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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013)

22.10. - 25.10.2013, Berlin

Polytrauma induziert eine Hemmung der Aktivität von humanen Natürlichen Killer Zellen gegenüber Staphylococcus aureus

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Holger Kleinertz - Universitätsklinikum Essen, AG Chirurgische Forschung, Unfallchirurgie, Essen, Germany
  • Renate Reinhardt - Universitätsklinikum Essen, Klinik für Allgemeinchirurgie, Essen, Germany
  • Christian Waydhas - Universitätsklinikum Essen, Klinik für Unfallchirurgie, Essen, Germany
  • Sven Lendemans - Universitätsklinikum Essen, Klinik für Unfallchirurgie, Essen, Germany
  • Stefanie Flohé - Universitätsklinikum Essen, AG Chirurgische Forschung, Unfallchirurgie, Essen, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013). Berlin, 22.-25.10.2013. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2013. DocPO17-1129

doi: 10.3205/13dkou683, urn:nbn:de:0183-13dkou6833

Published: October 23, 2013

© 2013 Kleinertz et al.
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Text

Fragestellung: Polytraumatisierte Patienten weisen ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung einer Sepsis auf. Der zugrunde liegende Pathomechanismus, welcher letztendlich zu der befürchteten Immunsuppression führt, ist noch nicht vollständig geklärt. Ein wichtiger, häufig zu Komplikationen führender Erreger, ist Stapylococcus aureus. Natürliche Killer (NK) Zellen werden über Interleukin (IL) 12 stimuliert und sezernieren Interferon (IFN) γ welches für die effektive Infektabwehr u.a. von S. aureus essenziell ist. Die Signaltransduktion nach Bindung von IL-12 an den IL-12 Rezeptor auf den NK-Zellen erfolgt über die Phosphorylierung von STAT4, ein wichtiger Transkriptionsfaktor für IFN-γ. In der vorliegenden Studie wurde die Aktivität von NK-Zellen bezüglich ihrer IFN-γ Synthesefähigkeit zu verschiedenen Zeitpunkten nach Polytrauma bis zum Entlassungstag untersucht. Inaktivierte S. aureus Bakterien dienten als Stimulus für die IFN-g Produktion.

Methodik: Polytraumatisierte Patienten mit einem ISS ≥ 25 wurden in die Studie eingeschlossen. Wichtige klinische Parameter (GCS, RTS, NISS, RISC, SAPS II und TISS) wurden erfasst. Blutentnahmen erfolgten 1, 4, 6, 8 Tage nach Aufnahme sowie am Entlassungstag, der als Referenzwert verwendet wurde. Mononukleäre Zellen des Blutes (PBMC) wurden mittels Dichtegradientenzentrifugation isoliert. PBMC wurden mit inaktivierten S. aureus Bakterien stimuliert, teilweise in Gegenwart von neutralisierenden Antikörpern gegen IL-10 oder mit rekombinantem humanem IL-12. Unstimulierte Zellen dienten als Negativkontrolle. Die Bestimmung der IFN-γ Produktion und der Phosphorylierung von STAT4 in den NK-Zellen erfolgte mittels FACS. Dabei wurden NK-Zellen als CD56+CD3- Zellen innerhalb der PBMC identifiziert.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Phase der Rekrutierung der Patienten für die Studie ist noch nicht abgeschlossen. Vorläufige Ergebnisse zeigen eine deutliche Reduktion der IFN-γ Synthesefähigkeit von NK-Zellen nach Trauma im Vergleich zu Untersuchungen am Entlassungstag. Die Hemmung der IFN-γ Produktion der NK Zellen korrelierte mit Parametern des klinischen Verlaufs wie z.B. der Dauer der intensivmedizinischen Behandlung.

Durch Blockade von IL-10 während der Stimulation mit S. aureus ließ sich die Hemmung der IFN-γ Produktion teilweise aufheben. Der Zusatz von IL-12 während der Stimulation mit den Bakterien stellte die Fähigkeit der NK-Zellen zur IFN-γ Produktion bei einigen Patienten fast vollständig wieder her. Bei Patienten mit schwerster NK-Zell-Suppression blieb dieser Effekt jedoch weitgehend aus. Die verminderte IFN-γ Produktion nach Polytrauma korrelierte mit einer reduzierten Phosphorylierung von STAT4.

Nach Trauma sind NK-Zellen in ihrer Fähigkeit, IFN-γ zu produzieren, gehemmt. Diese NK-Zell Hemmung ist durch Neutralisierung von IL-10 bzw. durch Zugabe von IL-12 teilweise reversibel. Die Hemmung der NK-Zellen nach Polytrauma könnte die Entstehung der Immunsuppression fördern und damit das Infektionsrisiko von schwer verletzten Patienten erhöhen.