Die Rolle von IL-23 in der Pneumokokkenpneumonie

Abstract

S. pneumoniae ist der häufigste Erreger der ambulant erworbenen Pneumonie und stellt aufgrund der hohen Morbidität und Mortalität der Pneumonie eine große sozioökonomische Last für die Industrienationen dar. Aufgrund zunehmender Resistenzen gegen antimikrobielle Chemotherapeutika und dem damit verbundenen Verlust der zentralen Therapie wird das Verständnis der zugrundeliegenden immunologischen und pathophysiologischen Mechanismen zunehmend wichtiger für die Behandlung der Pneumokokkenpneumonie. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle von IL-23, einem proinflammatorischen Zytokin der IL-12 Familie mit Einfluss auf die angeborene und erworbene Immunantwort, in der Pneumokokkenpneumonie untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass S. pneumoniae die Expression von IL-23 in humanen und murinen dendritischen Zellen und Makrophagen in Abhängigkeit von Toll-like Rezeptor TLR-2, TLR-4 sowie deren Adaptermolekül MyD88 induziert. Im Kokulturmodell waren infizierte dendritischen Zellen in der Lage, in Abhängigkeit von IL-23 eine Th17-Antwort zu stimulieren. Nach intranasaler Infektion mit S. pneumoniae in vivo zeigte sich, dass IL-23 einen protektiven Einfluss auf das Überleben der Tiere hatte. Ein Einfluss von IL-23 auf die Bakterienlast, die zelluläre oder humorale Entzündungsreaktion konnte jedoch zu den untersuchten Zeitpunkten nicht beobachtet werden. Zusammenfassend konnten mit der TLR-abhängigen IL-23-Produktion und dem Einfluss von IL-23 auf die Aktivierung von Lymphozyten wichtige Abwehrsysteme des Wirtes gegen S. pneumoniae näher charakterisiert werden.

S. pneumoniae is the most common cause for a community acquired pneumonia which is due to its high morbidity and mortality a big socioeconomic burden for the industrialized countries. The steady raise of resistance mechanisms against antimicrobial substances and thus the loss of the major therapeutic tool in the treatment of pneumococcal pneumonia cause a further need for a deep understanding of the immunological and pathophysiological mechanisms underlying this disease. The presented thesis was designed to further the understanding of the role of IL-23, a proinflammatory cytokine of the IL-12 family with effects on the innate and the adaptive immune system, in pneumococcal pneumonia. The presented experiments demonstrated that an infection with S. pneumoniae leads to a TLR-2, TLR-4 and MyD88-dependent induction of IL-23 in primary human and murine macrophages and dendritic cells. In a co-culture model S. pneumoniae infected dendritic cells were able to induce the differentiation of naïve T-cells into Th17-cells dependent upon IL-23. The intranasal infection of wild type and IL-23-deficient mice in an in vivo pneumococcal pneumonia model showed a protective effect for IL-23 for the survival of the animals. An influence of IL-23 on the bacterial burden, cellular and humeral inflammatory reaction could not be observed at the chosen time points in this thesis. Finally, with the demonstration of the TLR- dependent IL-23 production and the influence of IL-23 on the activation of selected lymphocytes an important defense system of the host against S. pneumoniae could be further characterized.