Interaction of allergic airway inflammation and innate immunity: hygiene and beyond

The lung is constantly exposed to the environment and its microbial components. Infections of the respiratory tract are amongst the most common diseases. Several concepts describe how this microbial exposure interacts with allergic airway disease as it is found in patients with asthma. Infections are classical triggers of asthma exacerbations. In contrast, the hygiene hypothesis offers an explanation for the increase in allergic diseases by establishing a connection between microbial exposure during childhood and the risk of developing asthma. This premise states that the microbial environment interacts with the innate immune system and that this interrelation is needed for the fine-tuning of the overall immune response. Based on the observed protective effect of farming environments against asthma, animal models have been developed to determine the effect of specific bacterial stimuli on the development of allergic inflammation. A variety of studies have shown a protective effect of bacterial products in allergen-induced lung inflammation. Conversely, recent studies have also shown that allergic inflammation inhibits antimicrobial host defense and renders animals more susceptible to bacterial infections. This paper focuses on examples of animal models of allergic disease that deal with the complex interactions of the innate and adaptive immune system and microbial stressors

Einstieg in ernsthaften Klimaschutz?

Mit dem geplanten europäischen Emissionshandel steht der Einstieg in ernsthaften Klimaschutz vor der Tür. Auch in Deutschland wird im Rahmen einer Arbeitsgruppe über die Umsetzung diskutiert. Aufgrund des Widerstands einiger Akteure der Wirtschaft drohte diese zu scheitern. Die verbliebenen Akteure sollten die Chance für ein öko­logisch integres Modell nutzen

Modulation der angeborenen Immunität der Lunge durch Umwelteinflüsse und allergische Entzündung

Die Atemwege des Menschen sind von einem mehrzelligen Epithel ausgekleidet. Dieses Atemwegsepithel ist nicht nur eine physikalische Barriere für Pathogene, sondern auch aktiv an der angeborenen Immunität beteiligt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Komponenten der angeborenen Immunantwort des Respirationstrakts und des Atemwegsepithels bei bakterieller Entzündung unter Einfluß von Zigarettenrauch und allergischer Entzündung zu charakterisieren. Als erstes wurde die angeborene Immunantwort von Atemwegsepithelzellen in vitro untersucht. Es zeigte sich, daß Atemwegsepithelzellen Toll-like Rezeptoren (TLR) exprimieren und sich durch Pathogene sowie deren Bestandteile aktivieren lassen. Dies zeigte sich in der Induktion von Zytokinen, Chemokinen und antimikrobiellen Peptiden. Als nächstes wurden die beiden antimikrobiellen Peptide LL-37/hCAP-18 und hBD-2 in Atemwegssekreten von Pneumoniepatienten und Patienten mit COPD (chronic obstructive pulmonary disease) basierend auf einem α1-Antitrypsin-Mangel nachgewiesen. Im Fall der Patienten mit COPD ergab sich ein Zusammenhang zwischen Entzündung und den Konzentrationen von hBD-2 und LL-37/hCAP-18. Während einer Exazerbation waren die Konzentrationen von hBD-2 und von LL-37/hCAP-18 signifikant höher als nach dem Abklingen der Exazerbation. Rauchen ist die wichtigste Ursache für chronische Bronchitis und COPD. Es wurde daher die Auswirkung von Zigarettenrauch auf die angeborene Immunität von Atemwegsepithelzellen untersucht. Es ergab sich, daß Zigarettenrauch in vitro einerseits zu einer MAP Kinasen und NF-κB abhängigen Abgabe pro-inflammatorischer Zytokine führte, anderseits aber Rauch die durch Bakterien induzierte Expression von β-Defensinen hemmte. Es zeigte sich weiter, daß an der geminderten β-Defensin Expression reaktive Sauerstoffspezies beteiligt sind. In Rachenspülwassern von Patienten mit einer Pneumonie ergab sich eine negative Korrelation zwischen der Konzentration des β-Defensins hBD-2 und den „Packyears“, d.h. der Menge an gerauchten Zigaretten. Bei der allergischen Entzündung des Respirationstrakts spielen Th2-Zytokine eine Rolle. Die in dieser Studie durchgeführten in vitro Experimente zeigten, daß Th2-Zytokine die Expression von β-Defensinen bei Atemwegsepithelzellen hemmen. In vivo Studien in einem murinen Asthma-Modell ergaben darüber hinaus, daß die allergische Entzündung zu einem Abwehrdefekt bei einer bakteriellen Infektion führt. Dieser Abwehrdefekt, der sich in einer verzögerten Klärung der bakteriellen Infektion zeigte, konnte auf eine geminderte Abgabe pro-inflammatorischer Zytokine, einen geminderten Einstrom von neutrophilen Granulozyten und eine geminderte Abgabe des antimikrobiellen Peptids CRAMP zurückgeführt werden. Die vorliegende Studie zeigt, daß das Atemwegsepithel aktiv an der angeborenen Immunität beteiligt ist und daß äußere Einflüsse wie Zigarettenrauch aber auch eine allergische Entzündung das Abwehrsystem der Lunge beeinflussen

