Die Pneumonie ist eine der Haupttodesursachen weltweit mit Streptococcus pneumoniae als häufigstem Erreger. Die physiologische Reaktion des Körpers auf eine Pathogenexposition ist die Induktion einer Entzündungsreaktion mit dem Ziel, die Gewebshomöostase wiederherzustellen. Prolongierte oder unkontrollierte Entzündung kann zu akuten und chronischen Organschäden, wie akutem Lungenschaden oder chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), führen. Deshalb ist es von außerordentlicher Bedeutung, dass die Inflammation adäquat reguliert und zeitgerecht terminiert wird und die Resolutionsphase einsetzt. Die Resolution einer Entzündung wurde lange als passiver Prozess angesehen, bis sogenannte specialized proresolving mediators (SPM) entdeckt wurden. Diese Mediatoren, namentlich Resolvine, Maresine, Lipoxine etc., werden aus mehrfach ungesättigten ω-3-Fettsäuren (ω-3- PUFA) produziert. Sie initiieren und steuern die Resolutionsphase unter anderem durch Attenuierung der Infiltration von neutrophilen Granulozyten, Modulation der Zytokinausschüttung und Initiierung der Phagozytose von apoptotischen Zellen und Detritus durch Makrophagen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle des SPM Resolvin E1 (RvE1), dessen Rezeptoren ChemR23 und BLT1 und des RvE1-Vorläufers 18R-HEPE in der murinen Pneumokokkenpneumonie untersucht. Zunächst konnte durch eine immunhistochemische Untersuchung von Lungengewebsschnitten die Verteilung der Rezeptoren ChemR23 und BLT1 in der murinen Lunge dargestellt werden. Mittels qPCR wurde die Regulation der Expression dieser Rezeptoren im Verlauf der Pneumokokkenpneumonie analysiert. Die Ergebnisse zeigen eine vermehrte Expression von BLT1 in der Akutphase der Inflammation, eine Hochregulation des ChemR23-Rezeptors dagegen vorrangig in der späten Entzündungsphase. Darüber hinaus wurden weibliche C57BL/6N Wildtyp, ChemR23-/-, BLT1-/- und fat-1+/+-Mäuse mit einer LD30 Streptococcus pneumoniae infiziert. Weder ein endogen erhöhter ω-PUFA-Spiegel der fat-1-Mäuse noch eine Rezeptordefizienz hatten jedoch Einfluss auf die klinischen Parameter oder 6 Leukozytenpopulationen in Blut und bronchoalveolärer Lavageflüssigkeit (BALF) im Rahmen einer milden Pneumonie. In einer weiteren Versuchsreihe mit exogener Substitution der RvE1-Vorläuferfettsäure 18R-HEPE in der murinen Pneumokokkenpneumonie bei C57BL/6N Wildtypmäusen konnte keine klinische Überlegenheit der präventiv oder therapeutisch behandelten Versuchsgruppen gesehen werden. Bakterienlast und Leukozytenzahlen in Blut und BALF zeigten keinen Unterschied. In der Analyse der Zytokine fand sich einzig ein reduziertes Level von IFN-γ in der BALF der behandelten Tiere, das möglicherweise auf eine 18R-HEPE-vermittelte Suppression der Entzündungsreaktion in der frühen Phase der Infektion zurückzuführen sein könnte. Die in vitro-Stimulation von aus Knochenmarkszellen differenzierten Makrophagen mit 18R-HEPE induzierte eine erhöhte Phagozytoserate von Bakterien. Zusammenfassend zeigen die vorliegenden Ergebnisse, im Gegensatz zu den Daten in der bisher publizierten Literatur, nur eine kleine Rolle des 18R-HEPE-RvE1- Signalwegs in der murinen Pneumokokkenpneumonie. Die hier bestimmten Einflüsse müssen in Folgeversuchen eingehender analysiert werden.
Pneumonia is one of the world’s leading causes of death. It is primarily caused by Streptococcus pneumoniae. Pathogen-induced infection leads to an inflammatory response in order to restore tissue homeostasis, however a prolonged or uncontrolled inflammation may lead to acute or chronic organ damage, such as acute lung injury or COPD. Therefore, it is paramount that the inflammation is adequately controlled and timely terminated to initiate the resolution phase. Resolution of inflammation has long been considered a passive process until specialized pro-resolving mediators (SPM) have been discovered. These mediators such as Resolvins, Maresins, Lipoxins, etc. are produced from ω-3-polyunsaturated fatty acids (ω-3-PUFA). They initiate and control the resolution of inflammation by preventing activation and diapedesis of neutrophils, and induction of cytokine release, and phagocytosis of apoptotic cells and detritus by macrophages. The objective of the present study was to determine the role of SPM Resolvin E1 (RvE1), its receptors ChemR23 and BLT1 and its precursor 18R-HEPE in murine pneumococcal pneumonia. In a first set of experiments, immunohistochemical staining of lung tissue sections revealed the distribution of BLT1 and ChemR23 in the murine lung. Using qPCR, the impact of infection on the regulation of BLT1 and ChemR23 in the lung was determined. The results show an upregulation of BLT1 expression in the acute inflammatory phase and an increased expression of ChemR23 in the late stage of infection. Moreover, female C57BL/6N wild type, ChemR23-/-, BLT1-/- and fat-1+/+ mice were infected with Streptococcus pneumonia (LD30). Neither endogenous elevation of ω-PUFA in fat-1-mice nor deficiency of the RvE1-receptors resulted in significant changes of clinical parameters or leukocyte populations in the bronchoalveolar lavage fluid (BALF) and blood. To study the effect of an exogenous treatment with the RvE1-precursor fatty acid 18R-HEPE, female C57BL/6N wild type mice were infected with Streptococcus pneumonia (LD100). However, neither the preventive nor therapeutic treatment with 18R-HEPE showed a significant clinical benefit. Bacterial burden and number of leukocytes in blood and BALF were unaffected. However, a decreased level of IFN-γ was detected in the BALF of treated mice, which is most likely due to a 18R-HEPE-mediated suppression of inflammation in the early stage of infection. Moreover, the in vitro stimulation of bone-marrow-derived macrophages with 18R-HEPE led to an increased phagocytosis of bacteria after incubation with 18R-HEPE. In summary, the results of this study, in contrast to published circumstantial evidence, show only a minor role of the 18R-HEPE-RvE1-pathway in murine pneumococcal pneumonia. The findings shown in this study need to be further investigated in future experiments.
