Einfluss von Ethanol auf TNF-alpha und IFN-gamma produzierende CD4+ und CD8+ T-Zellen am operativen, infektiösen Mausmodell

Abstract

Alkoholkranke haben ein erhöhtes Risiko, postoperativ an einer häufig durch Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae) verursachten Pneumonie zu erkranken. Die beiden Zytokine Tumornekrosefaktor-alpha (TNF-α) und Interferon-gamma (IFN-γ) sind bei der Abwehr von K. pneumoniae wichtig. Um die Auswirkung einer präoperativen Alkoholbehandlung auf die Immunantwort bei K. pneumoniae Pneumonie zu untersuchen, wurde ein operatives, infektiöses Mausmodell etabliert. 50 weibliche Balb/c Mäuse wurden acht Tage intraperitoneal mit Alkohol (3 mg/g Körpergewicht) oder Kochsalz behandelt, bevor am achten Tag eine mediane Laparotomie erfolgte. Am zweiten postoperativen Tag wurde die Hälfte der Tiere jeder Gruppe intranasal mit K. pneumoniae infiziert. 24 Stunden später wurden die Tiere getötet. Lunge und Leber wurden für die mikrobiologische und histologische Untersuchung sowie die Milz für die Zellisolation entnommen. Die Anzahl TNF-α und IFN-γ produzierender CD4+ und CD8+ T-Zellen der Milz wurde durchflusszytometrisch untersucht. Ergänzend erfolgten Gewichtskontrollen und die Erhebung eines klinischen Scores. Nach Infektion mit K. pneumoniae und Ethanolbehandlung zeigte sich eine signifikante Reduktion von TNF-α produzierenden CD4+ und CD8+ T-Zellen und IFN-γ produzierenden CD4+ Zellen. Die Anzahl IFN-γ produzierender CD8+ T-Zellen blieb unverändert. Histologisch war ein schwererer Verlauf der Klebsiellenpneumonie zu verzeichnen. Damit einher ging eine signifikante Gewichtsreduktion und ein schlechterer klinischer Score. Eine Ethanolbehandlung in diesem operativen, infektiösen Tiermodell führte nach Infektion mit K. pneumoniae zu einer Immunsuppression, die vermutlich ausgeprägtere histologische Lungenschäden und ein schlechteres Befinden der Tiere zur Folge hatte. Somit tragen T-Lymphozyten scheinbar durch ihr inadäquat sezerniertes Zytokinmuster zur Entstehung und Unterhaltung einer Klebsiellenpneumonie bei.

The risk of bacterial pneumonia caused by Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae) is increased in alcoholic patients. Tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and Interferon gamma (IFN-γ) are critical mediators of antibacterial host defence in Klebsiella pneumonia. A surgical infectious mice model was established in order to assess the impact of preoperative ethanol treatment on immune response during K. pneumoniae pneumonia. Fifty female Balb/c mice were treated with ethanol (3 mg/g body weight) or saline solution intraperitoneally for eight days. On the eighth day all mice underwent a median laparotomy. In half of each group K. pneumoniae was administered intranasally two days post surgery. Mice were killed twenty-four hours after infection. Lung and liver were extracted for microbiological and histological assessment as well as spleen for cell isolation. The number of TNF-α und IFN-γ producing splenic T cells were determined by FACS analysis. Additionally weights were registered and clinical appearance was assessed. The combination of infection with K. pneumoniae and ethanol treatment caused a significant decrease of TNF-α producing CD4+ and CD8+ T cells and IFN-γ producing CD4+ T cells. IFN-γ producing CD8+ T cells were not affected. Furthermore, the histological assessment showed a distinct deterioration of the pulmonary structure. Mice exhibited significant weight loss and a degraded clinical appearance. Ethanol treatment in this surgical infectious murine model led to immunosuppression after infection with K. pneumoniae. This immunosupression probably aggravated lung tissue damage as well as worsened the state of health. The inadequate cytokine pattern of T cells apparently contributes to the development of severe pneumonia.