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Einleitung: Dendritische Zellen (DZ) sind professionelle Antigen-präsentierende Zellen und spielen eine entscheidende Rolle bei der Aktivierung und Polarisierung von T-Zellen u.a. mittels Sekretion verschiedener Zytokine. Vorläuferzellen der DZ (V-DZ) liegen im Knochenmark, differenzieren zu DZ und besiedeln über die Blutbahn lymphoide und nicht-lymphoide Gewebe. Wir konnten kürzlich zeigen, dass DZ möglicherweise an der Entwicklung der Sepsis-assoziierten Immunsuppression beteiligt sind: DZ in der Milz verlieren früh während einer Sepsis die Fähigkeit, das für die Induktion einer effektiven Immunantwort unerlässliche IL-12 zu synthetisieren. Im Verlauf der Sepsis gehen zwei Subpopulationen der DZ in der Milz verloren und werden nicht mehr ersetzt. Die übrigen DZ sezernieren vor allem das anti-inflammatorische Zytokin IL-10 und weisen eine verminderte Fähigkeit zur T-Zell Aktivierung auf. In dieser Studie soll getestet werden, ob die fehlende Repopulation mit DZ bzw. die Dysfunktion von DZ in den lymphoiden Organen auf einer Modulation der V-DZ im Knochenmark beruhen könnte.

Material und Methoden: Sepsis wurde mittels CLP in Mäusen induziert. Laparotomie alleine diente als Kontrolloperation. Knochenmarkzellen (KMZ) wurden 24 oder 36 Stunden später gewonnen. Der Anteil an V-DZ wurde mittels FACS bestimmt. Weiterhin wurden KMZ zwecks Generierung von DZ für 7 Tage mit GM-CSF kultiviert. DZ wurden mit LPS (E. coli) bzw. Lysat von Bakterien (zuvor gewonnen aus septischen Tieren) stimuliert. Die Oberflächenexpression von Toll-like Receptor (TLR) 4, CD40 und CD86 wurde mittels FACS untersucht und die Mengen an IL-10 in den Überständen mittels ELISA bestimmt. Weiterhin wurden DZ ohne bzw. mit LPS stimuliert, zusammen mit allogenen T-Zellen kultiviert und nach 3 Tagen die Proliferation der T-Zellen gemessen.

Ergebnisse: Septische Tiere enthielten nur 66% der KMZ von Kontrolltieren. Die Anzahl der darin enthaltenen V-DZ und deren Fähigkeit zur Proliferation zeigte jedoch keinen Unterschied zwischen beiden Gruppen. Die durch 7 Tage Kultur generierten DZ sowohl von septischen als auch von Kontrolltieren reagierten mit einer verstärkten Expression von CD86 und CD40 auf die Stimulation mit LPS oder Bakterien-Lysat. Die Überstände von unstimulierten DZ beider Gruppen enthielten kein IL-10. Nach Stimulation mit LPS oder Bakterien-Lysat, sezernierten DZ aus Kontrolltieren geringe Mengen IL-10. Dagegen sezernierten DZ aus septischen Tieren nach Stimulierung mit LPS bzw. Bakterien-Lysat bis zu 3-mal mehr IL-10 als DZ generiert aus KMZ von Kontrolltieren. DZ aus Kontroll- und septischen Tieren exprimierten ähnliche Mengen an TLR4 auf der Zelloberfläche. Weiterhin zeigten T-Zellen eine reduzierte Proliferation, wenn DZ aus septischen Tieren statt aus Kontrolltieren als Antigen-präsentierende Zellen dienten.

Schlussfolgerung: Die Fähigkeit der V-DZ im Knochenmark zur Proliferation und Differenzierung in DZ scheint während einer Sepsis nicht beeinträchtigt zu sein. Während einer Sepsis kommt es jedoch zu einer Modulation der V-DZ bezüglich der Zytokinsekretion. Dieser Defekt wird während der in vitro 7 Tage dauernden Phase der Proliferation und Differenzierung auf die Tochterzellen übertragen, die mit einer verstärkten Ausschüttung von IL-10 auf bakterielle Stimuli reagieren. Außerdem zeigen die aus KMZ von septischen Tieren generierten DZ eine reduzierte Fähigkeit zur T-Zell Aktivierung. Während einer Sepsis aus Vorläuferzellen im Knochenmark differenzierende DZ könnten daher bei einer Besiedelung der lymphoiden Organe die bereits bestehende Immunsuppression weiter vertiefen.