Doctoral Thesis
FĂŒr die BekĂ€mpfung bakterieller Infektionen ist das angeborene Immunsystem von essenzieller Bedeutung. Im Rahmen dieser Promotion wurden murine angeborene Immunmechanismen bei systemischer Infektion mit Burkholderia pseudomallei, dem gram-negativen Erreger der Melioidose, sowie pulmonaler Infektion mit dem gram-positiven Erreger Staphylococcus aureus bei genetisch heterogenen BALB/c- und C57BL/6-MĂ€usen untersucht. FĂŒr in vitro-Untersuchungen wurde zunĂ€chst im ersten Teil eine Methode zur serumfreien Kultivierung von primĂ€ren Makrophagen aus murinen Knochenmarkstammzellen unter Verwendung des lipoproteinreduzierten Serumsupplements PanexinÂź etabliert. Derart kultivierte Makrophagen von BALB/c- und C57BL/6-MĂ€usen wiesen wichtige Effektor-funktionen wie die Fc-Rezeptor-vermittelte Phagozytose und bakterizide AktivitĂ€t auf. AuĂerdem gelang es, die in der Literatur unter FCS-Bedingungen beschriebenen polarisierten Makrophagen-PhĂ€notypen auch unter serumfreien Bedingungen funktionell nachzuweisen. So wiesen C57BL/6-Makrophagen im Vergleich zu BALB/c-Makrophagen ein deutlich höheres bakterizides Potenzial gegenĂŒber B. pseudomallei auf und produzierten gröĂere Mengen des zytotoxischen Stickoxids, unterschieden sich jedoch nicht in ihrer FĂ€higkeit, E. coli zu eliminieren. Im zweiten Teil der Arbeit konnte mithilfe dieses standardisierten Zellkultursystems gezeigt werden, dass Caspase-1 bereits in der FrĂŒhphase der B. pseudomallei-Infektion IFNÎł-unabhĂ€ngig fĂŒr die bakterizide Potenz der Makrophagen erforderlich ist, die Caspase-1-AktivitĂ€t andererseits im gleichen Zeitraum jedoch eine Zunahme des zytotoxischen Erregereffektes verursacht. Durch die gestörte intrazellulĂ€re Erregerelimination unmittelbar nach Infektion kam es im weiteren zeitlichen Verlauf zur Zunahme des erregerabhĂ€ngigen Zelltodes, fĂŒr den in der Literatur allerdings ursĂ€chlich auch das Fehlen verzögerter Caspase-1-abhĂ€ngiger protektiver Effekte diskutiert wird. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass Caspase-1 eine essenzielle Bedeutung fĂŒr die in vivo-Resistenz und Generierung der inflammatorischen Zytokinantwort hat, welche zur Ăberwindung der akuten Infektion beitrĂ€gt. WĂ€hrend die Caspase-1-Expression bei unterschiedlich empfĂ€nglichen BALB/c- und C57BL/6-Makrophagen nach Infektion vergleichbar war, könnte die gesteigerte IL-1ÎČ-Produktion bei resistenteren C57BL/6-Makrophagen darauf hinweisen, dass unterschiedliche AktivitĂ€ten des Enzyms in MausstĂ€mmen mit unterschiedlichen genotypischen Eigenschaften den Verlauf der murinen Melioidose beeinflussen. Im letzten Teil dieser Dissertation wurde erstmals am Beispiel von BALB/c- und C57BL/6-MĂ€usen ein vergleichendes S. aureus-Pneumoniemodell entwickelt, bei dem BALB/c-MĂ€use neben einer höheren EmpfĂ€nglichkeit auch eine verminderte FĂ€higkeit aufwiesen, den Erreger aus der Lunge zu eliminieren. WĂ€hrend neutrophile Granulozyten fĂŒr das Ăberleben erforderlich waren und die Organkeimzahlen signifikant zu reduzieren vermochten, steigerten Makrophagen die MortalitĂ€t, ohne jedoch Einfluss auf die Bakterienelimination zu haben. FĂŒr diese MortalitĂ€tszunahme könnte eine ĂŒberschieĂende Zytokinantwort mit der Folge eines Zytokinschocks verantwortlich sein. SchlieĂlich wurde gezeigt, dass das bakterielle sae-Regulon, welches die Expression verschiedener bakterieller Proteine steuert, sowohl fĂŒr die Virulenz, als auch fĂŒr die intrapulmonale Persistenz des Erregers in diesem Infektionsmodell von entscheidender Bedeutung ist. Die zu beobachtenden Unterschiede in MortalitĂ€t und Organkeimzahlen belegen zugleich, dass das etablierte Mausmodell eine fĂŒr die Untersuchung bakterieller Virulenzfaktoren ausreichende SensitivitĂ€t aufweist.