Etablierung eines EGFP-Phagozytosetests zur Beurteilung der Phagozytoseleistung und des Degradationsvermögens von neutrophilen Granulozyten und Monozyten

Abstract

Hintergrund. Die Phagozytose von Erregern ist ein wichtiger Mechanismus in der Abwehr von Infektionen. Bisher existiert jedoch kein in-vivo-nahes Testverfahren zur Diagnose von Störungen der Aufnahme und Degradation von Erregern. Material und Methoden. Unter Nutzung grün fluoreszierender E. coli- Bakterien etablierten wir ein flowzytometrisches Testverfahren zur Erfassung der Aufnahme und Degradation lebender Bakterien durch Monozyten und Granulozyten im Vollblut. Anschließend verglichen wir immunsupprimierte (i) Nierentransplantat-Patienten bzw. (ii) Patienten mit post-operativer Sepsis im Stadium der Immunparalyse mit gesunden altersgleichen Probanden hinsichtlich der Phagozytoseleistung der Monozyten und Granulozyten. Ergebnisse. Unsere Untersuchungen ergaben, dass der Bakterienabbau sowohl in Monozyten als auch in Granulozyten mit dem Alter abnimmt. Darüber hinaus zeigten Granulozyten von Sepsis-Patienten in Immunparalyse eine verminderte Bakterienaufnahme, während sich in Monozyten von Nierentransplantat- Patienten ein verminderter Bakterienabbau nachweisen ließ. Zusammenfassung. Wir beschreiben einen einfachen und verläßlichen flowzytomterischen Test zur Messung von Aufnahme und Abbau lebender Bakterien durch Monozyten und Granulozyten im Vollblut. Mit Hilfe dieses Testes entdeckten wir signifikante Unterschiede hinsichtlich der Phagozytoseleistung zwischen gesunden Probanden und Patienten mit sekundären Immundefekten, die eine Ursache für die erhöhte Infektionsrate in diesen Patienten sein könnten.

Background. The phagocytosis of pathogens is essential for fighting infections. However, an assay measuring both engulfment and degradation of bacteria under in vivo like conditions is currently not available. Material and Methods. Based on enhanced green fluorescent protein (EGFP)-expressing E.coli we created a flow cytometric assay measuring both engulfment and degradation of living bacteria by monocytes and granulocytes in human whole blood. To determine whether the test was able to detect differences between healthy subjects and patients with secondary immunodeficiencies, we compared the phagocytosis of monocytes and granulocytes from immunosuppressed kidney transplant patients and patients with post-operative sepsis in immunoparalysis with respective age-matched healthy subjects. Results. Using this assay we found that bacterial degradation in monocytes and granulocytes decreases with age. Furthermore, we detected a diminished bacterial engulfment in granulocytes from septic patients and a reduced bacterial degradation in monocytes from immunosuppressed kidney transplant patients. Conclusion. We describe a simple and reliable flow cytometric assay to measure the engulfment and degradation of live bacteria by human blood monocytes and granulocytes. By means of this assay we detected significant differences between healthy controls and patients with secondary immunodeficiencies that may contribute to the increased incidence of infection complications seen in these patients.