Regulation der Expression und Sekretion von CEACAM8 durch Granulozyten und deren Rolle auf humanen pulmonalen Epithelzellen

Abstract

Bakterielle Infektionen der unteren Atemwege sind charakterisiert durch granulozytäre Entzündungsreaktionen. Das carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule (CEACAM) 8 wird durch humane Granulozyten exprimiert und sezerniert. CEACAM8 bindet an CEACAM1, welches von pulmonalen Epithelzellen exprimiert wird. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass CEACAM8 von neutrophilen Granulozyten TLR9 abhängig durch CpG freigesetzt wird, wohingegen die Expression von CEACAM8 TLR 7/8 abhängig durch R848 gesteuert wird. Bei Individuen mit einer hohen Anzahl an Granulozyten in ihrer bronchoalveolären Lavage (≥ 15 %) ist es wahrscheinlicher, CEACAM8 nachzuweisen als bei Individuen mit einer mittleren oder niedrigen Granulozytenzahl in der BAL. Die Bindung von löslichem CEACAM8 an pulmonal exprimiertem CEACAM1 führte zu einer Hemmung der TLR2-induzierten Immunantwort. Diese Hemmung wurde durch Tyrosin Phosphorylierung des immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif (ITIM) von CEACAM1 und durch Rekrutierung der Phosphatase SHP1, welche die TLR2- abhängige Aktivierung des Phosphatidylinosit 3-OH kinase-Akt Kinase Signalweges negativ reguliert, gesteuert. Durch diese Ergebnisse konnten neue Methoden vorgeschlagen werden, durch die Granulozyten die entzündliche Immunantwort in den Atemwegen mittels Sekretion von CEACAM8 hemmen könnten. Die vorliegende Arbeit hat also gezeigt, dass CEACAM8 zur Auflösung granulozytärer überschiessender Entzündungsreaktionen dienen und somit Gewebeschäden verhindern könnte.

Bacterial lower respiratory tract infections are characterized by neutrophilic inflammation in human airways. The carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule (CEACAM) 8 is expressed in and released by human granulocytes and interacts with CEACAM1 expressed on human airway epithelium. Here, we demonstrated that CEACAM8 is released by human granulocytes in response to bacterial DNA in a TLR9-dependent manner, whereas expression of CEACAM8 is regulated in a TLR7/8 dependent manner. Individuals with a high percentage of granulocytes in human bronchial lavage fluid (≥ 15 %) were more likely to have detectable levels of released CEACAM8 in the BALF than those with a no or moderately elevated granulocyte count. Interaction of released CEACAM8 with CEACAM1 expressed on human epithelial cells resulted in reduced TLR2 dependent inflammatory responses. These inhibitory effects were mediated by tyrosine phosphorylation of the immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif (ITIM) of CEACAM1 and by recruitment of the phosphatase SHP-1, which negatively regulated Toll-like receptor 2-dependent activation of the phosphatidylinositol 3-OH kinase-Akt kinase pathway. In conclusion, our results suggest a new mechanism by which granulocytes reduce proinflammatory immune responses in the human airways via secretion of CEACAM8 in neutrophil- driven bacterial infections. Thus, the released CEACAM8 might serve as granulocytic resolution-associated molecular pattern interacting with CEACAM1 expressed on human bronchial epithelial cells to avoid hyper-inflammation and to prevent tissue damage.