Pyrogene Wirkung von mycoplasmalen Lipopeptiden und bakteriellem Endotoxin bei Toll like Rezeptor-2-defizienten Mäusen und bei CD36-defizienten spontan hypertensiven Ratten

Abstract

Das Makrophagen-aktivierende Lipopeptid-2 (MALP-2) von Mycoplasma fermentansund das Fibroblasten-stimulierende Lipopeptid-1 (FSL-1) von Mycoplasma salivariumscheinen durch die Aktivierung der Toll-like Rezeptoren (TLRs) 2 und 6 die angeboreneImmunantwort zu induzieren. CD36 gilt als zellulärer Sensor für diacylierte Lipopeptide wieMALP-2 und FSL-1 und könnte für die durch solche Lipopeptide ausgelösten Effekte in vivoerforderlich sein. Aus diesem Grund wurden in dieser Studie die Ansprechbarkeit von TLR2-ko-Mäusen (TLR2-ko), ihrer Wildtyp-Mäuse (C57/BL-6) sowie die von CD36-defizientenspontan hypertensiven Ratten (SHR) und ihren genetischen Kontrollen, den Wistar KyotoRatten (WKY), auf die systemische Stimulation mit TLR2/6-Agonisten MALP-2 und FSL-1sowie mit dem TLR4-Agonisten Lipopolysaccharid (LPS) untersucht.Hierzu wurde den verwendeten Mäusen und Ratten ein Radiotransmitter intraabdominalimplantiert, der die Körpertemperatur und die motorische Aktivität aufzeichnete. Um weiterecharakteristische Merkmale des sickness behaviors überprüfen zu können, wurde bei denRatten zusätzlich die Futter- und Wasseraufnahme gemessen, um die Entwicklung vonAnorexie und Adipsie ermitteln zu können. Des weiteren wurden bei den Ratten und Mäusendie im Blut zirkulierenden Tumor Nekrose Faktor (TNF)- und Interleukin-6 (IL-6)-Gehaltemit Hilfe von Bioassays ermittelt. Die inflammatorische Aktivierung des Gehirns wurde überdie Quantifizierung der nukleären Translokation des Transkriptionsfaktors STAT3 (signaltransducer and activator of transcription 3) in fieber- und sickness behavior-relevantenGehirnstrukturen überprüft.Bei den TLR2-ko-Mäusen fiel die Fieberantwort sowie die Bildung der beiden ZytokineIL-6 und TNF nach intraperitonealer Stimulation mit MALP-2 und FSL-1 im Vergleich zuden Kontrolltieren komplett aus, wohingegen die Reaktivität der Ko-Mäuse nachintaperitonealer Injektion von LPS im Vergleich zu den Wildtyp-Mäusen unbeeinträchtigtblieb. Die CD36 defizienten SHR zeigten nach MALP-Stimulation eine Abschwächung derFieberantwort und des sickness behaviors, diese Reduktion der Responsivität fiel jedoch nachLPS-Stimulation im Vergleich zu den WKY noch stärker aus. Die zirkulierenden Zytokinesowie die Anzahl der STAT3-Signale in den relevanten Gehirnstrukturen waren allerdings beiSHR wie WKY nach Stimulation beider Pyrogene weitgehend identisch, was zeigt, dass dieinflammatorische Aktivierung des Gehirns als Antwort auf die MALP-2-, FSL-1 und LPSStimulation durch die CD36-Defizienz nicht beeinträchtigt wird.Diese Ergebnisse demonstrieren eindeutig, dass der TLR2 für die Manifestation derMALP-2- und FSL-1-induzierten, nicht aber für die LPS-induzierten inflammatorischenAntworten essentiell ist. Eine geringgradige Beteiligung des CD36-Rezeptors an der MALP-2-induzierten Krankheits- und Zytokinantwort ist nicht auszuschließen, aber eherunwahrscheinlich, da die LPS-Antwort bei SHR ebenfalls verringert war. Die beobachteteReduktion des MALP-2- und LPS-induzierten Fiebers rührt wahrscheinlich eher von weiterenendokrinen Abnormalitäten der SHR her, die bei diesen Tieren stärkere antipyretischeKapazitäten bewirken. Macrophage-activating lipopeptide-2 (MALP-2) from Mycoplasma fermentans andfibroblast- stimulating Lipopeptid-1 from Mycoplasma salivarium seem to induce an innateimmune response via activation of Toll-like receptors (TLRs) 2 and 6. CD36 is regarded as acellular sensor of diacylated lipopeptides such as MALP-2 or FSL-1 and may be required forthe array of MALP-2/FSL-1-induced effects in vivo. We therefore tested the responses ofTLR2-knockout mice (TLR2-ko) and wildly mice (C57/Bl-6), and of CD36 deficientspontaneously hypertensive rats (SHR) and their genetic controls (Wister Kyoto rats, WKY)to systemic stimulations with the TLR2/6 agonists MALP-2 and FSL-1 and the TLR4 agonistlip polysaccharide (LPS).TRL2-ko, C57/BL-6, SHR and WKY were intraabdominally implanted withradiotransmitters for recording of body temperature (fever) and motor activity. Food andwater intake were also measured to determine a possible development of anorexia and adipsiaas characteristic components of brain-controlled sickness responses. Circulating levels oftumor necrosis factor (TNF) and inteleukin-6 (IL-6) were measured by use of specificbioassays. Inflammatory activation of the brain was determined by quantification of a nucleartranslocation of the transcription factor STAT3 (signal transducer and activator oftranscription 3) in brain areas, relevant for the manifestation of fever and sickness behaviour.Fever and formation of TNF and IL-6 induced by intraperitoneal injections of MALP-2and FSL-1 were completely blunted in TLR2-ko mice, while LPS-induced responses were notimpaired in these animals when compared to those of C57/BL-6 wildtyp mice. In SHRlacking CD36 an attenuation of fever and sickness behaviour was observed in response toMALP-2, but even to a higher degree in response to LPS, when compared to WKY controls.Circulating cytokines and numbers of nuclear STAT3 signals in relevant areas of the brainwere identical in SHR and WKY after stimulation with both pyrogens, indicating that theinflammatory activation of the brain in response to MALP-2 (and LPS) is not impaired by thelack of CD36.These results demonstrate unequivocally that TLR2 is essential for the manifestation ofMALP-2/FSL-1-induced (but not for LPS-induced) inflammatory responses. A moderateparticipation of CD36 in MALP-2-induced sickness- and cytokine-responses can not be ruledout, but is rather unlikely since LPS-induced inflammatory responses were also attenuated inSHR. The observed attenuations in MALP-2 and LPS-induced fever in SHR may rather be caused by some of the endocrine abnormalities in these rats resulting in stronger endogenousantipyretic capacities.