Effekte eines CpG-Motivs in einem Endotoxinämie-Modell der Ratte

Abstract

Die Zellen des angeborenen Immunsystems identifizieren charakteristische molekulare Muster wie Lipopolysaccharide (LPS) und CpG-Oligodeoxynukleotide (CpG-ODNs) als potenzielle Krankheitserreger. Diese Mustererkennung wird u.a. durch die Präsentation von verschiedenen Toll-like Rezeptoren (TLRs) ermöglicht. Die Signalwege der Rezeptoren konvergieren auf Ebene intrazellulärer Schlüsselmoleküle, die daraufhin eine spezifische Immunantwort initiieren. Die repetitive Stimulation verschiedener TLRs mit ihrem Liganden führt zu einer Abschwächung der immunologischen Antwort. Zwischen verschiedenen TLRs konnten Kreuz-Toleranzen nachgewiesen werden. Die in vitro- Stimulation mit CpG-ODN erzeugt eine Toleranz gegenüber einer nachfolgenden LPS-Applikation. Hieraus ergibt sich die Fragestellung dieser Arbeit: Induziert CpG-ODN eine Toleranz in einem Endotoxinämie-Modell der Ratte? <br /> 116 Ratten wurden randomisiert und in 8 Gruppen aufgeteilt. Es folgte die i.p. Injektion von CpG- oder Kontroll-ODN (12 oder 48 nmol). 8 Stunden oder 7 Tage später erfolgte die Induktion der Endotoxinämie durch einen i.p. Bolus E. coli LPS (25 mg/kg (=LD₈₀)). Die Letalität wurde in den folgenden 7 Tagen dokumentiert. 72 Ratten wurden randomisiert und in 12 Gruppen aufgeteilt. Es folgte die i.p. Injektion von 12 nmol CpG- oder Kontroll-ODN. 8 Stunden oder 7 Tage später erfolgte die Induktion der Endotoxinämie durch einen i.p. Bolus LPS (10 mg/kg (=LD₀)). Nach 3, 12 oder 36 Stunden wurden Blutproben gewonnen. Die Lungen, Leber und Milz wurden entnommen, gewogen und histologisch untersucht. Bei einem Teil der Lungen wurde eine bronchoalveoläre Lavage (BAL) durchgeführt. In der BAL-Flüssigkeit erfolgte die quantitative Bestimmung von IL-6 mittels ELISA. <br /> In der vorliegenden Studie führte die Vorbehandlung der Versuchstiere mit CpG-ODN zu keiner signifikanten Änderung der Letalität und der Überlebenszeitverteilung. Die nachgewiesenen Effekte wie Leukozytose, Thrombozytopenie, Blutungen, Lungenversagen, Leberzellnekrosen, unspezifische Splenitis und erhöhte IL-6-Werte in der BAL-Flüssigkeit nach der Applikation von Endotoxin sind pathophysiologisch gut erklärbar und entsprechen den Ergebnissen früherer Untersuchungen. Im direkten Vergleich der CpG- mit den Kontroll-ODN-Gruppen zeigten sich auf einzelne Zeitpunkte beschränkte signifikante Unterschiede, die als Ausdruck einer diskreten Toleranzentwicklung gewertet werden können. Diese Toleranz-Phänomene stellen jedoch nur einen Baustein in dem komplexen System der angeborenen Immunität dar. Die hohe Redundanz bei der Erregererkennung lässt daran zweifeln, dass die isolierte Aktivierung oder Blockade eines PRRs im Rahmen einer Sepsis zur effektiven Modulation der Immunantwort führt.