Open Access

Laura Emine Klene

• In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von endogenem TNF-related apoptosis inducing ligand (Trail) auf die murine polymikrobielle Sepsis untersucht, weil Vorversuche ergeben hatten, dass die Applikation von exogenem Trail bei Sepsis zu einem Überlebensvorteil führt. Für die Untersuchungen wurden transgene Trail defiziente Tiere mit C57BL/6 Wildtyp Tieren verglichen. Die Colon ascendens stent peritonitis (CASP) diente als Modell für die polymikrobielle peritoneale Sepsis. Anders als nach den Ergebnissen der Vorversuche zu erwarten, konnte in der Überlebenskinetik kein Nachteil durch die endogene Trail-Defizienz festgestellt werden. Die bakterielle Clearance war durch den genetisch bedingten Mangel an Trail nicht eingeschränkt. Im Blut war die Elimination der Bakteriämie sogar effizienter. Durchflusszytometrisch wurden unterschiedliche Zellpopulationen identifiziert und verglichen, um die Auswirkungen der Trail-Defizienz auf Einzelzellebene zu beleuchten. GITR eignete sich im CASP-Modell nicht als Marker für regulatorische T-Zellen. Seine Expression stieg durch die Aktivierung der T-Zellen unabhängig von der Zugehörigkeit zu den Effektor T-Zellen oder den regulatorischen T-Zellen. Deshalb wurden die regulatorischen T-Zellen in dieser Arbeit durch den Transkriptionsfaktor Foxp3 und den Aktivierungsmarker CTLA-4 charakterisiert. Der Anteil der regulatorischen T-Zellen war in der transgenen Trail-/- Versuchsgruppe im Vergleich zu der Kontrollgruppe erhöht. Diese Beobachtung konnte durch die immunhistochemische Färbung von regulatorischen T-Zellen bestätigt werden. Die Expression des Trail-Rezeptors DR5 stieg bei CASP in der transgenen Trail-defizienten Versuchsgruppe an, wohingegen in der Wildtyp Gruppe keine Veränderungen beobachtet wurden. Allerdings besitzen die Trail-defizienten Tiere nach aktuellem Wissen keinen Liganden für diesen Todesrezeptor. Dennoch zeigten sie bei CASP einen höheren Anteil apoptotischer Zellen als Wildtyp-Tiere. Dies wurde sowohl mit Zellzyklusanalysen und TUNEL-Färbungen gezeigt. Da der Zelltod nicht durch Trail hervorgerufen sein konnte, wurde nach weiteren Apoptose-induzierenden Substanzen in diesem Sepsismodell gesucht. Weder die durchflusszytometrische Bestimmung von TNF-Rezeptoren noch die Bestimmung von Glukokortikoiden im Serum mittels ELISA zeigten bei CASP Anstiege in der Trail-/- Versuchsgruppe oder in Wildtyp-Tieren. Schließlich wurde die Reaktivität der Immunzellen bei CASP ex vivo untersucht. Dazu wurden die Zellen in vitro stimuliert und die Zytokinspiegel im Überstand bestimmt. In einigen Experimenten wurde Apoptose in vitro durch Applikation eines universellen Caspaseinhibitors unterbunden. Die überraschenden Ergebnisse zeigten eine Zunahme der proinflammatorischen Zytokine, vor allem TNF-α und INF γ und des antiinflammatorischen Zytokins Il-10. Insgesamt stützen die Ergebnisse die Arbeitshypothese, dass Trail-Defizienz bei Sepsis negative Auswirkungen hat, nicht. Die überraschende Beobachtung, dass der sepsisinduzierte Zelltod in Abwesenheit des „Todessignals“ Trail zunimmt, eröffnet interessante Perspektiven für die zukünftige Forschung.
• In this thesis the impact of TNF-related apoptosis inducing ligand (Trail) in murine polymicrobial Sepsis was examined. Other groups were able to show a survival benefit due to application of external TRAIL. We expected a disadvantage for Trail deficient mice. All experiments were performed with TRAIL deficient knock-out mice and compared with C57BL/6 wild type mice. Colon ascendens stent peritonitis (CASP) was performed as a murine sepsis model. Despite results from former experiments no survival benefit could be show in survival kinetics for Trail-ko mice. Bacterial Clearance was not decreased due to Trail-ko. Clearance was even enhanced in blood sera in Trail deficient mice. Different cell populations were analyzed by fluorescence-activated cell sorting (FACS). Glucocorticoid-induced TNFR family related gene (GITR) is not helpful as a marker in murine polymicrobial Sepsis. Expression rises among effector T-lymphocytes as well as on regulatory T-cells. This is why we decided to use transcription factor Foxp3 and activation marker CTLA-4 to characterize regulatory T-cells. Amount of regulatory T-cells rose in Trail-ko group in comparison with wild type control group. Same results could be shown in immunohistochemistry. Overall Trail deficient mice showed higher levels of apoptotic cells as wild type mice after CASP. Results were shown by cell cyclus analysis and TUNEL-Immunohistochemistry. As apoptosis could not be induced via Trail other signaling pathways were checked. Neither measurement of TNF-rezeptors nor glucocorticoids via ELISA showed alterations between both groups after CASP. No disadvantages of Trail deficiency could be shown in our experiments. Astonishing results concerning enhanced levels of apoptotic cells in Trail-ko mice should be further examined to fully understand pathomechanisms in sepsis.