Dokument: Die modulierende Wirkung von Kohlenstoff-Nanopartikeln auf Immunreaktionen der Lunge und die protektive Wirkung des kompatiblen Solutes Ectoin
| Titel: | Die modulierende Wirkung von Kohlenstoff-Nanopartikeln auf Immunreaktionen der Lunge und die protektive Wirkung des kompatiblen Solutes Ectoin | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=29872 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20140701-100241-6 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Kroker, Matthias [Autor] | |||||||
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| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Epidemiologische Studien haben eine Korrelation zwischen allergischen Atemwegs-erkrankungen und partikulärer Luftverschmutzung aufgezeigt. Ferner geben tierexperimentelle Studien Hinweise darauf, dass ultrafeine Kohlenstoffpartikel (ufCB-Partikel) möglicherweise indirekt, durch die neutrophile Lungenentzündung, die sie induzieren, für den Adjuvans-Effekt während der Sensibilisierungsphase verantwortlich sind.
Die ufCB-induzierte neutrophile Lungenentzündung konnte bereits in Versuchen mit Ratten durch das kompatible Solut Ectoin reduziert werden. Dieser Effekt wurde in der vorliegenden Arbeit im Allergiemodell der Maus reproduziert. Dadurch bestand die Möglichkeit, sowohl den Einfluss der ufCB-induzierten Entzündung, als auch den protektiven Effekt der Interventions-strategie bei der allergischen Sensibilisierung zu untersuchen. Die Applikation von Ovalbumin als Antigen in die Atemwege während einer durch ufCB induzierten neutrophilen Lungenentzündung, führte zu einer im Vergleich zu Kontrolltieren verstärkten Immunreaktion. Dabei war Ectoin, wenn es zusammen mit den ufCB-Partikeln appliziert wurde, in der Lage die adversen Effekte des Adjuvans-Effektes von ufCB zu reduzieren. Diese Unterschiede waren hinsichtlich der Stärke der Sensibilisierung und der Immunantwort nach Provokation mit dem Allergen nachweisbar. Diese präventive Wirkung von Ectoin scheint also auf der Reduktion der ufCB-induzierten neutrophilen Lungenentzündung zu beruhen, die eine geringere Sensibilisierung und somit eine verminderte Immunantwort zur Folge hat. Um diese Hypothese zu überprüfen, wurden Versuche zur Sensibilisierungsreaktion, mit Fluoreszenz-markiertem Antigen durchgeführt. Nach der Exposition von Tieren mit markiertem Antigen während einer ufCB-induzierten Lungenentzündung konnte eine Anreiche-rung Antigen-tragender dendritischer Zellen in den peribronchialen Lymphknoten nachgewiesen werden. Dieser Effekt ließ sich in Tieren mit einer durch Ectoin reduzierten Entzündungs-reaktion signifikant vermindern. Um den möglichen Einfluss direkter Interaktionen von ufCB-Partikeln mit dendritischen Zellen zu untersuchen, wurden in vitro-Versuche mit aus Knochen-mark differenzierten dendritischen Zellen durchgeführt. Die Expression des für die Migration der dendritischen Zellen relevanten CC-Chemokinrezeptors 7 wurde durch eine Inkubation dieser Zellen mit ufCB nicht verändert. Lungenlavage-Überstände aus ufCB-behandelten Tieren hingegen waren in der Lage diese Zellreaktion zu induzieren. Eine direkte Wirkung von Ectoin auf dendritische Zellen konnte in diesen Versuchen ausgeschlossen werden. Die mechanistischen Studien der vorliegenden Arbeit weisen auf die Bedeutung der neutrophilen Lungenentzündung für die erhöhte Inzidenz von Allergien in Umweltpartikel-exponierten Populationen hin.Epidemiologic studies have demonstrated a correlation between allergic pulmonary diseases and particulate air pollution. Furthermore animal studies indicate that ultra fine carbon black (ufcb) particles may be indirectly responsible for the adjuvant effect during immune sensitization phase by inducing neutrophilic lung inflammation. Neutrophilic lung inflammation induced by ufcb, could be reduced by the compatible solute ectoine in experiments with rats. This effect was reproduced in the present studies in the mouse allergy model. This experimental model system provides the opportunity to investigate the influence of the ufcb-induced inflammation as well as the protective effect of the intervention strategy on the allergic sensitization. The application of ovalbumin as an antigen in the airways during an ongoing neutrophilic lung inflammation induced by ufcb led to a stronger immune response compared to control animals lacking ufcb-induced inflammation. Ectoine was able to reduce the adverse effects of the adjuvant effect of ufcb, when applicated together with the ufcb particles. These differences were detectable at the level of the intensity of the sensitization as well as with respect to the immune response after provocation with the allergen. This preventive effect of ectoine appeared to be caused by the reduction of the ufcb-induced neutrophilic lung inflammation, which results in a lower sensitization and therefore leads to a reduced immune response. Further studies investigating this hypothesis were performed with fluorescence-labeled antigen. The exposure of animals with labeled antigen which was applied during an ufcb-induced lung inflammation led to an accumulation of antigen-carrying denditic cells in the draining peribronchial lymph nodes. This was significantly reduced in animals in which the inflammatory reaction was reduced by the application of ectoine. To investigate the potential influence of a direct interaction of ufcb particles with dendritic cells, in vitro-test with bone marrow derived dendritic cells were performed. The expression of the CC chemokine receptor 7, which is relevant for the migration of dendritic cells, was not altered by the incubation of these cells with ufcb. However lung lavage supernatants form ufcb-treated animals were able to induce this cell reaction. A direct impact of ectoine on dendritic cells could be excluded in these tests. The mechanistic studies of the present work point out the importance of the neutrophilic lung inflammation for the increased incidence of allergies in particulate matter-exposured populations. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Sonstige Einrichtungen/Externe » An-Institute » Institut für Umweltmedizinische Forschung (IUF) an der HHU | |||||||
| Dokument erstellt am: | 01.07.2014 | |||||||
| Dateien geändert am: | 01.07.2014 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 14.04.2014 | |||||||
| Datum der Promotion: | 16.06.2014 |
