Da bislang nur Hinweise für eine Beeinträchtigung des spezifischen Immunsystems während der STEC-Infektion des Rindes vorlagen, sollte in dieser Arbeit geklärt werden, ob auch die zum unspezifischen Immunsystem gehörenden Granulozyten verschiedener Wiederkäuerspezies Zielzellen für Shigatoxine (Stx) darstellen. Im Einzelnen wurde dazu mittels Durchflusszytometrie untersucht, ob bovine, ovine und caprine Granulozyten über einen Stx-Rezeptor verfügen und die für die Rezeptorbindung verantwortliche, rekombinante B-Untereinheit (rStxB1) binden können. Anschließend wurde der Frage nachgegangen, ob das aufgereinigte Stx1-Holotoxin und die rStxB1 bei bovinen und ovinen Granulozyten auf direktem oder indirektem Wege einen Einfluss auf die Parameter Vitalität, Phagozytoseaktivität, Aktivierbarkeit und Migrationsfähigkeit ausüben können.
Rezeptoren vom Gb3/CD77-Typ fanden sich ex vivo auf Granulozyten aus dem Blut von Schaf und Ziege. Bindungsstudien mit rStxB1 bestätigten das Vorhandensein eines Stx-Rezeptors auf den Granulozyten der kleinen Wiederkäuer. In Kompetitionsstudien an Schafgranulozyten konnte die Bindung der rStxB1 an Gb3/CD77 mit hoher Affinität gezeigt werden. Schafgranulozyten banden auch das Stx1-Holotoxin. Stx1 führte in vitro bei Schafgranulozyten aus dem Blut zu einer starken Erhöhung des Anteils früh-apoptotischer Zellen. Derselbe Effekt zeigte sich auch bei Granulozyten aus Schafmilch als ein Modell für Zellen nach Transmigration einer Gewebeschicht. Granulozyten aus dem Blut von Schafen zeigten in Anwesenheit von Stx1 eine erhöhte Phagozytoseaktivität. Ferner beeinflussten Stx1 und rStxB1 die Aktivierbarkeit dieser Zellen.
Granulozyten aus dem Blut von Rindern exprimierten ex vivo kein Gb3/CD77 und banden auch die rStxB1 nicht. Beim Rind war auch nach Inkulturnahme und Stimulation der Granulozyten mit LPS sowie bei Milchgranulozyten keine Rezeptorexpression oder Bindung der rStxB1 nachweisbar. Auf die Vitalität von Rindergranulozyten hatten Stx1 und rStxB1 keinen Einfluss. Eine toxinspezifische Beeinträchtigung der Zellfunktionen (Phagozytose, Aktivierbarkeit) trat nicht auf. Allerdings zeigten Rindergranulozyten eine reduzierte Migrationsaktivität hin zu Überständen Stx1-behandelter boviner intestinaler Epithelzellen.
In Abhängigkeit von der Wirtsspezies stellen die Granulozyten von Schafen somit direkte und die Granulozyten von Rindern indirekte Zielzellen für Shigatoxin dar. Dies macht auch eine Beeinträchtigung des unspezifischen Immunsystems während der STEC-Infektion von Wiederkäuern wahrscheinlich. Im Hinblick auf die Persistenz der STEC-Infektion könnte sich bei Wiederkäuern ein Gleichgewicht zwischen bakteriell freigesetztem Stx und Stx-supprimierter Granulozytenmigration einstellen und eine symptomlose Infektion etablieren. Beim Schaf wäre darüber hinaus denkbar, dass die Granulozyten die Menge an luminalem Toxin vermindern, indem sie freies Stx mit hoher Affinität binden, apoptotisch werden und mit dem Kot ausgeschieden werden. Die Ergebnisse belegen somit erstmals eine wichtige Rolle des unspezifischen Immunsystems bei der STEC-Infektion der Wiederkäuer, zeigen aber auch starke speziesspezifische Unterschiede auf. Dabei finden sich Unterschiede nicht nur in Bezug auf das für einheitlich gehaltene Reservoir Wiederkäuer, sondern auch im Vergleich zu dem von STEC-bedingten Erkrankungen betroffenen Menschen.
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
