Der Einfluss des Toll-like Rezeptor 9 auf die Kontraktilität isolierter Herzmuskelzellen

Abstract

Die Sepsis ist eine schwere und trotz der Möglichkeiten der modernen Intensivmedizin lebensbedrohliche Komplikation einer bakteriellen Infektion. Nach wie vor tritt sie sehr häufig auf und ist mit einer hohen Mortalität und einem hohen Kostenaufwand in der Therapie verbunden. <br /> Die durch eine Infektion in der Sepsis hervorgerufene Imbalance in der Homoeostase des Körpers kann durch Störung der Makro- wie Mirkozirkulation zu Organschädigung, zum Multiorganversagen und Tod des Patienten führen. Maßgeblich ist an diesem Prozess die kardiale Dysfunktion beteiligt. Es ist bekannt, dass Entzündungsmediatoren wie TNF-α und IL-1β an der Pathogenese der kardialen Funktionsminderung beteiligt sind, sowie dass bakterielle DNA als Pathogen die kardiale Depression verursachen kann. Unklar ist jedoch, ob dieser Effekt durch die Mediation von immunkompetenten Zellen vermittelt wird oder direkt über Rezeptoren der Toll-like-Familie am Kardiomyozyten selbst ausgelöst wird. Des Weiteren sind zwar einzelne Schritte der Signalkaskade des TLR9 bekannt, jedoch nicht der gesamte Signalweg. <br /> In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob zum einen bakterielle DNA mit CpG-Motiv (CpG-ODN) an frisch isolierten Kardiomyozyten der Maus eine Beeinflussung der Kontraktilität verursacht und zum anderen ob der postulierte Signalweg über die induzierbare Stickstoffmonoxidsynthetase (iNOS) und somit eine Erhöhung der Stickstoffmonoxidkonzentration führt.<br /> Isolierte Kardiomyozyten adulter weiblicher Mäuse wurden über 6 h mit CpG-Oligonukleotiden inkubiert. Zu jeder Stunde wurde die Kontraktilität der Kardiomyozyten mittels optischer Sakromerlängenmessung bestimmt. Im zweiten Teil der Versuche wurde isolierten Kardiomyozyten nach vier Stunden Inkubation in CpG-ODN S-Methylisothioharnstoff hinzugefügt. Nach weiteren 30 min Inkubation erfolgte dann die Verkürzungsmessung. <br /> Hierbei zeigte sich zum ersten, dass CpG auch in Abwesenheit von immunkompetenten einen kardiodepressiven Effekt auf Herzmuskelzellen hat, dieser also durch Rezeptoren auf der Herzmuskelzelle selbst vermittelt werden muss. Zum anderen zeigte sich, dass eben jener kardiodepressive Effekt durch die Zugabe eines iNOS-Inhibitors umgekehrt werden konnte. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit deuten also darauf hin, dass der Effekt von CpG auf Kardiomyozyten durch den kardialen TLR9 und nicht durch zusätzliche Vermittlung immunkompetenter Zellen erfolgt und iNOS und ihr Syntheseprodukt NO eine essentielle Rolle in der Signalkaskade der septischen kardialen Dysfunktion spielen, da diese vollkommen behoben werden kann, wenn iNOS suffizient inhibiert wird.<br /> Diese Erkenntnisse bieten zum einen mögliche Anhaltspunkte für weitere Untersuchungen der Signalkaskade, zum anderen könnten sie auch therapeutisch von Nutzen sein, wenn medikamentös eine Unterbrechung des Signalweges möglich ist.