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20. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Pädiatrische Infektiologie (DGPI)

Deutsche Gesellschaft für Pädiatrische Infektiologie (DGPI)

19.04. - 21.04.2012, Mannheim

Untersuchungen zur Wirtszellantwort nach Infektion mit Neisseria meningitidis im humanen Modell der Blut-Liquor Schranke

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Julia Borkowski - Pädiatrische Infektiologie, Universitätskinderklinik Mannheim, Mannheim
  • Ulrike Steinmann - Pädiatrische Infektiologie, Universitätskinderklinik Mannheim, Mannheim
  • Tobias Tenenbaum - Pädiatrische Infektiologie, Universitätskinderklinik Mannheim, Mannheim
  • Horst Schroten - Pädiatrische Infektiologie, Universitätskinderklinik Mannheim, Mannheim
  • Christian Schwerk - Pädiatrische Infektiologie, Universitätskinderklinik Mannheim, Mannheim

Deutsche Gesellschaft für Pädiatrische Infektiologie. 20. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Pädiatrische Infektiologie (DGPI). Mannheim, 19.-21.04.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. Doc12dgpi37

DOI: 10.3205/12dgpi37, URN: urn:nbn:de:0183-12dgpi377

Published: March 22, 2012

© 2012 Borkowski et al.
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Text

Hintergrund: Im Verlauf einer bakteriellen Meningitis kann der humanspezifische Erreger Neisseria meningitidis (Nm) in das ZNS eindringen, indem er die Blut-Liquor-Schranke (BLS) überwindet, die durch die Epithelzellen des „choroid plexus“ (CP) gebildet wird. Wirtszellrezeptoren, „Pattern Recognition Receptors“ (PRRs), können Nm anhand von „Pathogen-associated molecular patterns“ (PAMPs) erkennen und komplexe Signalkaskaden auslösen. Folgen sind Genregulationen und Cytokinsekretion, die meist mit der Einleitung einer Immunantwort einhergehen.

Fragestellung: Ziel dieser Arbeit war eine detaillierte Analyse der Reaktion humaner CP Epithelzellen nach Infektion mit Nm im Hinblick auf die Rolle zellulärer Signalwege bei der Induktion einer Immunantwort.

Material & Methoden: Der bakterielle Eintritt über die BLS wurde anhand eines invertierten Transwell-Filtermodells einer humanen Papillomzelllinie des CP (HIBCPP) simuliert, das die Infektion von der physiologisch relevanten basolateralen Seite (Blutseite) ermöglicht. Die Wirtszellantwort wurde mittels Affymetrix-Gen-Chip sowie Cytokin-Multiplex Array analysiert. Eine Verifizierung der Microarraydaten erfolgte durch RT-PCR.

Ergebnisse: Die Auswertung der Expressionsprofile der Affymetrix Chips, sowie die Identifizierung betroffener „Gene Sets“ mit Hilfe der „Gene Set Enrichment“ Analyse lieferten Hinweise auf die Beteiligung des NFκB-Signalwegs sowie Cytokin-Produktion. Im Vergleich zu einer Infektion mit einem apathogenen Trägerisolat ergab die Zugabe von bekapselten und akapsulären Derivaten eines pathogenen Nm Stammes eine signifikant stärkere Induktion der Gene für CXCL3 sowie IκBζ. Letzteres wird über den NFκB-Signalweg reguliert und ist verantwortlich für die Expression einiger Zielgene, die in das Entzündungsgeschehen involviert sind, einschließlich il6. In Abwesenheit der Kapsel wurden insbesondere Gene für Cytokine und Chemokine, sowie Gene deren Proteinprodukte im NFκB-Signalweg involviert sind, stärker induziert. Die Analyse der Cytokinsekretion infizierter Zellen ergab erhöhte Cytokinlevel. In Übereinstimmung mit den Arraydaten zeigte sich auch hier eine stärkere Induktion durch den kapsellosen pathogenen Nm Stamm.

Diskussion: Wie auch im porzinen Modell nach Infektion mit dem Erreger Streptococcus suis gezeigt, führt die Infektion von humanen CP Epithelzellen, insbesondere mit pathogenen Nm Stämmen, zur Cytokinexpression. Dabei wird die Wirtszellantwort durch die Anwesenheit der bakteriellen Kapsel abgeschwächt. Die Induktion von IκBζ deutet auf eine Beteiligung von NFκB-vermittelter Signaltransduktion nach Aktivierung von PRRs hin. Da die Expression von PRRs an der humanen BLS bisher nicht bekannt ist, wird deren Expression aktuell analysiert. Blockierungsexperimente sollen zudem Aufschluss geben über die an der Signaltransduktion beteiligten Rezeptoren.