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Die abdominelle Sepsis ist nach wie vor mit einer erheblichen Mortalität verbunden. Häufig stellt eine sekundäre Peritonitis als Folge einer Hohlorganperforation oder Anastomoseninsuffizienz den Fokus dar, welcher sich rasch systemisch auswirkt. Durch den bakteriellen Abfluss der Bakterien über das portokavernöse System agiert die Leber als zentrale Filterstation und wird dabei gleichzeitig durch infiltrierende Leukozyten und schockbedingte Minderperfusion geschädigt. Verantwortlich für die bakterielle Clearance in der Leber sind die Kupfferzellen, die zudem durch Freisetzung pro- und antiinflammatorischer Mediatoren den systemischen Entzündungsverlauf entscheidend beeinflussen. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss der selektiven Kupfferzell-Depletion mittels Dichloromethylen-Bisphosphonat (Cl2MBP-Clodronat) im murinen Sepsismodell der Colon Ascendens Stent Peritonitis (CASP) auf die Mikrozirkulation der Leber mit Hilfe der intravitalen Fluoreszenzmikroskopie sowie mit ex vivo Analysen untersucht. Zudem erfolgte die Beurteilung der systemischen Reaktion hinsichtlich der Mortalität sowie der veränderten Freisetzung von Entzündungsmediatoren in Serum, Milz, Leber und Lunge. Die polymikrobielle Sepsis führte in der Leber zu einer erheblichen Perfusionsstörung nach 12h sowie zu einer signifikanten sinusoidalen Leukozytenstase nach 3h Sepsis, die nach 12h rückläufig war. Des Weiteren konnte ein deutlicher Anstieg der hepatozellulären Apoptose 12h nach CASP nachgewiesen werden. Die Kupfferzell-Depletion verminderte sowohl die sinusoidale Leukozytenstase als auch die hepatozelluläre Apoptose signifikant und wirkte somit protektiv in der Ausbildung des Leberschadens. Erstmals konnte eine reduzierte Leukozytenstase nach Kupfferzell-Depletion bei gleichzeitigem lokalem Anstieg von TNF nachgewiesen werden. Bezüglich der Phagozytoserate zeigte sich in der polymikrobiellen Sepsis eine initiale Hyperaktivität mit nachfolgender Erschöpfung der Kupfferzellen. Nach Clodronat-Applikation war, wie erwartet, die Phagozytoseaktivität zu beiden Zeitpunkten deutlich eingeschränkt. Systemisch führte die Kupfferzell-Depletion zu einer signifikant erhöhten Sterblichkeit in der CASP. Zudem kam es zu einem massiven Anstieg des TNF sowie einer signifikanten Reduktion des antiinflammatorischen IL-10 in Serum und Leber. Die Depletion der Kupfferzellen vor Induktion der polymikrobiellen Sepsis führte somit zu einem vermindertem hepatozellulärem Leberschaden bei gleichzeitig erhöhter Mortalität durch die uneingeschränkte Hyperinflammation. Die Blockade der Kupfferzellen zu einem späteren Zeitpunkt, in der Phase der Immunparalyse, wäre jedoch eine neue Möglichkeit zur Therapie sekundärer Infektionen in der Sepsis.
Objective: In acute pancreatitis (AP), bacterial translocation and subsequent infection of pancreatic necrosis are the main risk factors for severe disease and late death. Understanding how immunological host defence mechanisms fail to protect the intestinal barrier is of great importance in reducing the mortality risk of the disease. Here, we studied the role of the Treg/Th17 balance for maintaining the intestinal barrier function in a mouse model of severe AP.
Design: AP was induced by partial duct ligation in C57Bl/6 or DEREG mice, in which regulatory T-cells (Treg) were depleted by intraperitoneal injection of diphtheria toxin. By flow cytometry, functional suppression assays and transcriptional profiling we analysed Treg activation and characterised T-cells of the lamina propria as well as intraepithelial lymphocytes (IELs) regarding their activation and differentiation. Microbiota composition was examined in intestinal samples as well as in murine and human pancreatic necrosis by 16S rRNA gene sequencing.
Results: The prophylactic Treg-depletion enhanced the proinflammatory response in an experimental mouse model of AP but stabilised the intestinal immunological barrier function of Th17 cells and CD8+/γδTCR+ IELs. Treg depleted animals developed less bacterial translocation to the pancreas. Duodenal overgrowth of the facultative pathogenic taxa Escherichia/Shigella which associates with severe disease and infected necrosis was diminished in Treg depleted animals.
Conclusion: Tregs play a crucial role in the counterbalance against systemic inflammatory response syndrome. In AP, Treg-activation disturbs the duodenal barrier function and permits translocation of commensal bacteria into pancreatic necrosis. Targeting Tregs in AP may help to ameliorate the disease course.