Titelaufnahme

Titel
Hormonelle Regulation von Toll-like Rezeptoren und antimikrobiellen Peptiden in humanen Keratinozyten
Weitere Titel
Hormonal regulation of toll-like receptors and antimicrobial peptides in human keratinocytes
VerfasserHaider, Martha
Betreuer / BetreuerinTschandl, Margarete
Erschienen2015
Datum der AbgabeJuni 2015
SpracheEnglisch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Haut / Angeborenes Immunsystem / Antimikrobielle Peptide / Humane beta Defensine / S100 Proteine / Cathelicidin / RNase / Toll-like Rezeptoren / Hormone / Fetale und postnatale Keratinozyten
Schlagwörter (EN)Skin / Innate immune system / Antimicrobial peptides / Human beta defensins / S100 proteins / Cathelicidin / RNase / Toll-like receptors / Hormones / Fetal and postnatal keratinocytes
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Während der Entwicklung des Embryos sind die Barrierefunktion und das adaptive/erworbene Immunsystem des Fetus noch nicht vollständig ausgereift. Deshalb stellt das angeborene Immunsystem einen bedeutenden Teil der Abwehr während der Embryogenese dar. Da das Neugeborene während und nach der Geburt einer hohen Keimbelastung ausgesetzt wird, ist das angeborene Immunsystem besonders wichtig um gegen Infektionen anzukämpfen. Eine Überreaktion des angeborenen Immunsystems aufgrund der Kolonisation mit kommensalen Hautbakterien kann jedoch zu einer überschießenden Entzündung führen. Um eine effiziente Besiedelung der Haut mit der normalen Mikroflora zu ermöglichen, muss eine Reduktion der angeborenen Immunantwort der Epidermis rasch induziert werden.

Da in der letzten Phase der Schwangerschaft und während der Geburt Hormone wie Prolactin, Epinephrin, Norepinephrin, Oxytocin und Cortison in großen Mengen im Körper der Mutter freigesetzt werden, wird vermutet, dass diese Hormone Einfluss auf die Regulation des angeborenen Immunsystems in primären menschlichen Keratinozyten haben.

Wie in früheren Studien gezeigt wurde sind Toll-like Rezeptoren und antimikrobielle Peptide in fetalen Keratinozyten höher exprimiert als in neonatalen und adulten Keratinozyten. Unsere Studie zeigte, dass fetale Keratinozyten viel stärker auf virale als auf bakterielle Stimuli reagierten, wobei adulte Keratinozyten stärker auf bakterielle als auf virale Reize reagierten. Neonatale Keratinozyten zeigten vergleichbare Reaktionen auf beide Stimuli. Die Aktivierung der Expression von antimikrobiellen Peptiden durch Toll-like Rezeptor 3 oder Toll-like Rezeptor 5 Liganden wurde am stärksten durch Stresshormone wie Epinephrin und Norepinephrin in allen Altersgruppen gehemmt. Ebenso wurde die Expression und Sekretion von Entzündungsmediatoren wie Zytokinen stark durch Stresshormone vermindert.

Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen, dass Hormone, im besonderen Stresshormone welche nach oder während der Geburt freigesetzt werden, wichtige Regulatoren des angeborenen Immunsystems darstellen. Dies könnte einen bedeutenden Mechanismus repräsentieren, um eine überschießende Immunantwort nach der Besiedlung der Haut des Neugeborenen mit kommensalen Bakterien zu verringern.

Zusammenfassung (Englisch)

During embryonic development the epidermal barrier and the adaptive immune system of the fetus are not yet fully functional. Therefore it is thought, that the innate immune system represents a major line of defense during embryogenesis. During birth neonates are exposed to an abundance of microbes and therefore, in the absence of a mature adaptive immune system, the innate immune defense is important to fight infections. However, over-activation of the innate immune system due to colonization with normal microbiota can lead to an inflammatory storm. The colonization of the skin with the normal microbiota occurs immediately after birth; therefore a reduction of the innate immune function of the epidermis needs to be rapidly induced to allow efficient colonization with the normal micro flora of the skin.

Since hormones, such as prolactin, epinephrine and norepinephrine, oxytocin and cortisone are highly released during the late phase of pregnancy and birth, we hypothesize that some of these hormones are involved in the regulation of the innate immune system in human primary keratinocytes.

As shown previously antimicrobial peptides, also Toll-like receptors are higher expressed in fetal keratinocytes than in neonatal and adult keratinocytes. Whereas fetal keratinocytes react much stronger to viral than to bacterial stimuli, adult keratinocytes are more responsive to bacterial than to viral stimuli. Neonatal keratinocytes react comparably to both Toll-like receptor ligands. Activation of antimicrobial peptide expression by either Toll-like receptor 3 or Toll-like receptor 5 ligand is strongly inhibited by the stress hormones epinephrine and norepinephrine in keratinocytes of all age groups. Similarly, also the expression and release of inflammatory cytokines is strongly decreased by these stress hormones.

The data suggest that hormones, especially stress hormones, released after birth are important regulators of innate immune functions in keratinocytes. This could represent an important mechanism to down-modulate an overshooting immune response after colonization of the neonatal skin with commensal microbiota.