Cancún als Grundlage für eine Aufwärtsspirale im Klimaschutz?

Nicht mehr der große Wurf wird von Klimagipfeln der Vereinten Nationen (UN) erwartet, sondern das Zusammenspiel von drei Elemeten: der Verpflichtung auf das, wozu bereits Handlungsbereitschaft besteht, der Einigung auf Elemente, die Handlungsbereitschaft erhöhen, und eines Reviewprozesses, der neue Handlungsbereitschaft in verschärfte Ziele umsetzt

Jetzt oder nie

Der Erfolg des Klimagipfels von Kopenhagen steht auf der Kippe. Viele Akteure scheinen an einem Deal um jeden Preis interessiert als an einem rechtlich verbindlichen Abkommen, das Klimageschichte schreibt. Die Welt wartet auf den Start- schuss für eine technologische und gesellschaftliche Revolution – die politischen Maßnahmen dafür müssen im Dezember beschlossen werden

Der Klimaschutz-Index

Einen neuer Index vergleicht die Klimaschutz-Leistungen von 53 Industrie- und Schwellenländern, die für 90 Prozent des weltweiten Kohlendioxid-Ausstoßes verantwortlich sind. Deutschland belegt in der Rangliste Platz 5, die USA sind Vorletzter, nur Saudi-Arabien schneidet noch schlechter ab

IL-17 Cytokines and Chronic Lung Diseases

IL-17 cytokines are expressed by numerous cells (e.g., gamma delta (γδ) T, innate lymphoid (ILC), Th17, epithelial cells). They contribute to the elimination of bacteria through the induction of cytokines and chemokines which mediate the recruitment of inflammatory cells to the site of infection. However, IL-17-driven inflammation also likely promotes the progression of chronic lung diseases, such as chronic obstructive pulmonary disease (COPD), lung cancer, cystic fibrosis, and asthma. In this review, we highlight the role of IL-17 cytokines in chronic lung diseases

The IL-17 receptor IL-17RE mediates polyIC-induced exacerbation of experimental allergic asthma

Background: The interleukin 17 receptor E (IL-17RE) is specific for the epithelial cytokine interleukin-17C (IL-17C). Asthma exacerbations are frequently caused by viral infections. Polyinosinic:polycytidylic acid (pIC) mimics viral infections through binding to pattern recognition receptors (e.g. TLR-3). We and others have shown that pIC induces the expression of IL-17C in airway epithelial cells. Using different mouse models, we aimed to investigate the function of IL-17RE in the development of experimental allergic asthma and acute exacerbation thereof. Methods: Wild-type (WT) and IL-17RE deficient (Il-17re−/− ) mice were sensitized and challenged with OVA to induce allergic airway inflammation. pIC or PBS were applied intranasally when allergic airway inflammation had been established. Pulmonary expression of inflammatory mediators, numbers of inflammatory cells, and airway hyperresponsiveness (AHR) were analyzed. Results: Ablation of IL-17RE did not affect the development of OVA-induced allergic airway inflammation and AHR. pIC induced inflammation independent of IL-17RE in the absence of allergic airway inflammation. Treatment of mice with pIC exacerbated pulmonary inflammation in sensitized and OVA-challenged mice in an IL-17REdependent manner. The pIC-induced expression of cytokines (e.g. keratinocyte-derived chemokine (KC), granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF)) and recruitment of neutrophils were decreased in Il-17re−/− mice. pIC-exacerbated AHR was partially decreased in Il-17re−/− mice. Conclusions: Our results indicate that IL-17RE mediates virus-triggered exacerbations but does not have a function in the development of allergic lung disease

