Einfluss einer postoperativen Immunstimulation mit GM-CSF versus Placebo auf die CD4+-Subpopulation IFN-γ produzierender Th1-Zellen unter Berücksichtigung der Transkriptionsfaktoren STAT1 und T-bet

Abstract

Einleitung: Eine postoperative Immunsuppression führt zu einem erhöhten Risiko für infektiöse Komplikationen bei Patienten. Durch eine frühzeitige Erfassung von Risikopatienten können Maßnahmen, wie z.B. die Gabe immunstimulatorischer Medikamente eingeleitet werden. Ziel dieser Arbeit war es, den Effekt einer Therapie mit GM-CSF auf T-Helferzellen vom Typ 1 (Th1-Zellen) zu untersuchen. Th1-Zellen sind eine Untergruppe der T-Helferzellen (Th-Zellen) mit Funktionen in der Abwehr von Erregern und entzündlichen Prozessen. Methoden: Untersucht wurden jeweils 10 Patienten der GM-CSF bzw. der Placebogruppe in einer randomisierten kontrollierten Studie, die sich elektiv einer Pankreas- oder Ösophagusresektion unterzogen und postoperativ eine Expression von HLA-DR unter 10.000 Antigene/Monozyt hatten. Die Bestimmung der Th1-Zellen erfolgte am Operationstag (OD) und an fünf postoperativen Tagen (POD1-5) durch Messungen der für die Th1-Zellen spezifischen Transkriptionsfaktoren STAT1 und T-bet mittels Real-time PCR, sowie durch Messung der Sezernierung des Zytokins IFN-γ in T-helfer Zellen nach einer ex vivo Stimulation von isolierten PBMCs am Durchflusszytometer. Ergebnisse: Die Studienergebnisse zeigten in der GM- CSF-Gruppe am zweiten (p=0.008) und dritten postoperativen Tag (p=0.028) eine signifikant erhöhte Genexpression des Transkriptionsfaktors STAT1 im Vergleich zur Placebogruppe. Die Genexpression für T-bet und der Anteil an IFN-γ sezernierenden Th1-Zellen zeigte in der GM-CSF Gruppe im postoperativen Verlauf einen Anstieg, jedoch gab es keine signifikanten Unterschiede im Vergleich zur Placebogruppe. Schlussfolgerung: In der vorliegenden Arbeit konnte ein signifikanter Effekt in der GM-CSF-Gruppe in der Expression des Transkriptionsfaktors STAT1 im Vergleich zur Placebogruppe detektiert werden. Schlüsselwörter: STAT1, T-bet, Th1-Zellen, GM-CSF, IFN-γ, HLA-DR

Introduction: Postoperative immunosuppression leads to an increased risk of infectious complications in patients. Through early detection of patients at risk, measures such as the administration of immunostimulatory drugs, can be initiated. The aim of this study was to investigate the effect of GM-CSF treatment in T-helper cell type 1 (Th1) cells. Th1 cells are a subset of T-helper cells (Th), with functions in the defense against pathogens and inflammatory processes. Methods: 10 patients from each of GM-CSF and placebo group were examined in a randomized controlled trial, who electively underwent pancreatic or esophageal resection and whose postoperative expression of HLA- DR antigens was below 10.000 antigen/monocyte. The determination of Th1 cells was carried out the day of surgery (OD) and at five postoperative days (POD1-5) by measurements of the Th1 cell-specific transcription factors STAT1 and T-bet using real-time PCR, and by measuring secretion of cytokine IFN-γ in Th cells after ex vivo stimulation of isolated PBMCs by flow cytometry. Results: The study results showed a significantly increased expression of the transcription factor STAT1 in the GM-CSF group on the second (p = 0.008) and third postoperative day (p = 0.028) compared to the placebo group. The expression of T-bet and the rate of IFN-γ secreting Th1 cells showed an upsurge in the GM-CSF group during the postoperative period however without significant differences compared to the placebo group. Conclusion: In the present work, a significant effect on the transcription factor STAT1 expression in the GM-CSF group compared to the placebo group could be detected. Keywords: STAT1, T-bet, Th1 cells, GM-CSF, IFN-γ, HLA-DR