Effekt der pränatalen Exposition mit Lipopolysacchariden auf die spätere allergische Sensibilisierung und Atemwegsentzündung in der jungen Maus

Abstract

Als „Epidemie des 21. Jahrhunderts“ und erhebliches Gesundheitsproblem der westlichen Industrienationen erfordern Erkrankungen des atopischen Formenkreises die Entwicklung primär präventiver Konzepte auf der Basis natürlicher, immunregulatorischer Mechanismen. Die natürliche Exposition des Organismus mit mikrobiellen Antigenen hat wahrscheinlich wesentlichen Anteil an der normalen Entwicklung des Immunsystems und damit auch an der Balance innerhalb des adaptiven Immunsystems zwischen der allergeninduzierten Th2-Immunantwort auf der einen und der Th1-Immunantwort auf der anderen Seite. Der genaue Zeitpunkt der allergischen Sensibilisierung und damit der optimale Zeitpunkt für den Einsatz immunmodulatorischer Therapien sind derzeit strittig. Eine bereits pränatal beginnende und postnatal fortgeführte Exposition mit Lipopolysacchariden (LPS) vor Beginn einer systemischen Sensibilisierung der Jungtiere mit OVA verhinderte in dem vorliegenden Mausmodell die Entwicklung einer allergischen Sensibilisierung und Atemwegsentzündung in den Jungtieren. Dieser protektive Effekt auf die allergische Entzündung war assoziiert mit einer verminderten Produktion der Th2-Zytokine IL-4, IL-5 und IL-13 und einer erhöhten Produktion des Th1-Zytokins IFN-[gamma] durch mononukleäre Zellen der Milz, die in vitro mit OVA stimuliert worden waren. Die gleichzeitige Induktion der LPS-Rezeptoren LBP, CD14 und TLR-4 sowie des Th1-kontrollierenden Transkriptionsfaktors T-bet in den Lungengeweben der Jungtiere stellte den wahrscheinlichsten Mechanismus dieses primär präventiven Effektes der pränatal beginnenden LPS-Exposition dar. Eine bereits pränatal beginnende Exposition mit immunmodulatorisch wirksamen Bakterienbestandteilen wie LPS könnte die Grundlage für ein neues Konzept zur primären Prävention allergischer Erkrankungen darstellen. Die dabei pränatal beginnende Stimulation des angeborenen Immunsystems könnte die Entwicklung der Rezeptoren des angeborenen Immunsystems zusätzlich induzieren und so die Ansprechbarkeit des Organismus gegenüber diesen Bakterienbestandteilen während der Entwicklung des Immunsystems erhöhen.

As "epidemic of the 21st century" and a considerable health problem in the Western industrial nations, atopic diseases require the development of primary preventive concepts on the basis of natural, immunoregulatory mechanisms. The natural exposure of the organism to microbial antigens probably plays a significant part in the normal development of the immune system and thus also in the balance within the adaptive immune system between the allergen-induced Th2 immune response on the one side and the Th1 immune response on the other side. The exact time point of the allergen sensitization and therefore the optimal time frame for deploying immunomodulatory therapies are currently disputed. A prenatal initiated and postnatal sustained exposure to lipopolysaccharides (LPS) prior to a systemic sensitization of the young animals to OVA prevented the development of an allergen sensitization and airway inflammation in the offspring in the murine model being presented. This protective effect on the allergen-induced inflammation was associated with a reduced production of the Th2-cytokines IL-4, IL-5 and IL-13 and an increased production of the Th1-cytokine IFN-[gamma] through mononuclear cells in the spleen that had been stimulated with OVA in vitro. The simultaneous induction of the LPS receptors LBP, CD14 and TLR-4 and of the Th1-controlling transcription factor T-bet in the lung tissue of the young animals constituted the most likely mechanism for this primary preventive effect of the prenatally initiated LPS exposure. An exposure to immunomodulatory effective bacterial constituents such as LPS that already begins in the gestation stage could serve as the foundation for a new concept of first-step prevention against the development of allergic diseases. The resulting prenatally initiated stimulation of the innate immune system could additionally induce the development of the receptors of the innate immune system and thus increase the responsiveness of the organism to these bacterial constituents during the development of the immune system.