Humanmilch enthält eine Vielzahl freier Oligosaccharide (5-10 g/l), die teilweise resorbiert werden und so in die systemische Zirkulation des Säuglings gelangen können. In vorausgegangenen Studien konnte gezeigt werden, dass Humanmilch-Oligosaccharide (HMO) Bindungsdeterminanten von Selektin-Liganden enthalten. Die Adhäsionsmoleküle der Selektin-Familie sind an Zell-Zell-Interaktionen des Immunsystems beteiligt. Im Rahmen einer Inflammation vermitteln Selektine das Rolling von Leukozyten auf aktivierten Endothelzellen. Durch diese Verlangsamung der Leukozyten aus dem Blutstrom wird die Leukozyten-Extravasation eingeleitet. Darüber hinaus sind Selektine an der Bildung von Thrombozyten-Granulozyten-Komplexen beteiligt, welche eine Subpopulation von hoch reaktiven Granulozyten darstellen.
In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob HMO als lösliche Liganden-Analoga die Selektin-vermittelten Zell-Zell-Interaktionen des Immunsystems beeinflussen können.
Oligosaccharide wurden aus Humanmilch isoliert und in eine saure und eine neutrale Fraktion getrennt. Die Oligosaccharide der sauren Fraktion enthielten Sialinsäure-Reste. Sialinsäure ist ein essentielles Strukturelement der Bindungsdeterminanten von Selektin-Liganden.
Um den Einfluss der HMO auf das Rolling und die Adhäsion von Leukozyten zu untersuchen, wurden Monozyten, Lymphozyten oder Granulozyten aus humanem, peripheren Blut isoliert und in einer parallelen Durchflusskammer über humane Endothelzellen geleitet. Die Selektin-Expression wurde zuvor mit TNF-alpha induziert. Das Zellkulturmedium wurde mit verschiedenen HMO-Fraktionen oder Oligosaccharid-Standards supplementiert. In einem physiologischen Bereich zwischen 12,5 und 125 µg/ml führte die saure HMO-Fraktion zu einer konzentrationsabhängigen Reduktion des Leukozyten-Rollings um bis zu 24,0% und zu einer Reduktion der Leukozyten-Adhäsion um bis zu 52,8%. Eine Reihe von aktiven Komponenten innerhalb der sauren HMO-Fraktion konnten identifiziert werden. Die neutrale Fraktion hatte hingegen keinen Effekt.
Der Einfluss der HMO auf die Bildung von Thrombozyten-Granulozyten-Komplexen in Vollblut wurde durchflusszytometrisch mit monoklonalen Antikörpern für den Thrombozyten-Marker CD42a und den Granulozyten-Aktivitätsmarker CD11b untersucht. In einem Bereich zwischen 6,25 und 125 µg/ml reduzierte die saure HMO-Fraktion nicht nur die Thrombozyten-Granulozyten-Komplexbildung um bis zu 20,3%, sondern sie führte darüber hinaus auch zu einer verminderten Granulozyten-Aktivierung um bis zu 30,5%. Auch hier zeigte die neutrale HMO-Fraktion keinen Effekt.
Die Ergebnisse aus den vorliegenden Untersuchungen deuten darauf hin, dass saure HMO anti-inflammatorische Eigenschaften besitzen. Die geringere Inzidenz gestillter Säuglinge für inflammatorische Erkrankungen, wie beispielsweise der nekrotisierenden Enterocolitis, basiert möglicherweise zum Teil auf einer spezifischen protektiven Wirkung der HMO.
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