Untersuchungen zur Zytokinregulation CD14-abhängiger Funktionen der Monozyten: Phagozytose von Gram-negativen Bakterien und apoptotischen Zellen

Abstract

Einleitung: Monozytäre Zellen haben eine zentrale Bedeutung für die Regulation des spezifischen und unspezifischen Immunsystems durch die Präsentation von Antigenen, die Sekretion von Immunmediatoren und die Abräumfunktion. Kürzlich wurde beschrieben, dass Monozyten, für welche die Antikörper- und Komplement- vermittelte Phagozytose seit längerem bekannt sind, auch durch einen CD14-vermittelten Prozess Bakterien und apoptotische Zellen phagozytieren können. In dieser Arbeit untersuchten wir die Regulation der CD14-abhängigen Phagozytose durch die immunregulatorischen Zytokine Interleukin(IL)-10, Interferon(IFN)-gamma und Transforming Growth Factor(TGF)-beta1. Material und Methoden: Für die Untersuchung der Regulation der CD14-abhängigen monozytären Phagozytose von Fluoreszenz-markierten E. coli-Bakterien und apoptotischen Jurkat-Zellen durch IL-10, IFN-gamma und TGF-beta1 nutzten wir ein humanes in vitro Vollblut-Model. Eine CD14-Blockade wurde durch den anti-CD14 Antikörper RMO52 erreicht. Ergebnisse: IL-10, oft als Monozyten-deaktivierendes Zytokin bezeichnet, steigert die monozytäre CD14-Expression und die CD14-abhängige Phagozytose von E. coli-Bakterien. IFN-gamma und TGF-beta1 hemmen dagegen die CD14-abhängige Aufnahme von E. coli. IL-10 steigert darüber hinaus sowohl die CD14-abhängige als auch die CD14-unabhängige Phagozytose von apoptotischen Zellen durch Monozyten. Diskussion: Die von uns nachgewiesene Steigerung der CD14-abhängigen Phagozytose unterstützt die generelle Bedeutung von IL-10 als Stimulator der monozytären Abräumfunktion und der Makrophagenreifung. Während die gegenläufige Regulation der CD14-abhängigen Phagozytose durch IL-10 und IFN-gamma einen weiteren Mechanismus in der Balance zwischen Antigenpräsentation und nicht-immunogenem Abräumen von Bakterien und Zelldebris darstellen könnte, scheint TGF-beta1 ein Deaktivator beider Systeme zu sein.

Background: Monocytes are centrally involved in specific and unspecific immunity by secretion of regulatory immune mediators, phagocytosis, and presentation of antigens. Recent work showed that monocytes can phagocytose bacteria independently from Fc-gamma, complement, and scavenger receptors via a CD14-mediated process. Furthermore, incorporation of cells undergoing apoptosis is also mediated by CD14. We asked for the regulation of CD14 dependent phagocytosis by the immunoregulatory cytokines Interleukin(IL)-10, interferon(IFN)-gamma and transforming growth factor(TGF)-beta1. Materials and Methods: An in vitro human whole blood model was used to test regulation of CD14-dependent monocytic phagocytosis of fluorescence-labeled E. coli and apoptotic Jurkat cells by IL-10, IFN-gamma and TGF-beta1 in healthy donors. For CD14 blockade the murine anti-CD14 IgG2a antibody RMO52 was used. Results: IL-10, suggested to be a monocyte-deactivating cytokine, strongly increased monocytic CD14 expression and the CD14-dependent phagocytosis of E. coli. In contrast, IFN-gamma and TGF-beta1 depressed monocytic CD14-mediated incorporation of E. coli. IL-10 also enhanced the monocytic CD14 dependent and independent phagocytosis of apoptotic cells. Conclusions: Our data support a general role of IL-10 for activating monocytic scavenger function which is at least partly mediated by CD14. This is in line with the fact that IL-10 promotes the development from monocytes to macrophages. The contrary effects of IL-10 and IFN-gamma on monocytic CD14 dependent phagocytosis may reflect a further mechanism counterbalancing antigen-presentation and non-immunogenic scavenging of bacterial and cellular debris. TGF-beta, however, may be an inhibitor of both systems.