Durchflußzytometrische Detektion von Adrenocorticotropem Hormon in humanen Leukozytenpopulationen unter leistungsphysiologischen Kulturbedingungen

Abstract

In Analogie zur systemischen Streßreaktion beschreibt die zelluläre Leistungsphysiologie Anpassungsmechanismen gegenüber belastenden Umweltfaktoren im mikroskopischen Maßstab. Neuropeptide aus Proopiomelanocortin, die in lokalen Leukozyten-Netzwerken synthetisiert werden und Signale übermitteln, bilden die Achse Hypothalamus-Hypophyse-Nebenniere innerhalb dieser zellulären Mikromilieus ab. In den hier beschriebenen Untersuchungen wurden kommerziell erhältliche monoklonale Antikörper und sekundäre Immunfluoreszenz für die spezifische durchflußzytometrische Detektion von Adrenocorticotropem Hormon (ACTH) in stimulierten humanen Leukozyten eingesetzt. Die Einflüsse einschlägiger Induktoren auf die Höhe der ACTH-Expression konnten mit Hilfe der mittleren relativen Fluoreszenzintensität bewertet werden. Durchflußzytometrische Charakteristika der zellulären Mikromorphologie bestätigten in Kombination mit einer Immunphänotypisierung, daß humane Lymphozyten und Monozyten des peripheren Blutes in Anpassungsreaktionen innerhalb leistungsphysiologischer Zellkulturmodelle eingebunden sind.<br /> Aus den Untersuchungen ergaben sich Hinweise auf Optimierungsstrategien für die Probengewinnung, die Zellkultur und die leistungsphysiologische Leukozytenstimulation. Die Methodik kann in Richtung auf quantitative Studien mit direkter Immunfluoreszenz fortentwickelt werden und grundlegende Beiträge zum Verständnis des Zusammenspiels von Hormonen, Cytokinen und anderen Signalmolekülen in der Regulation funktioneller zellbiologischer Prozesse, wie Proliferation, Apoptose, zellulärer und humoraler Abwehr, leisten. Anwendungsmöglichkeiten sind <i>in-vitro- </i>und<i> ex-vivo</i>-Studien zu protektiven Wirkungen bzw. dem gesundheitsbezogenen Risikopotential von bioaktiven Lebensmittelinhaltsstoffen und Supplementen sowie immuntoxikologische Untersuchungen von Kontaminanten und Rückständen.

Modelling main aspects of the systemic stress reaction, cellular performance physiology describes coping with environmental challenge in microscale. Pro-opiomelanocortin- derived neuropeptides, synthesized and recognized in lokal leukocyte networks, project the hypothalamo-pituitary-adrenal axis into cellular microenvironments. In the present study, comercially available monoclonal antibodies and secondary immunofluorescence were used to flow cytometrically detect adrenocorticotropic hormone (ACTH) in stimulated human leukocytes. The effects of inducers, previously described in scientific literature, on the amount of ACTH synthesized was assessed by calculating the mean fluorescence intensity. Flow cytometric characteristics of cellular micromorphology in combination with immunophenotyping proved that human lymphocytes and monocytes from peripheral blood are involved in adaptive physiological reactions.<br /> The results also helped to propose how to optimize blood sampling, cell culture and leukocyte stimulation. Direct fluorochrome labelling of antibodies may broaden this approach towards quantification. Thus, flow cytometry may further contribute substantially to understanding the interplay mediated by hormones, cytokines and other signal molecules in functional aspects, such as proliferation, apoptosis, cellular and humoral defense. <i>In vitro</i> and <i>ex vivo</i> studies on the health effects of food constituents, the beneficial and adverse potentials of bioactive compounds in food and supplements, or immunotoxicological investigations on contaminations and toxic residues are perspectives of application of the method.