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Fragestellung: Nach einem schweren Trauma kommt es häufig zu einer Hyperaktivierung sowie zu einer deutlichen Verlängerung der Lebensdauer von neutrophilen Granulozyten (PMN). Dadurch können sekundäre Gewebeschädigungen, Organdysfunktionen sowie die Entstehung einer Sepsis begünstigt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden molekulare Mechanismen untersucht, die zur Hemmung der konstitutiven Apoptose in PMN aus polytraumatisierten Patienten mit und ohne Sepsis führen.

Methodik: PMN aus dem Blut polytraumatisierter Patienten (n=24, 12 mit und 12 ohne posttraumatische Sepsisentstehung innerhalb der ersten 10 Tage, ISS>16) wurden am Tag 1, 5 und 10 nach Trauma isoliert. Als Kontrollgruppe dienten gesunde Probanden (n=10). Die Expression der antiapoptotischen Faktoren Mcl-1 und A1 in PMN wurde auf mRNA Ebene sowie auf Proteinebene mittels Real-Time PCR und Western Blot untersucht. Für knock down Experimente wurden Patienten PMN (Tag 1 nach Trauma) bzw. HL-60 Zellen mit siRNA transfiziert. Die Apoptoserate wurde mittels Propidiumiodid Färbung der DNA und anschließender FACS Analyse quantifiziert. Zur Bestimmung des mitochondrialen Membranpotentials wurde die Emission des Farbstoffs JC-1 mittels FACS Analyse gemessen. Die Untersuchung der Caspase-Aktivitäten erfolgte unter Anwendung von Lumineszenz-Assays. Die Spaltung von Bid, als einem Target-Protein aktiver Initiator-Caspasen, wurde mittels Western Blot analysiert.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass erhöhte Level an antiapoptotischen Mcl-1 und A1 Proteinen zu einer intrinsischen Apoptoseresistenz in PMN aus polytraumatisierten Patienten mit unkompliziertem Verlauf nach Trauma führt. Interessanterweise konnte in PMN aus septischen Patienten eine signifikante Abnahme der A1 (Tag 5 und 10 nach Trauma) sowie Mcl-1 (Tag 10 nach Trauma) Proteinexpression beobachtet werden, im Vergleich zu den Expressionsleveln in PMN der nichtseptischen Gruppe. Diese Abnahme war ferner mit einer verminderten intrinsischen Apoptoseresistenz assoziiert. Gleichzeitig konnte gezeigt werden, dass die reduzierte Apoptoserate in PMN aus septischen Patienten auf einen gestörten extrinsischen Apoptosesignalweg zurückzuführen ist, gekennzeichnet durch eine reduzierte Caspase-8 Aktivität sowie eine verminderte Spaltung des proapoptotischen Proteins Bid in diesen Zellen.

Die Apoptose in PMN unterliegt intrinsischen als auch extrinsischen Regulationsmechanismen in Abhängigkeit vom Patientenoutcome. Die Erkenntnisse aus dieser Studie könnten als Ansatz für neue PMN-gerichtete Therapien unter pathologischen Bedingungen dienen.