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Hintergrund: Phagozytose von Bakterien löst bei Monozyten (MO) Apoptose aus, den Phagozytose-induzierten Zelltod (PICD). Er tritt auch bei MO auf, welche keinen direkten Kontakt zu Bakterien haben (Trans-Apoptose). Unsere Arbeiten zeigen, dass bei identischer Phagozytoserate neonatale MO (CBMO) hinsichtlich PICD unempfindlicher sind als MO von Erwachsenen (PBMO). NF-kappa B ist ein für die TNFalpha Expression notwendiger Transkriptionsfaktor.

Hypothese: Sezernierte Faktoren phagozytierender MO lösen Zelltod bei nicht phagozytierenden MO aus. Dieser Prozess wird über den TNF-alpha Signalweg gesteuert und ist bei CBMO herabgesetzt. Einer unterschiedlichen TNF-alpha Expression liegt eine Modulation im Aktivierungsstatus der NFkappaB Signaltransduktion zugrunde.

Methodik: CBMO und PBMO wurden mit gfp-markierten Escherichia coli (E. coli) infiziert. Apoptose-/Nekroseraten in Zellkulturen von durch Annexin-V/Propidiumiodid- (PI), Vybrant- oder TUNEL-Färbungen sowie Nachweis von hypodiploider DNA (Nicoletti) bestimmt. Expression und Sekretion von TNF-alpha wurden über intrazelluläre Färbung (FACS-Analyse) und ELISA quantifiziert. Die Induktion der Proteinsynthese nach Infektion wurde durch Cycloheximid (CHX) gehemmt. NFkappaB Aktivierung durch Phosphorylierung wurde anhand mikroskopischer Nachweise und Immunoblots mit Proteinlysaten detektiert.

Ergebnisse: 4 Stunden post infectionem (p.i.) fand Trans-Apoptose, d.h. Zelltod ohne direkten bakteriellen Kontakt, bei PBMO deutlicher als bei CBMO statt (21,7±4,33% vs. 11,79±2,57%, p < 0,05). Die TNF-alpha Sekretion war bei PBMO signifikant höher als bei CBMO (4555±623 pg/ml vs. 2281,75±321 pg/ml; p < 0,05). Bei infizierten PBMO führte die Blockade der Protein de novo-Synthese zu einer Reduktion der Apoptose um 58%, vor allem bei nicht-phagozytierenden PBMOs. Die Zugabe eines TNF-Rezeptorblockers (Enbrel) reduzierte die Trans-Apoptose in PBMO signifikant (p < 0,05 vs. Infektion). Die intrazelluläre TNF-alpha Expression hingegen war nach Infektion in beiden Gruppen 1h und 4h p.i. vergleichbar. 60% der phagozytierenden PBMO und 70% der korrespondierenden CBMO exprimierten TNF-alpha, bei den nicht-phagozytierenden waren es 30% und 52%. CHX reduzierte die TNF-alpha Produktion in PBMOs um 50% nach Infektion. In der myeloischen, unreifen Zelllinie MM6 löste die Infektion eine Phosphorylierung und einen nukleären Import von NFkappa B aus.

Konklusion: Die Sekretion von TNF-alpha aus phagozytierenden MO löst Bystander-Zelltod bei nicht phagozytierenden MO aus, aktiviert NFkappaB durch Phosphorylierung und benötigt eine Protein de novo Synthese. Die TNF-alpha Sekretion ist bei CBMO im Vergleich zu PBMO eingeschränkt und führt zu einer verminderten Trans-Apoptose.