Untersuchung zur Immundepression nach ischämischem Schlaganfall anhand der fortlaufenden Analyse der Thymusfunktion

Abstract

Hintergrund: Seit einem Jahrzehnt erhärten sich die Belege für die Existenz eines Schlaganfallbedingten Immundepressionssyndroms (SIDS). SIDS wird mit erhöhter Mortalität und Morbidität nach einem ischämischen Schlaganfall in Zusammenhang gebracht. Trotz hoher Aufmerksamkeit besteht hier weiterer Bedarf an klinisch anwendbaren Messmethoden. Die folgende Dissertation stellt eine Methode zur Messung der Thymusfunktion mittels PCR-Analyse von T-Zell Rezeptor Exzisions Zirkeln (TREC), einem Nebenprodukt der thymischen T-Zell Differenzierung. Moderne PCR-Verfahren ermöglichen die Erkennung von TREC-DNA selbst in hohem Alter. Methoden: In der vorliegenden Arbeit wird die Messmethode der PCR-Analyse von humaner und muriner TREC-DNA beschrieben. Des Weiteren wurde eine experimentelle und eine klinische Studie entwickelt, um den Einfluss des ischämischen Schlaganfalls auf die TREC-Ratio nachzuprüfen. Die Untersuchung beinhaltete eine Analyse von Blut- und Gewebeproben von 29 Mäusen sowie eine prospektive sechsmonatige Verlaufsbeobachtung von 36 Probanden nach einem ischämischen Schlaganfall. Die Probanden wurden in eine doppelblinde, placebokontrollierte Studie mit Gabe von Moxacillin nach Schlaganfalleintritt aufgenommen. Eine Vervollständigung der klinischen Untersuchung erfolgte durch Einschluss von Kontrollgruppen. Ergebnisse: Die Hypothese eines postischämischen Abfalls der TREC-Ratio wurde im Tiermodell tendentiell bestätigt. Entsprechend einer bekannten postischämischen Lymphopenie mit Th1/Th2-Shift war ein signifikanter Anstieg der TREC-Ratio in der Milz und einen Abfall im Blut zu beobachten. In der klinischen Untersuchung konnte der Abfall der TREC-Ratio festgestellt, aber nicht signifikant bestätigt werden. Die weitere Auswertung zeigte einen signifikanten Anstieg der TREC-Ratio in der Subgruppe der verstorbenen Probanden, entgegengesetzt zur erwarteten Altersverteilung. Demgegenüber fiel in der Subgruppe der Überlebenden die TREC-Ratio, entsprechend der initialen Hypothese, signifikant ab. Zwischen der Antibiotika- und der Placebogruppe zeigte sich keine Differenz. Schlussfolgerung: Die Reproduzierbarkeit, Sensitivität und Spezifität der TREC-PCR ist exzellent bei mäßigem Prozessierungsaufwand. Die vorliegende Dissertationsschrift gibt Einblicke in einen Teilaspekt des SIDS hinsichtlich der thymischen und T-Lymphozytären Reaktion und stützt die Hypothese einer schlaganfallinduzierten Neuroimmunmodulation. Sie zeigt die Rolle der TREC-Ratio im Kontext von SIDS auf und stellt die TREC-Ratio als immunologischen Marker auf dem Weg zum weiteren Verständnis der komplexen neuroimmunologischen Interaktion vor.

Background and Objective: Since a decade, the evidence for a Stroke Induced Immunodepression Syndrome (SIDS) has been growing. The SIDS is linked to an increased mortality and morbidity during the acute treatment of stroke. Despite the high level of attention, there is still need for clinically applicable measuring methods of the phenomenon. The following dissertation presents a method for measuring thymic function by PCR analysis of T-cell Receptor Excision Circles (TREC), a byproduct of thymic T-cell development. Modern PCR assays enable sensitive detection of TREC DNA even in elderly populations. Methods: The measuring method for PCR analysis of human and murine TREC DNA is described. Furthermore, an experimental and a clinical study was designed to verify the impact of stroke on TREC numbers. The survey included analysis of blood and tissue samples of 29 murine specimen as well as a prospective 6 months follow-up of 36 patients after an acute ischemic stroke. The patients were subject to a double-blinded placebo-controlled antibiotic treatment with moxacillin. The clinical study was complemented with singular blood samples of 12 thymectomized and 9 healthy probands as controls. Results: The hypothesis of a postischemic decrease of TREC numbers was confirmed by trend in the animal model. Corresponding to the known phenomenons of postischemic lymphopenia and Th1/Th2 shift, a significant increase of TREC numbers in the spleen and a decrease in blood was observed in the animal model. In the clinical survey, the decrease of TREC numbers was confirmed by trend. Further examinations revealed a significant increase of TREC numbers in the subgroup of deceased patients, contrary to the age expectations of this subgroup. On the other hand, according to the initial hypothesis the TREC numbers in the subgroup of survivors decreased significantly. There was no difference between the antibiotic and placebo subgroups. Conclusion: The reproducibility, sensitivity and specifity of the TREC PCR assay is excellent whereas processing time is acceptable. The following work gives an insight in a subsidiary aspect of SIDS, focusing on the thymic and T cell responses after ischemic stroke. It strenghtens the thesis of stroke derived neuroimmunomodulation. The measuring of TREC numbers is defined as an immunological marker helping to identify immune disregulations as SIDS. It helps to establish a broader understanding of the complex neuroimmunological interactions.