Analyse der zytotoxischen Aktivität von naiven residenten Peritonealzellen gegen listerieninfizierte Hepatozyten

Abstract

Für die Überwindung der Infektion mit dem intrazellulären Bakterium Listeria monocytogenes sind CD8+ zytotoxische T-Lymphozyten essentiell. Welche Zellpopulationen aber in der präimmunen Phase der Infektion das Wachstum der Erreger begrenzen, bevor spezifische T-Zellen vorhanden sind, ist bisher nicht ausreichend beantwortet. Einige Autoren schreiben Neutrophilen Granulozyten eine zytotoxische Aktivität gegenüber listerieninfizierten Hepatozyten zu. Diese Aussage stützt sich hauptsächlich auf histologischen Beobachtungen und den Einsatz von monoklonalen Antikörpern, die den CD18/11b-abhängigen Zellinflux in das infizierte Gewebe hemmen bzw. Neutrophile Granulozyten in vivo lysieren. Sie erlauben aber aufgrund der vielfältigen direkten und indirekten Auswirkungen dieser experimentellen Maßnahmen nicht die Schlussfolgerung, dass diese Zellpopulation direkt zytotoxisch für infizierte Wirtszellen ist. Tatsächlich zeigen in-vitro-Studien zur Zytotoxizität von Peritonealexsudatzellen gegen-über listerieninfizierten Hepatozyten, dass Granulozyten keine zytolytische Potenz besitzen. Die hierfür verantwortliche Zellpopulation ist aber bis dato unklar. Ziel der vorliegenden Arbeit war daher, die Grundlage für eine detaillierte Analyse der Zell-Zell-Interaktion in der präimmunen Phase der Listeriose zu schaffen, und die Effektormechanismen näher zu untersuchen. Hierfür wurde ein ex-vivo-in-vitro- Experimentalsystem etabliert, welches die quantitative Erfassung und Modulation der Zytotoxizität von naiven murinen Peritonealleukozyten (Balb/c) gegenüber listerieninfizierten Hepatozyten (ATCC TIB73) erlaubt. Die Ergebnisse der in dieser Arbeit dargelegten in-vitro-Untersuchungen legen nahe, dass (naive residente) Makrophagen zur Lyse listerieninfizierter Hepatozyten in der Lage sind. Ihre zytotoxische Aktivität war durch IFN-γ zu steigern, aber von TNF-α und Stickstoffmonoxid (NO) unabhängig. Diese Befunde zeichnen ein neues Bild über die Rolle von Makrophagen bei der Abwehr der Listeriose. So sind sie nicht nur durch Phagozytose und Abtötung extrazellulärer Listerien an der Überwindung der Infektion beteiligt, sondern auch an der präimmunen Abtötung permissiver Wirtszellen.

For the resolution of an infection with the Gram-positive facultative intracellular bacterium Listeria monocytogenes CD8+ cytotoxic lymphocytes are essential. But which cell population in the preimmune phase of infection is limiting bacterial growth before specific T cells are generated is not entirely known. Some authors favour polymorphonuclear neutrophils (PMNs) being cytotoxic to Listeria-infected hepatocytes. But this finding is based mainly on histological observations and the use of monoclonal antibodies abrogating the CD18/11b dependant cellular influx in infected organs or antibodies that antagonize PMNs. These experiments do not allow the conclusion that this cell population is directly cytotoxic to Listeria-infected cells because of the vast direct and indirect consequences of those experimental means. And indeed in-vitro-experiments on the cytotoxic capacity of peritoneal cells show that PMNs are not able to lyse Listeria-infected hepatocytes. The responsible cell population is until now un-known. Aim of our experiments was to establish the basis for a detailed analysis of cell-cell interaction in the preimmune phase of listeriosis. Therefore an ex-vivo-in-vitro-experimental system was created allowing the quantitative measurement and modulation of cytotoxic effects of naïve murine peritoneal cells (BALB/c) against Listeria-infected hepatocytes (ATCC TIB 73). The results of the experiments show that naïve resident macrophages are able to lyse Listeria-infected hepatocytes. The cytotoxic capacity could be increased with IFN-γ but was independent of TNF-α and nitric oxide (NO). These findings suggest a new role for macrophages in the early phase of defence. Thus macrophages do not only phagocytose and kill extracellular bacteria they also help to resolute the infection by preimmune killing of permissive parenchymal host cells.