Titelaufnahme

Titel
Phänotyp und Funktion von Monozyten Subpopulationen im Nabelschnurblut von Früh- und Reifgeborenen
Weitere Titel
Phenotype and function of monocyte subpopulations in cord blood from preterm and term infants
VerfasserGroschopf, Alina
GutachterMilosavljevic, Dejan
Erschienen2015
Datum der AbgabeJuni 2015
SpracheDeutsch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)TLR2 / TLR4 / TNFα / NFκB / ERK1/2 / Monozyten Subpopulationen / Frühgeborene / Neonatales Immunsystem
Schlagwörter (EN)TLR2 / TLR4 / TNFα / NFκB / ERK1/2 / monocyte subpopulations / preterm infants / neonatal immune system
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Frühgeborene sind häufig von konnatalen Infektionen betroffen, besonders sehr unreife Frühgeborene unter der 28. Schwangerschaftswoche haben eine erhöhte Infektanfälligkeit. Dies hängt unter anderem mit der „physiologischen“ Unreife des neonatalen Immunsystems zusammen. Toll-like Rezeptoren (TLR), sogenannte pattern recognition receptors, sind Teil des angeborenen Immunsystems und erkennen eindringende Pathogene. Monozyten im peripheren Blut exprimieren unter anderem TLR2 und TLR4, weswegen sie eine wichtige Rolle bei der Einleitung einer frühen Immunantwort spielen. In den letzten Jahren konnten monozytäre Subpopulationen mit unterschiedlichen Funktionen definiert werden. Da Frühgeborene oft an Sepsis erkranken, stellte sich die Frage, welche Komponenten dieser TLR2 und TLR4 Immunantworten, Defizite gegenüber der Immunantwort von Erwachsenen aufweisen und welche Unterschiede es bei diesen Subpopulationen gibt.

Daher wurden die Expression der Oberflächenrezeptoren TLR2 und TLR4, die Aktivierung der Signalproteine ERK1/2 und NFκB, sowie die intrazelluläre Produktion von TNFα analysiert. Dafür wurde Nabelschnurblut von Frühgeborenen (30,55 ± 0,4 SSW; 1253 ± 187 g) und Reifgeborenen (38,8 ± 0,07 SSW; 3242 ± 340 g) sowie peripheres Blut von Erwachsenen verwendet. Die Monozyten wurden jeweils mit 10 ng/µL LPS und 25 µg/mL LTA stimuliert. Für die Analyse der Signalproteine wurde mit LTA und LPS für 10 Minuten stimuliert, für die Analyse der Produktion von TNFα für 4 Stunden. Die Oberflächenrezeptoren wurden ohne Stimulierung untersucht. Alle Proben wurden mittels Durchflusszytometer analysiert.

TLR4 wurde von klassischen Monozyten aller Altersgruppen weniger exprimiert, als von intermediären und proinflammatorischen Monozyten. Zusätzlich wurden bei Frühgeborenen signifikant weniger exprimiert, als bei Reifgeborenen und Erwachsenen. Dadurch wurden auch weniger Signalproteine aktiviert und TNFα produziert. Bei der Expression von TLR2 konnten keine Unterschiede zwischen den Subpopulationen und Altersgruppen festgestellt werden. Allerdings aktivierten Monozyten von Früh- und Reifgeborenen weniger Signalproteine, wodurch auch weniger TNFα produziert wurde, als bei Erwachsenen. Klassische Monozyten aller Altersgruppen aktivierten nach Stimulation mit LTA deutlich weniger ERK1/2, als intermediäre oder proinflammatorische Monozyten. Bei der Immunantwort von TLR2 und 4 war klar zu sehen, dass die meiste Menge an TNFα von proinflammatorischen Monozyten produziert wurde und durch diese Subpopulation bei Frühgeborenen der Unterschied zu Erwachsenen entstanden ist.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das neonatale Immunsystem Defizite bei der Funktion von Monozyten aufweist, insbesondere bei der Signaltransduktion von TLR. Die eingeschränkte Immunantwort gegenüber Zellwandkomponenten von Bakterien scheint Teil der funktionellen Unreife des neonatalen Immunsystems zu sein und daher mitunter ein Grund, warum Frühgeborene anfällig für bakterielle Infektionen sind.

Zusammenfassung (Englisch)

Premature born infants are often affected by connatal infections. Especially immature pre-term born below the 28th week of gestational age are more susceptible to infections compared to term born. The impaired infection control related to the functional immaturity of the neonatal immune system is an important cause of infection in preterm born. In the decade different monocyte subpopulations have been described and functionally characterized. Interestingly, data from early preterm infants are still missing. The aim of the study was to functionally characterize the TLR2 and TL4 pathway in monocyte subpopulations of preterm and term infants.

The constitutive expression of TLR2 and TLR4 was analysed on different monocyte subpopulations in peripheral blood of healthy adults and cod blood of preterm (30,55 ± 0,4 gestational age; 1253 ± 187 g) and term infants (38,8 ± 0,07 gestational age; 3242 ± 340 g). Further, the activation of ERK1/2 and NFκB was investigated after ex vivo stimulation with bacterial TLR ligands. The functional outcome of the stimulation was determined by the intracellular production of TNFα. All samples were analysed with flow cytometry. The analysis of the TLRs was carried out without applying stimulation.

Classical monocytes of all age groups expressed less TLR4 than intermediate or proinflammatory monocytes. Moreover, preterm infants expressed significantly lower levels than term infants or adults. Furthermore, preterm and term monocytes activated fewer proteins and produced less TNFα than adults. Classical monocytes in all age groups activated less ERK1/2 than intermediate or proinflammatory monocytes after stimulation with LTA. Clearly, the main producers of TNFα are proinflammatory monocytes and this subpopulation causes the difference between preterm new-borns and adults.

In conclusion, the neonatal immune system has a deficiency in monocytes, predominantly in activation of signalling proteins. Furthermore in preterm infants are less ERK1/2 and NFκB activated and TNFα produced than in term new-borns. Because of that the signalling pathway in preterm new-borns is less developed than in term new-borns.