Periodontopathogene Bakterien: Freisetzungsmuster von Zytokinen im humanen Vollblut-Testsystem und Unterschiede in der Aktivierung des angeborenen Immunsystems durch Toll-like Rezeptor-Stimulation

Abstract

Das angeborene Immunsystem erkennt Gram-positive und Gram-negative Bakterien mit Rezeptoren, welche bakterielle Muster („pathogen associated molecular patterns“, PAMP) erkennen. Dabei spielen Toll-like Rezeptoren (TLR) eine zentrale Rolle. Verschiedene TLRs benutzen gemeinsame Signalwege, zeigen jedoch ebenso Unterschiede. Parodontalerkrankungen werden durch eine Besiedlung von Zahntaschen in erster Linie durch Gram-negative, aber auch durch Gram-positive Bakterien hervorgerufen und aufrechterhalten. Bislang gibt es nur begrenzte Erkenntnisse darüber, ob Gram-positive und Gram-negative Bakterien Immunantworten im angeborenen Immunsystem auslösen, welche sich qualitativ oder quantitativ unterscheiden. Um unterschiedliche Effekte der Immunaktivierung zu untersuchen wurde in dieser Arbeit humanes Vollblut ex vivo mit hitzeinaktivierten Gram-positiven und Gram-negativen Bakterien sowie deren Bestandteilen, welche TLRs aktivieren, stimuliert und die Freisetzung proinflammatorischer Zytokine gemessen. In den Stimulationsüberständen wurde mittels ELISA die Freisetzung von TNFα und IL-8 quantifiziert. Zusätzlich wurden TLR-transfizierte HEK-293 Zellen stimuliert und die Immunantwort TLR2- bzw. TLR4-defizienter Mäuse untersucht. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass periodontopathogene Gram-positive und Gram-negative Bakterien unterschiedliche Muster der Zytokinfreisetzung hervorrufen. Gram-negative Erreger bedingten eine höhere Freisetzung von TNFα, während Gram-positive Bakterien eine höhere IL-8 Freisetzung hervorriefen. Versuche an TLR-transfizierten HEK-293 Zellen und TLR-knockout-Mauszellen zeigten die spezifische Rolle von TLR4 bzw. TLR2 bei der Erkennung Gram-negativer bzw. Gram-positiver periodontopathogener Bakterien. Interessanterweise zeigten F. nucleatum und P. gingivalis ein von den oben genannten Beobachtungen für Gram-negative Bakterien abweichendes Bild. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass periodontopathogene Gram-negative und Gram-positive Bakterien unterschiedliche Muster immunregulatorischer Aktivität hervorrufen. Dies wird interpretiert als die Folge der unterschiedlichen Aktivierung verschiedener TLRs. Die Ergebnisse wurden in Zusammenhang der Pathogenese von Parodontalerkrankungen und mukosaler Immunität diskutiert