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Regulation und Stimulation des Toll-like Rezeptor 7 im murinen Sepsismodell

  • Die Sepsis (Typ B) als Folge des regelhaft auftretenden postoperativen Immundysfunktions-syndroms ist prognostisch als besonders ungünstig einzustufen und ein immer noch schwer beherrschbares Problem auf chirurgischen Intensivstationen. Eine adäquate Therapie ist vor diesem Hintergrund unbedingt erforderlich. In diesem Kontext war es das Ziel, den Einfluss von R-848 als synthetischen TLR7-Agonisten in murinen Sepsismodellen zu untersuchen und nähere Aussagen über die Expression von TLR7 in der murinen Sepsis zu gewinnen. Methodisch wurde die 16G-CASP als endogenes und die i.v.-Infektion mit Burkholderia pseudomallei als exogenes Sepsismodell verwendet. Sowohl immunhistochemisch als auch auf molekularer Ebene (mRNA) konnte eine schwache Expression von TLR7 in nativen murinen Milzmakrophagen, B-Zellen und plasmazytoiden dendritischen Zellen und im Verlauf der Sepsis eine Hochregulation dieses Rezeptors gezeigt werden. Ex vivo wurde der Nachweis erbracht, dass R-848 in vergleichbarem Maße wie LPS pro- und antiinflammatorische Zytokine induziert. Eine immunstimulatorische Potenz des TLR7-Agonisten konnte in der nativen Maus anhand von Analysen der Zytokine nach Gabe von R-848 in vivo gezeigt werden. TLR7-Stimulation ändert den Ablauf der Sepsis in vivo, was zunächst im CASP-Modell untersucht wurde. Die Überlebenskinetik zeigte einen Trend zur Mortalitätsreduktion nach R-848-Vorbehandlung. Unter Burkholderieninfektion konnte eine signifikante Verlängerung des Überlebens ebenfalls ermittelt werden. Um diesen Unterschied erklären zu können, wurden als nächstes die bakterielle Belastung und Zytokinspiegel verschiedener Kompartimente unter TLR7-Stimulation 12 und 20 Stunden nach CASP analysiert. Bei tendentiell gegenläufigem Zytokinprofil zeigte sich die Bakterienzahl unter R-848-Stimulation sowohl im Peritoneum, als auch in der Milz signifikant gegenüber der Kontrolle abgesunken. R-848 konnte in vorinfizierten RAW-Makrophagen die Phagozytoserate gegenüber der physiologischen Kontrolle steigern, zeigte jedoch keinen Unterschied bei nicht-infizierten Makrophagen. In einem Replikations- und Invasionsassay fand sich die intrazelluläre Keimzahl unter R-848-Stimulation um 50 Prozent nicht signifikant abgesunken. Septische Apoptoseraten korrelieren mit dem Schweregrad des Sepsisverlaufs. Der protektive Einfluß von R-848 konnte anhand eines signifikanten Rückgangs der Apoptoserate in immunologisch bedeutenden Organen gezeigt werden. TLR7 als primär für die Virusabwehr bekannter Mustererkennungsrezeptor kann demnach auch in systemischen bakteriellen Infektionen ein mögliches Ziel immuntherapeutischer Interventionen sein, was weitergehend untersucht werden sollte.
  • Immune dysfunction follows type B sepsis regularly and is associated with high mortality on surgical intensive care units. The development of adequate therpeutical strategies is necessary based on this background. The aim of the dissertation was to clarify the influence of toll-like receptor 7 that we stimulated with R-848, a synthetic agonist in murine models of sepsis and to illuminate its regulation under septic conditions. 16G-CASP was used as an endogenous model whereas i.v. ibnfection with Burkholderia pseudomallei served as exogenous modell of sepsis.Quantification on transcriptional and translational level showed mild increase in TLR7 mRNA and protein in murine B cells, macrophages and plasmocytoid dendritic cells under septic conditions. R-848 was able to induce comparable amounts of cytokines ex vivo as LPS.The same effect was true for the in vivo setting. Stimulation of TLR 7 changes processes of sepsis in vivo. The survival analysis in the CASP model showed ya trend of better survival in the group pretreated with R-848. Same was true for i.v. Burkholderia infection. Bacterial load in spleen and peritoneal cavity was significantly decreased after prestimulation of mice. Phagocytosis and intracellular killing assays couldn´t explain the decrease in bacterial count. The rate of apoptotic cells in sepsis is a good indicator of maortality. We could show a significant reduction in thymic and splenic apoptosis after TLR7-stimulation in sepsis. TLR 7, primarily known to be of importance in the defense of viral infections seems to play a crucial role in systemic bacterial infections, which should be furtermore illucidated.

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Metadaten
Author: Hendrik Mehmcke
URN:urn:nbn:de:gbv:9-000839-0
Title Additional (English):Regulation and stimulation of toll-like receptor 7 in a murine modell of sepsis
Advisor:Prof. jun. Dr. med. Stefan Maier
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2010/09/08
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Medizinische Fakultät (bis 2010)
Date of final exam:2010/08/27
Release Date:2010/09/08
Tag:Colon ascendens Stent Petritonitis, Immunprophylaxe
GND Keyword:Sepsis, Toll-like-Rezeptoren
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Chirurgie Abt. für Viszeral-, Thorax- und Gefäßchirurgie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit