Pulmonale Expression und Regulation von IL-15 und den Rezeptoruntereinheiten IL-15Ra, IL 15Rb und gc in der durch Streptococcus pneumoniae induzierten Mauspneumonie

Abstract

Interleukin-15 (IL-15) hat besonders im Bereich der Mukosa durch Aufrechterhaltung der Homöostase und Aktivierung von NK, NKT, gd-T und CD8+-T-Zellen entscheidenden Anteil an der antimikrobiellen Abwehr. Der Respirationstrakt besitzt eine große Schleimhautoberfläche und verfügt über große Reservoirs an Lymphozyten. Über das Muster der Expression von IL-15 in der Lunge und seine Rolle in der lokalen Immunabwehr ist jedoch wenig bekannt. In dieser Studie wurden die Expression von IL-15 und des IL-15-Rezeptorkomplexes in der Lunge der Maus untersucht und eine deutliche konstitutive Expression in Bronchial- und Alveolarepithelzellen, in Alveolarmakrophagen und der glatten Muskulatur der großen Gefäße der Lunge nachgewiesen. Dies impliziert bereits unter physiologischen Bedingungen die Beteiligung von IL-15 an der Homöostase der pulmonalen Immunzellen. Bei der Infektion mit Streptococcus pneumoniae kam es anders als bei der Infektion mit Chlamydophila pneumoniae zu einem signifikanten Anstieg von IL-15 in Alveolarmakrophagen und Bronchialepithelzellen. Die Bronchialepithelzellen zeigten darüber hinaus eine de novo IL-15-Synthese an ihrer basolateralen Oberfläche. Parallel hierzu zeigte sich für IL-15Ra ebenfalls eine Zunahme der Expression, sowie eine de novo Synthese an der basolateralen Oberfläche der Bronchialepithelzellen. Weiterhin konnte eine positive Regulation des Zytokins auf der Ebene der mRNA nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse deuten auf die funktionelle Bedeutung von IL-15 und seines Rezeptorkomplexes für die pulmonale Immunantwort auf die durch Streptococcus pneumoniae induzierte Pneumonie hin.

Interleukin-15 (IL-15) has a critical impact on the antimicrobial defences particularly at mucosal sites due homeostasis and activation of NK, NKT, gd-T and CD8+-T-cells. The respiratory tract also comprises a large mucosal surface and harbors significant amounts of lymphocytes, but the expression pattern of IL-15 in the lung and its role in local immune responses are largely unknown. This study analyzed the differential expression of IL-15 and the IL-15 receptor (IL-15R) complex in the lungs of mice, and demonstrated substantial constitutive expression in bronchial and alveolar epithelial cells, alveolar macrophages, and vascular smooth muscle cells, implicating contribution to pulmonary immune cell homeostasis already under normal conditions. The induction of pneumonia due transnasal infection with Streptococcus pneumoniae contrast to Chlamydophila pneumoniae evoked a significant up-regulation of IL-15 on alveolar macrophages and bronchial epithelial cells, with the latter presenting de novo expression of IL-15 on their basolateral surface. IL-15Ra showed a similar up-regulation including a de novo expression on the basolateral surface bronchial epithelial cells. Furthermore a positive regulation of IL-15mRNA indicated at least partial transcriptional regulation. Finally the results are suggesting a functional impact of IL-15 and the IL-15 receptor the on the pulmonary immune response in pneumococcal pneumonia.