung von Mediatoren in menschlichen Darmmastzellen untersucht. 
Mastzellen wurden aus menschlichem Darmgewebe isoliert, aufgereinigt und mit ihrem Wachstumsfaktor stem cell factor (SCF) in Kombination mit Interferon-γ (IFN-γ) bzw. Interleukin 4 (IL-4) kultiviert. Von IFN-γ ist bekannt, dass es die Expression des aktivierenden IgG-Rezeptors FcγRI in aus peripherem Blut hergeleiteten Mastzellen hochreguliert. IL-4 erhöht die IgE-vermittelte Mediatorfreisetzung von menschlichen Darmmastzellen. Die Expression von Fcγ;RI, FcγRII, FcγRIII und FcεRI  wurde  mittels  Durchflusszytometrie analysiert. Zur Untersuchung der Wirkung von IgG-Subklassen sollten diese anhand der Affinitätschromatographie aus menschlichem Serum isoliert werden. Die erforderliche Reinheit der einzelnen IgG-Subklassen von mindestens 95 % wurde aber nicht erreicht. Daher wurden Darmmastzellen mit menschlichem myeloma IgG1-4 und deren spezifischen Antikörpern anti-IgG1-4 in Kombination mit IgE/anti-IgE stimuliert und die Mediatorfreisetzung gemessen. Wir konnten zeigen, dass menschliche Darmmastzellen in Kultur mit IFN-γ FcγRI exprimieren, während FcγRII und FcγRIII dagegen nur marginal nachgewiesen werden konnten. Mastzellen nach Kultur mit IL-4 exprimierten keinen FcγR. Die IgG-Subklassen allein führten weder nach Kultur mit IFN-γ noch nach Kultur mit IL-4 zu einer Aktivierung der Darmmastzellen. In Kombination mit IgE/anti-IgE zeigten IgG1/anti-IgG1, IgG2/anti-IgG2 und IgG4/anti-IgG4 in mit IFN-γ kultivierten Darmmastzellen einen tendenziellen, aber nicht signifikanten, Rückgang der Ausschüttung des gespeicherten Mastzellmediators 	β-Hexosaminidase und des de novo synthetisierten Lipidmediators Leukotrien C4 (LTC4). Somit reagieren menschliche Darmmastzellen kaum oder nur wenig auf IgG-Subklassen und weisen damit ein von aus peripherem Blut hergeleiteten Mastzellen abweichendes Verhalten auf, welche über IgG1 aktivierbar sind. 
Im zweiten Teil der Arbeit sollte der Einfluss der immunmodulierenden Aminosäuren Arginin und Glutamin auf die IgE-abhängige Aktivierung von menschlichen Darmmastzellen untersucht werden. Hintergrund war die Beobachtung, dass die Behandlung mit kombinierten pharmakologischen Dosen beider Aminosäuren anti-inflammatorische Effekte auf Darmbiopsien von Morbus Crohn Patienten ausübte. Mastzellen spielen neben allergischen Erkrankungen auch eine Rolle bei chronischen Darmentzündungen. Sie könnten daher in die beobachteten Effekte involviert sein.
Menschliche Darmmastzellen wurden über Nacht mit kombinierten physiologischen oder pharmakologischen Konzentrationen an Arginin (0,6 bzw. 2 mM/l) und Glutamin (0,6 bzw. 10 mM/l) inkubiert. Die Mastzellen wurden mit IgE/anti-IgE stimuliert und es wurde die Freisetzung von β-Hexosamindase und LTC4, die Induktion von Zytokinen sowie die Aktivierung von Signalmolekülen analysiert. Kombinierte pharmakologische Dosen an Arginin und Glutamin führten in mit SCF und IL-4 kultivierten menschlichen Darmmastzellen zu einer verringerten Freisetzung von LTC4 um 40 ± 22 % sowie zu einer verringerten Induktion der Zytokine/Chemokine CCL2 (monocyte chemotactic protein 1), CCL4 (macrophage inflammatory protein 1 beta), CXCL8 (IL-8), und TNF (tumor necrosis factor alpha) um durchschnittlich 58 ± 35 % verglichen mit kombinierten physiologischen Dosen an Arginin und Glutamin. Die anti-inflammatorischen Effekte von Arginin und Glutamin waren verbunden mit einer verringerten Aktivierung der MAP Kinasen ERK1/2, p38, JNK pan und MEK1/2 um 38 ± 17 % sowie der Serin/Threonin Kinase Akt um 23 ± 20 %. Damit senkten Arginin und Glutamin die Aktivierung von Signalproteinen, welche bei der IgE-vermittelten Aktivierung von Darmmastzellen eine Rolle spielen.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass Arginin und Glutamin in vitro anti-inflammatorische Effekte auf menschliche Darmmastzellen ausüben. Untersuchungen in vivo sind nötig um zu überprüfen, inwiefern Arginin und Glutamin als immunfördernde Substanzen bei entzündlichen oder allergischen Erkrankungen eingesetzt werden können.
KW  - Arginin
KW  - Glutamin
CY  - Hohenheim
PB  - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
AD  - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
UR  - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2012/687
ER  -