Die angeborene und die adaptive Immunität bilden die beiden grundlegenden Mechanismen der menschlichen Immunabwehr. Sie umfassen verschiedene Komponenten, die der Unterscheidung zwischen körpereigenen und körperfremden Strukturen dienen. Ein wichtiges Element der angeborenen Immunität ist das TLR-System. Die TLR erkennen einerseits exogene molekulare Strukturmotive, die spezifischer Bestandteil bakterieller, viraler oder parasitärer Pathogene sind. Andererseits erkennen die TLR endogene Substanzen, die z.B. im Rahmen gewebsschädigender Prozesse freigesetzt werden. Dazu zählt insbesondere der I/R-Schaden, der unvermeidbar im Zusammenhang mit Nierentransplantationen auftritt. Aktivierte TLR lösen eine intrazelluläre Signalkaskade aus, die die Expression eines proinflammatorischen Zytokin- und Chemokinprofils bewirkt.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden eine podozytäre und eine IMCD-Zelllinie, die ortsständige renale Zellen, sowie eine WEHI-Zelllinie, die infiltrierende Makrophagen repräsentiert, separat und kombiniert mit exogenen und endogenen TLR-Liganden stimuliert. Nach der Inkubation wurde das Ausmaß der resultierenden Expression von TNFα und CCL2, Repräsentanten der proinflammatorischen Zytokine und Chemokine, analysiert. Dazu wurde einerseits die Expression von TNFα und CCL2 auf mRNA-Ebene mittels RT qPCR quantifiziert. Andererseits wurde die letztendlich der mRNA-Synthese nachfolgende Proteinexpression von TNFα und CCL2 mittels ELISA und Western Blot Analyse dargestellt. Für beide untersuchten renalen Zelllinien als auch für die infiltrierende Zelllinie konnte gezeigt werden, dass die kombinierte Inkubation mit exogen/endogen TLR-Liganden im Vergleich zu einer separaten Inkubation mit exogenen oder endogenen TLR-Liganden zu einer Vervielfachung der proinflammatorischen Zytokin- und Chemokinantwort führt. Durch Gen-Knockdown mittels TLR4-spezifischer siRNA konnte bestätigt werden, dass die aus kombinierter Inkubation erfolgende proinflammatorische Reaktion spezifisch über den TLR-Signalweg erfolgt.
Patienten, die nach Nierentransplantation an Harnwegsinfekten erkranken, sind häufiger von Abstoßungsreaktionen sowie auch einer Verschlechterung der Langzeittransplantatfunktion betroffen. Die Resultate dieser Arbeit könnten darauf hinweisen, dass ein simultan exogen und endogen aktiviertes TLR-System hierbei möglicherweise von Bedeutung sein kann. Die pharmakologische Blockade des TLR-Systems könnte dazu genutzt werden, I/R Schaden sowie Inflammation im Rahmen der Nierentransplantation zu reduzieren.

The innate and adaptive immunity are the two basic mechanisms of human immunity. An important element of innate immunity is the TLR system. The TLR recognize exogenous molecular patterns that are specific components of bacterial, viral or parasitic pathogens. On the other hand, the TLR recognize endogenous substances released in tissue damage like ischemia/reperfusion injury, which inevitably occurs in in kidney transplantation. Activated TLR trigger intracellular signaling cascades that result in expression of proinflammatory cytokines and chemokines.
In this project, renal cell lines as well as infiltrating macrophages were separately and simultaneously incubated with exogenous and endogenous TLR ligands. Then the extent of the resulting CCL2 and TNF expression, representatives of proinflammatory cytokines and chemokines, was analyzed. The expression of mRNA levels was quantified by RT qPCR, the resulting protein production was quantified by ELISA and Western Blot.
After simultaneous incubation, both renal cell lines as well as the infiltrating macrophages showed a multiplied (up to 30x) cytokine and chemokine expression compared to separate stimulation with exogenous or endogenous ligands. A TLR4-specific siRNA gene knockdown confirmed that the proinflammatory response is specific for the TLR signaling pathway.