Untersuchungen zum Einfluss von Shigatoxin auf Makrophagen und dendritische Zellen des Rindes
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Zusammenfassung
Shigatoxin bildende Escherichia coli (STEC) sind in der globalen Rinderpopulation weit verbreitet. Nur selten treten Krankheitserscheinungen auf. Infizieren sich dagegen Menschen, zum Beispiel über kontaminierte Lebensmittel, Getränke oder den Kontakt zu infizierten Tieren, können STEC schwerwiegende Erkrankungen verursachen. Der wichtigste Virulenzfaktor dieser Erreger ist das namensgebende Shigatoxin (Stx). Mø und DC sind im Verlauf der Immunantwort die ersten Immunzellen, die das Eindringen von Pathogenen erkennen und bekämpfen. In der Pathogenese der humanen Erkrankung spielt die pro-inflammatorische Reaktion von Mø auf Stx eine entscheidende Rolle. In dieser Studie wurde die Hypothese aufgestellt, dass STEC bei Rindern über ihre Wirkung auf Mø das Immunsystem modulieren und eine stark inflammatorische Reaktion verhindern.Zunächst wurde daher überprüft, ob die betreffenden Zellen den Rezeptor für das Stx (CD77) exprimieren und welche Veränderungen ihres Phänotyps und ihrer Funktion unter Einfluss von gereinigtem Stx1 beobachtet werden können. Dazu wurde die Wirkung von Stx1 auf primäre bovine Mø und DCs mittels Durchflusszytometrie, Fluoreszenzmikroskopie, reverser Real Time PCR und eines IL-10 ELISAs untersucht.In den aus Blutmonozyten generierten Kulturen primärer boviner Mø, lag der Anteil der den Stx-Rezeptor CD77 tragenden nativen Zellen im Mittel bei 32 %. In fixierten und permeabilisierten Zellen, wurde der Rezeptor im Mittel in 84 % der Zellen nachgewiesen. In Bindungsversuchen mit der rekombinanten B-Untereinheit (rStxB) des Toxins, band diese je nach eingesetzter Konzentration an 30 50 % der nativen Zellen. In primären bovinen DCs konnte keine CD77-Rezeptorexpression beobachtet werden. Die Vitalität der Mø wurde durch die Inkubation mit Stx1 signifikant beeinträchtigt. Nach mehr als 24 Transkriptionsaktivität für die Zytokin- und Chemokingene il-4, il-6, il-10, ifn-γ, tnf-α, il-8 und gro-α stieg gegenüber dem Kontrollansatz mit Stx1 plus neutralisierendem Antikörper signifikant an. In den im ELISA untersuchten Zellkulturüberständen der mit Stx1 inkubierten Zellen konnte, trotz der erhöhten Transkriptionsaktivität für il-10, keine erhöhte Konzentration an IL-10 Protein im Vergleich zur Mediumkontrolle nachgewiesen werden.Bovine Mø exprimieren Stx-Rezeptoren, die bei bovinen DCs zu fehlen scheinen. Stx1 ist zytotoxisch für bovine Mø und verändert sowohl die Expression von Oberflächenantigenen, als auch die Transkriptionsaktivität für verschiedene Zyto- und Chemokingene. Bovine Mø, nicht jedoch DCs konnten somit als Zielzellen für Stx1 identifiziert werden. Mø spielen damit wahrscheinlich nicht nur im Verlauf der humanen sondern auch der bovinen STEC-Infektion jeweils eine entscheidende, jedoch gegensätzliche Rolle. Während die Reaktion der Mø auf das Toxin bei der humanen Infektion pro-inflammatorisch geprägt ist, ist die Reaktion bei der bovinen Infektion eher anti-inflammatorisch. Diese Ergebnisse sind damit ein weiterer Schritt zum Verständnis der Wirtsadaptation von STEC an ihren Reservoirwirt Rind.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
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Giessen: DVG Service