Sublinguale Immuntherapie (SLIT) ist eine sichere und effektive Möglichkeit der Behandlung von Typ I Allergien. Die dieser Behandlung zugrunde liegenden Immunmechanismen sind derzeit noch nicht gänzlich aufgeklärt. Detailliertes Wissen über mögliche Immunreaktionen in der Mundhöhle trägt zur Aufklärung der Immunmechanismen von SLIT bei. Ziel der vorliegenden Masterarbeit war daher die Analyse der Expression von diversen Pathogen-recognition Rezeptoren (PRR) auf bukkalen und sublingualen Epithelzellen. Hierfür wurden zwei humane Zelllinien (HO-1-N-1 bzw. HO-1-u-1) eingesetzt. Zusätzlich wurden sämtliche Experimente mit den gängigen intestinalen Epithelzelllinien Caco-2/15 und Caco-2 A9 durchgeführt.
Mittels semiquantitativer Polymerase-Kettenreaktion (polymerase chain reaction, PCR) und quantitativer „real-time“ PCR (qPCR) wurde die mRNA Expression der Toll-like Rezeptoren (TLR) 1-10, C-type Lectin Rezeptoren DC-SIGN, Dectin-1 und Dectin-2 sowie der NOD-like Rezeptoren NOD1 bzw. NOD2 bestimmt. Des Weiteren wurden die Zellen mit Rezeptor-spezifischen Liganden stimuliert, und die im Falle einer Aktivierung der Signaltransduktionswege erhöhte Menge an ausgeschiedenem IL-8 mittels Enyzme-linked immunosorbent Assay (ELISA) bestimmt.
Die bukkale Zelllinie HO-1-N-1 exprimierte mRNA für TLR1, TLR2, TLR4 und TLR6 sowie für NOD1 und NOD2 und reagierte auf Stimulation dieser Rezeptoren mit erhöhter IL-8 Sekretion. Die Resultate der qPCR ließen weiters die Expression von TLR3, TLR8, TLR10 und Dectin-1 vermuten, doch die HO-1-N-1 Zellen reagierten nicht auf die entsprechenden Liganden.
Die sublinguale Zelllinie HO-1-u-1 exprimierte mRNA für TLR1, TLR3, TLR4, TLR5 und TLR6 sowie für NOD1. Die Resultate der qPCR ließen weiters auf Expression von TLR2, TLR7, TLR8, TLR10 und Dectin-1 schließen. Erhöhte IL-8 Ausschüttung konnte jedoch nur nach Stimulation mit TLR3-, TLR5- und NOD1-spezifischen Liganden beobachtet werden.
Die intestinalen Caco-2/15 und Caco-2 A9 Zelllinien exprimierten mRNA für alle 10 bekannten humanen TLRs sowie für NOD1. Zusätzlich konnte bei der Caco-2/15 Zelllinie Dectin-2 mRNA nachgewiesen werden. Erhöhte IL-8 Produktion wurde nach Stimulation mit TLR1/2-, TLR2/6- und TLR5-spezifischen Liganden gemessen.
Zusammenfassend konnte beobachtet werden, dass bukkale und sublinguale Epithelzellen unterschiedliche Mustererkennungsrezeptoren exprimieren und daher auf unterschiedliche Liganden reagieren. Das Liganden-Spektrum der Zelllinie HO-1-N-1 deutet darauf hin, dass bukkale Epithelzellen hauptsächlich auf die Erkennung von Bakterien spezialisiert sind. Sublinguale Epithelzellen reagieren hingegen auf eine geringere Anzahl an Liganden, dafür waren diese sowohl bakteriellen als auch viralen Ursprungs.Sublingual immunotherapy (SLIT) is a safe and effective option for treatment of type I allergy. Still, the immune mechanisms underlying SLIT are not completely understood. In this context, the aim of the master thesis was to analyse the expression of toll-like receptor (TLR) 1-10, C-type lectin receptor DC-SIGN, Dectin-1 and Dectin-2 and NOD-like receptor NOD1 and NOD2 by human epithelial cells. For this purpose, a buccal mucosa cell line, HO-1-N-1, a sublingual epithelial cell line, HO-1-u-1, and two intestinal Caco-2 cell lines were employed. mRNA expression of the different receptors was analysed by reverse-transcription PCR (RT-PCR) and quantitative real-time RT-PCR (qPCR). Moreover, all epithelial cell lines were stimulated with ligands specific for the respective receptors. IL-8 secretion as a readout for the activation of their signalling pathways was determined by ELISA.
HO-1-N-1 cells expressed mRNA for TLR1, TLR2, TLR4, TLR6 as well as NOD1 and NOD2 and responded with increased IL-8 synthesis to ligands specific for these receptors. qPCR also indicated the expression of TLR3, TLR8, TLR10 and Dectin-1 in HO-1-N-1. However, the cells were not activated by ligands specific for these receptors.
Analysing the HO-1-u-1 cell line, mRNA coding for TLR1, TLR3, TLR4, TLR5, TLR6 and NOD1 was detected. qPCR also indicated expression of TLR2, TLR7, TLR8, TLR10 and Dectin-1. However, HO-1-u-1 cells only responded to ligands targeting TLR3, TLR5 and NOD1.
In addition to the epithelial cell lines in the mouth, all experiments were performed with the well-established colorectal epithelial cell lines Caco-2/15 and Caco-2 A9. These cells expressed mRNA for all 10 currently known human TLRs as well as for NOD1. Additionally, mRNA coding for Dectin-2 was detected in Caco-2/15 by qPCR. Analysing the functional response, Caco-2 cells showed IL-8 production upon stimulation with ligands for TLR1/2, TLR2/6 and for TLR5.
In conclusion, we found that sublingual and buccal cells show differences in the expression of pattern recognition receptors and respond to stimulation with microbial ligands in a tissue-specific fashion. The spectrum of ligands activating the buccal cell line HO-1-N-1 indicates that these cells are basically specialised in recognising bacterial compounds. The sublingual epithelial cell line HO-1-u-1 responded to fewer ligands but within a broader spectrum, comprising viral dsRNA, bacterial flagellin and peptidoglycan
