Bislang war die Mastzelle (MZ) den meisten Menschen ausschließlich als leidige und potentiell lebensgefährdende Allergiezelle bekannt. In den letzten Dekaden erlangte sie jedoch in der Wissenschaftswelt zunehmend große Aufmerksamkeit durch ihre vielseitigen und bis dato noch unbekannten physiologischen Funktionen. Man begann zu begreifen, dass die MZ nicht nur für pathologische Vorgänge verantwortlich zu machen ist, sondern ebenso in enormem Umfang physiologische Prozesse unseres Körpers unterstützt. Die Aktivierung von MZ in gewebsregeneratorischen Prozessen wurde dargelegt, und 2007 gelang es, die Bedeutung dieser Zellen innerhalb der kutanen Wundheilung aufzuzeigen. Immunologisch sind sie zudem in der Lage einer induzierten Sepsis oder bakteriellen Hautinfektionen, beispielsweise durch Pseudomonas aeruginosa ausgelöst, entgegenzuwirken, um hier nur zwei Beispiele zu nennen. In dieser Arbeit wurde unter Zuhilfenahme eines MZ-defizienten Hautinfektionsmodells die reelle und ubiquitär im Krankenhausalltag vertretene Situation der bakteriell infizierten Hautwunde untersucht. Dabei gelang der Nachweis eines deutlich verzögerten Wundheilungsverlaufs in MZ-defizienten KitW/KitW-v–Mäusen nach lokaler Infektion mit dem Bakterium Pseudomonas aeruginosa(PA). Mittels MZ- Rekonstitution wurde der Beweis der tatsächlichen MZ-Abhängigkeit geführt. Zudem konnte gezeigt werden, dass MZ zu einer herabgesetzten Bakterienlast in mit PA infizierten Wunden beitragen. Die in vivo gewonnenen Daten stützend, vermindern MZ ebenso in Ko-Kultur die Überlebensrate dieses Bakteriums. Als möglicher Mechanismus der bakteriellen Eliminierung konnte die MZ- Degranulation auf den Stimulus PA hin in vitro jedoch ausgeschlossen werden. Daher wurde das Expressionsverhalten antimikrobieller Peptide durch MZ auf RNA-Ebene untersucht. Bestimmte Peptide zeigten nach PA- und LPS-Stimulation veränderte Expressionsmuster, so beispielsweise Tryptase 1 und Cathepsin G, zwei von MZ produzierte Proteasen, welche in der Literatur mit der Abwehr bakterieller Infektionen assoziiert werden. Somit konnte im Rahmen dieser Dissertation der Einfluss der MZ nicht nur isoliert im Kontext der kutanen Wundheilung oder bakteriellen Abwehr betrachtet, sondern erstmalig auch das komplexe Zusammenspiel dieser beiden Szenarien als Ganzes untersucht werden. Mastzellen bekämpfen bakterielle Infektionen, was wiederum zu einer verbesserten Wundheilung führt. Es wurden in dieser Arbeit bekannte physiologische MZ-Funktionen bestätigt, wobei ebenso neue, weitreichende Erkenntnisse gewonnen werden konnten.
Asking people what to generally associate with mast cells (MC), their first and often only response will be “allergies” or maybe even “anaphylactic reaction”. But there is certainly way more to these extraordinary cells. By realizing that, our knowledge exponentially grew on very different aspects of MC functions within the past few decades. MCs are no longer only associated with pathological, but also with a variety of physiological processes. Apart from demonstrating the cardinal role of MCs in the regeneration of tissue, a publication in 2007 underlined the importance of MCs in cutaneous wound healing. Considering very different functional aspects, MCs are nowadays also known to play an important immunological role in the defense against bacterial infections, so proven in induced sepsis models and in the process of certain bacterial skin infections, such as Pseudomonas aeruginosa infections, just to mention two. Using inter alia a MC-deficient mouse model, this work the first time investigates an ubiquitous clinical situation of bacterially infected skin wounds. A significantly delayed wound closure was observed in MC- deficient KitW/KitW-v– mice after local infection with Pseudomonas aeruginosa(PA). MC reconstitution was used to prove true MC dependency. Furthermore it could be shown that MCs are capable of lowering the bacterial load in PA infected wounds. Transferring these findings into an in vitro setting by co-culturing MC and PA, the bacterial survival rate was significantly lowered in the presence of MCs. Though MC degranulation after stimulation with PA as a possible mechanism of eliminating bacteria was to be excluded, other possible mechanisms were investigated. So the up- or downregulation of antimicrobial peptides (AMP) by MCs was analyzed on an mRNA- expression level via quantitative realtime- PCR. It could be shown that the expression levels of certain MC derived substances, so Tryptase-1 and Cathepsin G, two proteases produced by MCs, which we find associated with bacterial infection in the literature, were altered. To resume, this work not only focuses on the relevance of MC in the context of cutaneous wound infections or isolated on bacterial defense mechanisms. It is rather the first time investigations were carried out to combine these to settings to understand them in an omnipresent, every day clinical scenario. MCs combat bacterial infections, which actually leads to an improved wound healing. In this thesis known physiological MC functions were validated and broad knowledge was gained to expand the global understanding of these magnificent cells.