Untersuchungen zum Einfluss von alpha Defensinen aus neutrophilen Granulozyten auf die primäre Hämostase
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Zusammenfassung
Pathogene Mikroorganismen verursachen in der Blutzirkulation oft systemische Erkrankungen, die schnell zum Tod führen können. Angeborene Verteidigungsmechanismen gehören zu den effektivsten Waffen im Kampf gegen solche Infektionen. Thrombozyten sind nicht nur Hauptakteure in der Hämostase, sondern auch spezialisierte Abwehrzellen, die eine Schlüsselrolle bei physiologischen und pathologischen Prozessen von Entzündungsreaktionen und bei der innaten Immunabwehr spielen. Thrombozyten und Leukozyten interagieren bei der Blutgerinnung und bei Entzündungsreaktionen. Neutrophile sind die zentralen Zellen bei akuten Entzündungsreaktionen. In Sepsissituationen korreliert ihre Aktivität mit der schwere von Organdysfunktionen, die durch hämodynamische Veränderungen hervorgerufen werden. Defensine sind, wie Thrombozyten und Leukozyten maßgeblich an der innaten Immunabwehr beteiligt, sie erkennen und inaktivieren mikrobielle Erreger bevor diese den Körper infizieren und schädigen. Alpha Defensine sind kleine, kationische, cystein- und argininreiche Peptide, die mehr als 40 % der Proteinmenge neutrophiler Leukozyten ausmachen und in deren azurophilen Granula gespeichert sind. Während Entzündungsreaktionen sind sie in das intrazelluläre Töten von Bakterien, Viren und Pilzen involviert und werden von aktivierten Neutrophilen in den Blutstrom und in entzündetes Gewebe freigesetzt. Der Effekt von alpha-Defensinen in Konzentrationen, wie sie im Blut von Sepsis Patienten gefunden wurden, wurde in dieser Arbeit auf verschiedene Thrombozytenfunktionen untersucht. Es zeigte sich, dass alpha Defensine HNP1-3 starke Thrombozytenaktivatoren sind. HNP aktiviert dabei Plättchen direkt und nicht indirekt über eine induzierte Thrombinbildung, was in Koinkubationsversuchen mit Hirudin gezeigt werden konnte. Die Thrombozytenaktivierung wurde durchflußzytometrisch ermitelt. Mit Hilfe der Expressionsmarker CD62 und CD63 konnte gezeigt werden, dass alpha-Defensine Thrombozyten zur vollständige Sekretion ihrer alpha Granula und dense bodies veranlassen. Alpha Defensine befähigen die Thrombozyten Fibrinogen, Thrombospondin-1 und verschiedene Gerinnungsfaktoren auf ihrer Oberfläche zu binden und thrombozytäre Mikropartikel zu bilden. Von CD40L, einem Protein der TNF Familie, welches ein potenter Stimulus für T-Zellen, B-Zellen und Endothelzellen darstellt, wurde in dieser Arbeit gezeigt, dass es auf der Oberfläche von Plättchen , die durch HNP-1 aktiviert wurden , präsentiert wird und im ELISA konnte die Freisetzung von löslichem CD40L quantifiziert werden. CD40L-CD40 Wechselwirkungen und sCD40L spielen eine zentrale Rolle bei Immunantworten und bei Entzündungsreaktionen und so stellt der Einfluss von alpha-Defensinen auf diese Funktionen ein Bindeglied zur adaptiven Immunantworten dar. Es konnte gezeigt werden, dass alpha-Defensine die Bildung von Assoziaten zwischen Monozyten und Plättchen fördern und das Endothel der Blutgefäße in einen proentzündlichen Funktionszustand versetzen. Der Einfluss, den Thrombozyten auf die Immunabwehr und Entzündungsreaktionen nehmen, wurde lange unterschätzt. Dies ist die erste Beschreibung, dass Peptide der innaten Immunabwehr Thrombozyten aktivieren. Diese neu entdeckten Mechanismen können mitverantwortlich für die Entstehung von Thrombosen in Verbindung mit Entzündungsreaktionen sein. Es wurde nach Ansätzen gesucht diese Gefahr zu hemmen. HNP1-3 binden an Serpine, wie alpha1-Antithombin und Antithombin III. Es wurde in dieser Arbeit untersucht, ob diese Proteine auch dazu fähig sind, die Thrombozytenaktivierung durch HNP zu hemmen. Es zeigte sich, dass alpha1-Antitrypsin and Antithrombin III die Thrombozytenaktivierung dosisabhängig und vollständig zu hemmen vermochten. Antithombin III war ein potenter Inhibitor der nicht-thrombin-bedingten Plättchenaktivierung durch HNP. Dieser beobachtete Effekt unterstreicht die antithrombotische und antientzündliche Wirkung, die in Tierstudien schon oft mit ATIII beobachtet wurden. Auch a2 Makroglobuline hemmten die Plättchenaktivierung durch HNP-1. Von a2 Makroglobulin weiß man, dass es über Thiole an HNP bindet. Es wurde weiter in dieser Arbeit beobachtet, dass auch Thrombospondin-1, Vitronektin und der PDI Blocker Bacitracin die HNP induzierte Plättchenaktivierung hemmten und so wurde hier eine Abhängigkeit bei der Thrombozytenaktivierung durch HNP von Thiol-Disulfid-Isomerierungen vermutet. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass HNPs allosterische Disulfide beinhalten. Die Klärung des Mechanismus, wie HNPs die Plättchen aktivieren, erfordert noch weitere Untersuchungen, es ergeben sich aber Hinweise, dass HNP die Plättchenmembran permeabilisiert, da gezeigt werden konnte, dass es Calcein AM durchlässige Poren in die Plättchenmembran formt. Ein besseres Verstehen der Interaktionen von alpha Defensinen, Thrombozyten, Leukozyten und dem Endothel könnte Ansätze für neue Therapiemöglichkeiten liefern, wenn die Abwehr Amok läuft.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler 2008