gms | German Medical Science

Hintergrund: Bei der Entwicklung einer bakteriellen Meningitis müssen Bakterien die Epithelzellen der Blut-Liquor-Schranke (BLS) oder die Endothelzellen der Blut-Hirn-Schranke überwinden. Nach der Invasion der Bakterien, werden Leukozyten zum Ort der Infektion rekrutiert und schütten Mediatoren wie IL-8 aus, welche zu einer Entzündungsreaktion, der eigentlichen Hirnhautentzündung führen. Das Ziel dieses Projektes ist die zellulären und molekularen Mechanismen der transepithelialen Transmigration (TEM) von neutrophilen Granulozyten (PMN) und Monozyten über die BLS zu identifizieren.

Material und Methoden: Ein Umkehr- und Normalkultur Transwell-Filtersystem der humanen choroid Plexus Papillomazellen (HIBCPP) wurde als Modell der BLS verwendet. Hiermit konnte die TEM von PMN und Monozyten über inifzierte HIBCPP Zellen untersucht werden. Mit Hilfe dieses Models wurde ausserdem die TEM Rate der Immunzellen, ihre Migrationsroute mit Hilfe mit Immunofloureszenzen und mit elektronenmikroskopischen Aufnahmen und die Sekretion von Zytokinen an Hand eines Zytokin-Bead Arrays bestimmt.

Ergebnisse: Die PMN zeigten eine verstärkte Transmigrationsrate nach einer Infektion mit dem Neisseria meinigitidis Wildtyp (MC58), im Gegensatz zu einer Infektion der unbekapselten Mutante. Die parazelluläre Permeabilität und der transepitheliale-elektrische-Widerstand blieben während der TEM nahezu unverändert. Mittels der elektronenmikroskopischen Aufnahmen und Immunofluoreszenzanalysen konnten wir eine para- und tranzellulare Migrationsroute von PMN demonstrieren. Durch die bakterielle Stimulation und TEM kam es zu einer differenziellen Freisetzung der Zytokinen/Chemokine GRO/IL6/IL8/IL1α/IL1β/IL1ra/MIP1b/MCP-1/TNFα. Im Gegensatz zu der Transmigration von PMN konnten wir eine signifikant geringere Transmigration von Monozyten nach der Infektion der HIBCPP Zellen mit N. meningitidis beobachten.

Diskussion: Im Gegensatz zum porcinen System induzieren im humanen BLS System humanpathogene Meningitiserreger sowohl eine para-, also auch transzellular TEM. Die TEM von PMN und Monozyten ist dabei unterschiedlich reguliert. Chemokine wie GRO scheinen in diesen Prozess involviert zu sein. Die genaueren Mechanismen gilt es nun zu identifizieren.