CCS: CO2-Sequestrierung: Ein wirksamer Beitrag zum Klimaschutz?

Die Abscheidung und Lagerung von CO2 wird zunehmend als Option im Rahmen einer Klimaschutzstrategie diskutiert. Wie sicher und wie wirksam ist diese Methode? Ottmar Edenhofer, Brigitte Knopf und Matthias Kalkuhl, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung, Berlin, machen deutlich, dass die Klimapolitik nur dann erfolgreich ist, wenn es gelingt, den Großteil des Bestandes fossiler Ressourcen nicht in die Atmosphäre gelangen zu lassen. Deshalb kann CCS auch nur dann eine Option für den Klimaschutz sein, wenn es einen ambitionierten Klimaschutz gibt. CCS schaffe einen zeitlichen Spielraum, um einen globalen Emissionshandel aufzubauen und in die erneuerbaren Energien zu investieren. Für Bernhard Fischer, E.ON Energie AG, München, bietet die CO2-Abtrennung und Speicherung erfolgversprechende Ansätze. Die damit verbundenen Kosten und das Risiko, diese Technologien marktreif zu machen, seien allerdings erheblich. Deshalb solle die öffentliche Hand finanzielle Unterstützung bei den ersten Demonstrationsprojekten leisten. Manfred Treber und Christoph Bals, Germanwatch e.V., Bonn, unterstreichen, dass »zwar die einzelnen Bestandteile, jedoch noch nicht CCS als Gesamtkonzept den Test bestanden hat, dass es in industriellem Maßstab sicher einsatzfähig ist«. Es müsse vor allem sichergestellt werden, dass die abgetrennten CO2-Mengen dauerhaft sicher in tiefen geologischen Formationen gelagert werden können. Dann erst könne entschieden werden, ob CCS zum Erreichen der Klimaziele beitragen werde. Hans-Jochen Luhmann, Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie, setzt sich vornehmlich mit CCS bei Kohlekraftwerken auseinander, die seiner Meinung nur »ein begrenztes und vor allem nur ein zeitlich befristetes Element einer Lösung des Klimaproblems« sind.Klimaschutz, Fossiler Energieträger, Kohle, Emissionshandel, Umweltpolitik

IL-17C and IL-17RE Promote Wound Closure in a Staphylococcus aureus-Based Murine Wound Infection Model

The epithelial cytokine interleukin-17C (IL-17C) mediates inflammation through the interleukin 17 receptor E (IL-17RE). Prior studies showed a detrimental role of IL-17C in the pathogenesis of immune-mediated skin diseases (e.g., psoriasis). Here, we examined the role of IL-17C/IL-17RE in wound closure in a Staphylococcus aureus wound infection model. We demonstrate that wound closure is significantly delayed in IL-17RE (Il-17re−/−)- and 17C (Il-17c−/−)-deficient mice. There was no significant difference between WT, Il-17re−/−, and Il-17c−/− mice in the absence of infection. Deficiency for IL-17RE and IL-17C did not significantly affect the elimination of bacteria. IL-17C expression was increased in the epidermis of human S. aureus-infected skin. Our results indicate that the IL-17C/IL-17RE axis contributes to the closure of infected wounds but does not contribute to the elimination of S. aureus