Zusammenfassung (Deutsch)
Die Ergebnisse dieser Arbeit konnten zeigen, dass M. avium durch humane neutrophile Granulozyten in Abhängigkeit von seiner Virulenz effektiv intrazellulär abgetötet wird. Ebenso zeigten die Untersuchungen dieser Arbeit, dass die Exposition von M. avium und neutrophilen Granulozyten zur Induktion zahlreicher Zytokine führt, deren autokrine und parakrine Effekte bekanntermaßen PMNs, aber auch ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Die Ergebnisse dieser Arbeit konnten zeigen, dass M. avium durch humane neutrophile Granulozyten in Abhängigkeit von seiner Virulenz effektiv intrazellulär abgetötet wird. Ebenso zeigten die Untersuchungen dieser Arbeit, dass die Exposition von M. avium und neutrophilen Granulozyten zur Induktion zahlreicher Zytokine führt, deren autokrine und parakrine Effekte bekanntermaßen PMNs, aber auch gewebeständige Makrophagen als Zielzellen haben.
Zahlreiche, gut untersuchte Mechanismen erlauben virulenten Mykobakterien die Persistenz und Vermehrung in Makrophagen, wohingegen avirulente Isolate effektiv von diesen professionellen Phagozyten eliminiert werden. Ein Ziel dieser Arbeit war es daher, den Einfluss der Virulenz von M. avium Isolaten auf die Killingkapazität neutrophiler Granulozyten zu untersuchen. Alle hoch virulenten Isolate wurden im Vergleich mit den niedrig virulenten Isolaten signifikant schlechter abgetötet. Mit diesen Ergebnissen korrelierte die Induktion proinflammatorischer Zytokine nach Exposition von M. avium mit neutrophilen Granulozyten. Für Il-8 und MIP-1a fanden sich in den Überständen signifikant höhere Konzentrationen nach Infektion der Neutrophilen mit niedrig virulenten Isolaten verglichen mit hoch virulenten Isolaten. Die Daten dieser Arbeit deuten darauf hin, dass die hochvirulenten Stämme über protektive Mechanismen verfügen, welche die IL-8 und MIP-1a Induktion herunterregulieren. Folglich würden weniger Neutrophile, Monozyten/Makrophagen und T-Zellen an den Focus der mykobakteriellen Infektion rekrutiert. Ferner würden die Neutrophilen schneller in Apoptose gehen und die Mykobakterien noch vor ihrer effizienten Abtötung wieder freisetzen. Im Gegensatz zu IL-8 und MIP-1a erfolgte die Induktion des IL-1 Rezeptorantagonisten (IL-1ra) direkt proportional zur Virulenz der Isolate, während alle Isolate IL-1b unabhängig von ihrer Virulenz induzierten. Die Bedeutung von IL-1 für die effektive Abtötung von M.avium konnte im Mausmodell gezeigt werden. IL-1ra ist der natürliche Regulator für die IL-1 Aktivität, der die potentiell schädigenden Effekte von IL-1 im Rahmen einer Entzündungsreaktion limitiert. Die starke IL-1ra Induktion in Neutrophilen durch die hoch virulenten Isolate führt dazu, dass die IL-1 vermittelte Immunantwort inhibiert wird. Da die IL-8 Sekretion auch in Abhängigkeit von IL-1 induziert wird, ist die in dieser Arbeit beschriebene differenzielle Induktion von IL-8 möglicherweise ein sekundärer Effekt der differenziellen IL-1ra Induktion in Neutrophilen durch die hoch virulenten und niedrig virulenten M. avium Isolate. Diese Ergebnisse lassen darauf schließen, dass neutrophile Granulozyten neben der Fähigkeit, M. avium direkt abzutöten, eine starke immunmodulierende Wirkung in der Immunantwort auf Mykobakterien haben, die nicht nur die Neutrophilen selbst betrifft, sondern, aufgrund des Potentials der induzierten Zytokine, andere Zelltypen, wie Monozyten/Makrophagen und T-Zellen, mit einbezieht. Offensichtlich können hoch virulente Stämme, die neutrophile Immunantwort so manipulieren, dass sie aufgrund einer partiellen Inhibition der Interaktion der Zellen miteinander einen Überlebensvorteil davontragen.
Die These, dass virulente M. avium Isolate anders als avirulente Isolate mit neutrophilen Granulozyten interagieren, konnte in dieser Arbeit durch die Untersuchungen zur phagosomalen Prozessierung der Isolate bestätigt werden.
Die phagosomale Prozessierung von M. avium wurde in der Doppelimmunfluoreszenz mittels eines Frühmarkers (Rab5) und eines Spätmarkers (LAMP-1) der Phagosomenentwicklung untersucht. Dabei wurde die Assoziation von Rab5 und LAMP-1 mit FITC markiertem intraphagosomalem M. avium quantitativ im Zeitverlauf im erfasst. Avirulente M. avium Isolate zeigten nur eine temporäre Assoziation mit Rab5 im Zeitverlauf. Nach 60 Minuten hatte hier eine weitgehende Dissoziation dieses Markers zu Gunsten von LAMP-1 stattgefunden. Die Assoziation von Rab5 mit den Phagosomen, die hoch virulente Isolate von M. avium enthielten, nahm jedoch im Zeitverlauf zu, wohingegen sich nur wenige LAMP-1 positive Phagosomen fanden. Diese quantitative Verteilung der erfassten Kolokalisationen von M. avium mit den unterschiedlichen Entwicklungsstadien der phagosomalen Vakuole impliziert, dass die niedrig virulenten Isolate im frühen Phagosom/Endosom in das reife Phagolysosom prozessiert werden, wohingegen die vollständige Ausreifung der phagosomalen Vakuole, die hoch virulente Mykobakterien enthält, nur partiell stattfindet.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
It was passible to prove that human neutrophil granulocytes can kill mycobacterium avium depending on their virulence. Further could be seen, that different strains of m. avium induce many cytokines in neutrophil granulocytes, also depending on their virulence. Evidence of different phogasomal processing of m. avium strains could found through immunofluorescence.
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