Article
Mechanismen der Monozytenaktivierung durch GM-CSF
Search Medline for
Authors
Published: | October 9, 2007 |
---|
Outline
Text
Einleitung: Im Rahmen einer Immunparalyse nach einem schweren Trauma sind eine verminderte Expression des Antigen-Präsentierenden Moleküls HLA-DR auf der Oberfläche von Monozyten sowie eine supprimierte Freisetzung von TNFα nach Stimulation mit Endotoxin vielfach beschrieben worden. Der hämatopoetische Wachstumsfaktor Granulozyten Makrophagen-Kolonien-stimulierender Faktor (GM-CSF) kann die o.g. Funktionen von Monozyten steigern und wird daher als immunstimulierender Faktor nach Trauma oder auch generell bei septi-schen Patienten diskutiert. Ziel der Studie ist es, durch Einsatz von spezifischen Inhibitoren zu analysieren, welche GM-CSF-abhängigen intrazellulären Signaltransduktionskaskaden für die Steigerung der TNFα-Synthesefähigkeit sowie für die Hochregulation von HLA-DR verantwortlich sind.
Methodik: Vollblut von 8 verschiedenen Spendern wurde mit oder ohne 10 ng/ml GM-CSF für 6 h inkubiert. Die Expression von HLA-DR wurde mittels Durchflusszytometrie bestimmt und als mittlere Fluoreszenzintensität (MFI) ausgewertet. In parallelen Ansätzen wurde nach der GM-CSF Vorinkubation die Vollblutkultur mit 10 ng/ml Endotoxin stimuliert und nach 14 h die TNFα-Bildung im Überstand mittels ELISA bestimmt. Alle Ansätze wurden auch mit folgenden Inhibitoren (INH) durchgeführt, welche verschiedene GM-CSF-abhängige Signalwege blockieren: Genistein (Tyrosinkinase-INH), Staurosporin (Proteinkinase C-INH), PD98059 (MEK-1-INH), SB203580 (p38MAPK-INH), NDGA (Lipoxygenase-INH) und der AG490 (JAK2-Inhibitor).
Ergebnisse: Unter den dargestellten Versuchsbedingen bewirkte GM-CSF eine Steigerung der MFI-Werte der HLA-DR-Expression um 44,5±22 (p<0.001), sowie eine Verdopplung der LPS-abhängigen TNFα-Produktion (p<0.001). Bei den Versuchen mit den verschiedenen Inhibito-ren zeigte sich, dass für die Steigerung der HLA-DR-Expression durch GM-CSF andere Signaltransduktionswege notwendig sind als für den GM-CSF Effekt auf die TNFα-Synthesefähigkeit. Die Steigerung der HLA-DR-Expression durch GM-CSF konnte durch den Einsatz des Tyrosinkinase-INH Genistein, des Lipoxygenase-INH NDGA und des JAK2-INH AG490 aufgehoben werden. Der Effekt auf die TNFα-Synthesefähigkeit von GM-CSF hinge-gen wurde durch Genistein, PD98059 und Staurosporin geblockt.
Schlussfolgerung: GM-CSF kann Monozytenfunktionen steigern, welche nach einem schweren Trauma supprimiert werden. Hierbei scheinen für die Wirkung auf Oberflächenmoleküle und die Zytokin-synthese unterschiedlich intrazelluläre Signaltransduktionswege aktiviert werden. Während bei der Steigerung der TNFα-Synthesefähigkeit der MEK-1 und nachgeschaltete ERK1/2-Weg von Bedeutung ist, wird HLA-DR über einen JAK-2-abhängigen Weg gesteigert, wel-cher über den nachgeschalteten STAT-5-Faktor oder sekundären Botenstoffen gesteuert wird. Diese mechanistischen Untersuchungen weisen auf ein breit gefächertes Wirkspektrum von GM-CSF hin, was indirekt auf eine breite immunstimulierende Wirkung schließen lässt.