Rolle der angeborenen Immunantwort in bakteriellen und sterilen Entzündungen

Abstract

Die Reaktion des Immunsystems in der bakteriellen Infektion und der sterilen Myokardschädigung weist viele Gemeinsamkeiten auf. Das angeborene Immunsystem spielt in der Bekämpfung bakterieller Infektionen eine wesentliche Rolle, indem Phagozyten die eingewanderten Bakterien erkennen, eliminieren, weitere Immunzellen aktivieren und abgestorbene Zellen entfernen (Schiwon, Weisheit et al., 2014). Bei sterilen Entzündungsreaktionen wie sie im Herzgewebe nach einer Schädigung durch eine chronische Überdruckbelastung auftreten, spielen die Mechanismen der angeborenen Immunantwort, die für die Eindämmung bakterieller Infektionen von sehr großer Bedeutung sind, wie Immunzellrekrutierung, Freisetzung von Effektormolekülen und Initiation des Geweberemodellings, ebenfalls eine entscheidende Rolle für den Verlauf der Erkrankung (Weisheit et al., 2014; Kleiner et al., 2021; Weisheit et al., 2021). <br /> Am Modell der bakteriellen Harnwegsinfektion konnte die komplexe Kommunikation zwischen zwei Makrophagengruppen zur Kontrolle der transepitehlialen Migration von Neutrophilen an den Infektionsherd aufgeschlüsselt werden. Die Kommunikation der Immunzellen untereinander über TNF, CCL2 und CXCL2 ist hierbei von hoher Relevanz für das Gelingen der Infektionseindämmung. <br /> Der Prozess der Rekrutierung und Aktivierung von Leukozyten bildet auch den Ausgangspunkt für die Entwicklung der druckinduzierten linksventrikulären Hypertrophie. Mit Hilfe eines murinen Modells, der transversen aortalen Konstriktion (TAC), ließ sich die Akkumulation von Leukozyten als Ausdruck der Entzündungsreaktion nachweisen. Hierbei spielten insbesondere die Ly6C^low-CX3CR1^high-Makrophagen eine wesentliche Rolle, deren Relevanz durch die Verwendung von CX3CR1-defizienten Mäusen untersucht werden konnte. Die Daten zeigen, dass ein Fehlen von CX3CR1 im TAC-Modell einen deutlichen kardioprotektiven Effekt erzeugt, der am ehesten durch die frühe pro-inflammatorische Immunreaktion vermittelt wird. <br /> Die Analyse der zeitlichen Dynamik der angeborenen Immunantwort als Reaktion auf eine TAC in verschiedenen Geweben trug dazu bei, die Rekrutierungsprozesse in das geschädigte Myokard besser verstehen zu können. Die Quantifizierung von Monozyten/Makrophagen im Milzgewebe von Mäusen nach TAC legt den Schluss nahe, dass durch die Freisetzung pro-inflammatorischer Zytokine aus dem geschädigten Myokard eine systemische Immunreaktion ausgelöst wird, die zunächst zu einem Anstieg der myeloiden Zellen in der Milz führt und im weiteren Verlauf zu einem deutlichen Abfall, was einer Freisetzung dieser Zellen ins Blut entsprechen könnte. Die freigesetzten Zellen werden in der Folge an den Inflammationsort im Herzen rekrutiert. Interessante neue Aspekte konnten auch zur Aktivierung und Akkumulation von DCs im Hochdruck- und Niedrigdruckbereich der Aorta nach TAC gesammelt werden. Die Aorta ascendens spiegelt hier eine wesentlich stärkere Immunreaktion wider, die in Teilen mit der Dynamik im Myokard vergleichbar ist. <br /> Diese Arbeiten tragen durch den Einblick in die Grundlagen der angeborenen Immunantwort dazu bei, zukünftig nicht nur neue Therapieoptionen definieren zu können, sondern auch möglicherweise immunologische Biomarker zu identifizieren, die Auskunft über den Grund für das Persistieren einer Harnwegsinfektion geben, oder einen schnellen Progress der linksventrikulären Hypertrophie vorhersagen lassen.