Etablierung einer ex vivo Organkultur zur Untersuchung der regionenspezifischen Immunantwort des Nebenhodens

Abstract

Entzündungen des Nebenhodens gehören zu den häufigen Konsultationsgründen der Urologie und stellen weltweit eine der führenden Ursachen für männliche Infertilität dar. Der Nebenhoden bildet einen Teil der abführenden Samenwege, in dem die Spermien durch intensive Interaktion mit dessen Sekretionsprodukten ihre Motilität erlangen. Darüber hinaus kommt dem Nebenhoden eine duale Rolle zur Wahrung des immunologischen Gleichgewichts zu. Gegenüber aus dem immunprivilegierten Testis stammenden immunogenen Spermatozoen muss eine Immuntoleranz gewährleistet werden, während in distalen Regionen über die Urethra aufsteigende Keime effektiv bekämpft werden müssen. Bisherige in vivo Modelle demonstrieren eine fundamental divergierende Immunreaktion der verschiedenen Regionen und zeigen histologisch massive Gewebeschäden in der Cauda, während der Caput kaum betroffen ist. Die Frage, ob diese auf der unterschiedlichen Expositionsdauer mit Erregern beruhen oder ob das jeweilige Gewebe abweichend auf Infektionen reagiert, wurde in bisherigen Studien nicht ausreichend beantwortet. Zunächst wurde mithilfe eines ex vivo Modells empirisch die geeignete LPS-Dosis zur Inkubation der separierten Organregionen für nachfolgende qPCR Experimente ermittelt, wobei mit einer Gesamtdosis von 50 ng LPS gute Ergebnisse erzielt wurden. In der Cauda wurde die mRNA inflammatorischer Zytokine (Tnf, Il1a, Il6 und Il10) erhöht exprimiert, eine Beobachtung die mit erhöhten Proteinkonzentrationen inflammatorischer Zytokine (TNF, IL1A, IL6, Il10, IFNB und MCP1) einherging. Neben der Inkubation mit LPS wurden die zuvor mechanisch separierten Organregionen auch mit UPEC/NPEC inkubiert. Während NPEC eine Immunantwort auslösten, resultierten UPEC-Infektionen in einer partiellen Immunsuppression. In einem weiteren Experiment wurde der Anteil intrazellulärer UPEC nach simultaner Inkubation der separierten Organregionen mit UPEC und Gentamicin untersucht, wobei in proximalen Regionen eine größere Menge CFU detektiert wurde. In Zusammenschau der einzelnen Experimente wurde bestätigt, dass die Immunreaktionen in den verschiedenen Regionen stark voneinander divergieren. Da ex vivo, im Gegensatz zu in vivo, eine exakt gleiche Expositionsdauer gegenüber Erregern erzeugt werden kann, wird postuliert, dass die Unterschiede in der Immunantwort aus den großen Differenzen der im Verlauf des Ganges strategisch gruppierten Immunzellen resultieren.