@phdthesis{Krauel2012,
  author    = {Krystin Krauel},
  title     = {Interaktionen von Thrombozytenproteinen mit Bakterien als Br{\"u}cke zwischen unspezifischer und spezifischer Immunabwehr},
  journal    = {Interaction of platelet proteins and bacteria as a bridge between unspecific and specific immune response},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-001326-6},
  year      = {2012},
  abstract  = {Pl{\"a}ttchenfaktor 4 (PF4, CXCL4) ist ein 7.8 kDa stark positiv geladenes Protein, das zur Familie der CXC-Chemokine geh{\"o}rt. PF4 wird als Tetramer in den alpha-Granula von Thrombozyten gespeichert und bei deren Aktivierung freigesetzt. Seine biologische Funktion ist weitgehend unbekannt. Allerdings spielt PF4 eine wichtige Rolle bei der Heparin-induzierten Thrombozytopenie (HIT), einer der h{\"a}ufigsten immunologisch bedingten Arzneimittelkomplikationen, die Blutzellen betreffen. PF4 und Heparin bilden Komplexe, die Neoepitope generieren und die Produktion von anti-PF4/Heparin-Antik{\"o}rpern induzieren. Resultierende Immunkomplexe aktivieren Thrombozyten Fc-Rezeptor-vermittelt und f{\"u}hren zu einer paradoxen Thrombinbildung. Die Folgen k{\"o}nnen Thrombozytopenie und lebensbedrohliche Thrombosen sein. Die pathogenen Antik{\"o}rper sind nicht spezifisch f{\"u}r Heparin und erkennen auch PF4 gebunden an andere Polyanionen. Die Immunantwort der HIT zeigt einige Besonderheiten. Bereits bei erstmaliger Heparinexposition treten anti-PF4/Heparin-Antik{\"o}rper der Klasse IgG bereits nach 4-6 Tagen auf. Dies kann keine prim{\"a}re Immunantwort sein, da bei dieser IgG-Antik{\"o}rper erst deutlich sp{\"a}ter gebildet werden. Damit muss eine Vorimmunisierung mit nat{\"u}rlich auftretenden PF4/Polyanion-Komplexen stattgefunden haben. Eine m{\"o}gliche Quelle w{\"a}ren negativ geladene Strukturen, die auf bakteriellen Zelloberfl{\"a}chen vorkommen. Ziel dieser Arbeit war es, die Bindung von PF4 an Zelloberfl{\"a}chen zu charakterisieren und insbesondere die Frage zu kl{\"a}ren, ob PF4 auf der Bakterienoberfl{\"a}che Komplexe bildet. Zun{\"a}chst erfolgte die Etablierung einer durchflusszytometrischen Analysemethode zur Messung der PF4-Bindung an Thrombozyten in Abh{\"a}ngigkeit von antikoagulatorischen Polyanionen. Die PF4-Bindung war nicht von der antikoagulatorischen Wirksamkeit der Polyanionen abh{\"a}ngig, sondern von der negativen Ladungsdichte. Geringe Konzentrationen von Heparin haben die PF4-Bindung an Thrombozyten verst{\"a}rkt, wohingegen hohe Konzentrationen die PF4-Bindung inhibierten. Auch mit PF4 exprimierenden HEK-Zellen konnte eine ladungsabh{\"a}ngige Bindung von PF4 nachgewiesen werden. Als n{\"a}chstes wurde die Bindung von PF4 an Bakterien untersucht. PF4 hat auch hier, konzentrations- und ladungsabh{\"a}ngig, an Gram-positive und Gram-negative Bakterien gebunden. Mittels der Adsorptions-Elutions-Technik konnte dann gezeigt werden, dass es durch die Bindung von PF4 an Bakterien zur Ausbildung PF4/Heparin-{\"a}hnlicher Epitope kommt, welche von anti-PF4/Heparin-Antik{\"o}rpern aus Patientenserum erkannt werden. Mit einem Phagozytoseassay wurde dann nachgewiesen, dass die durch PF4 vermittelte Bindung der anti-PF4/Heparin-Antik{\"o}rper an Bakterien die Phagozytose durch polymorph nukle{\"a}re Zellen (PMN) f{\"o}rdert. Dass dieser Abwehrmechanismus tats{\"a}chlich in vivo bedeutsam ist, konnte in dem Maus-Sepsis-Modell Colon Ascendens Stent Peritonitis (CASP) gezeigt werden. Die 6-8 Wochen jungen M{\"a}use entwickelten ab 3 Tagen nach der CASP-Operation anti-PF4/Heparin-Antik{\"o}rper der Klasse IgM und ab 14 Tagen der Klasse IgG. Dieser Antik{\"o}rperverlauf passt zur Immunreaktion nach erstmaligem Antigenkontakt und beweist, dass Bakterienkontakt im Rahmen der Sepsis eine prim{\"a}re Immunisierung gegen PF4/Heparin induzieren kann. Jedoch ist die Sepsis, eine lebensbedrohliche Erkrankung, viel zu selten um das Auftreten von anti-PF4/Heparin-Antik{\"o}rpern in der Normalbev{\"o}lkerung (18.8\% anti-PF4/Heparin IgM, 6.1\% anti-PF4/Heparin IgG) und bei 50\% der Patienten nach kardiochirurgischem Eingriff erkl{\"a}ren zu k{\"o}nnen. Eine h{\"a}ufiger auftretende, chronische, bakterielle Infektion ist die Parodontitis. Im Rahmen der SHIP-Studie (Study of Health in Pomerania) konnte dann gezeigt werden, dass der Parodontitis-Status mit dem Auftreten von anti-PF4/Heparin-Antik{\"o}rpern korreliert. Unterst{\"u}tzend konnte gezeigt werden, dass PF4 auch von parodontalpathogenen Bakterien gebunden wird und dar{\"u}ber die Bindung von anti-PF4/Heparin-Antik{\"o}rpern erm{\"o}glicht wird. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit eine bislang unbekannte Funktion von PF4 in der anti-bakteriellen Wirtsabwehr. Gleichzeitig wurde die Frage gekl{\"a}rt, warum Patienten, die das erste Mal Heparin erhalten bereits an Tag 4-6 IgG-Antik{\"o}rper gegen PF4/Heparin bilden. Somit konnte ein wichtiger Beitrag zur pathophysiologischen Erkl{\"a}rung einer der derzeit h{\"a}ufigsten immunvermittelten, unerw{\"u}nschten Arzneimittelwirkungen geleistet werden. Hinsichtlich der biologischen Bedeutung von PF4 ist von besonderer Wichtigkeit, dass PF4 ladungsabh{\"a}ngig an viele verschiedene Bakterienspezies bindet. Damit sind Antik{\"o}rper gegen PF4/Polyanion-Komplexe nicht spezifisch f{\"u}r eine Bakterienspezies, sondern k{\"o}nnen eine Form der Wirtsabwehr darstellen, bei der eine IgG-Spezifit{\"a}t eine Vielzahl von PF4-markierten Bakterien bindet. Es w{\"a}re denkbar, dass es sich hierbei um ein grundlegendes, evolution{\"a}r altes Abwehrprinzip handelt, dass m{\"o}glicherweise auch bei anderen immunvermittelten Erkrankungen Relevanz hat.},
  language  = {de}
}