Pneumologie 2011; 65 - A57
DOI: 10.1055/s-0031-1296148

FOXO1/3-Transkriptionsfaktoren vermitteln die angeborene Immunantwort von Atemwegsepithelzellen bei bakterieller Infektion

F Seiler 1, A Kamyschnikow 1, P Lepper 1, J Hellberg 1, C Herr 1, R Bals 1, C Beisswenger 1
  • 1Forschungslabor der Klinik für Innere Medizin V – Pneumologie, Allergologie, Umwelt- und Beatmungsmedizin, Medizinische Fakultät der Universität des Saarlandes, Homburg

Einleitung: Kolonisierende bakterielle Pathogene wie Haemophilus influenzae (Hi) und Pseudomoas aeruginosa (Pa) gehören zu den häufigsten Erregern von Atemwegsinfektionen und tragen zu akuten Exazerbationen bei COPD-Patienten bei. Im Verlauf der Infektion gelangen kolonisierende bakterielle Pathogene in das Innere von Atemwegsepithelzellen. Der Mechanismus der Invasion von Epithelzellen durch bakterielle Pathogene ist noch weitgehend unverstanden. In dieser Arbeit identifizieren wir die FOXO1/3-Transkriptionsfaktoren als Modulatoren der angeborenen Immunantwort von Atemwegsepithelzellen und zeigen, dass die Invasion von Bakterien in epitheliale Zellen durch FOXO1/3 reguliert wird.

Methoden: Bakterielle Invasionsexperimente wurden mit der Atemwegsepithelzelllinie Calu-3 durchgeführt. Die Aktivierung von FOXO1/3 wurde in Hi infizierten Calu-3-Zellen mit Immunfluoreszenzmikroskopie (IF) und einem Transkriptionsfaktorbindeassay untersucht.

Die Funktion von FOXO1/3 und der Phophatidylinositol-3-Kinase (PI3K) bei bakterieller Infektion wurde in siRNA- und Inhibitorstudien untersucht. Die Regulation von Faktoren des angeborenen Immunsystems wurde mit realtime RT-PCR und ELISA nachgewiesen.

Ergebnisse: IF und der Transkriptionsfaktorbindeassay zeigten eine Aktivierung von FOXO1/3 nach Hi Infektion. In einem bakteriellen Invasionsassay wurden intrazelluläre Hi nach Infektion von Calu-3-Monolayern nachgewiesen. Knockdown von FOXO1/3 durch siRNA führte zu einer deutlich erhöhten Zahl an intrazellulären Bakterien, wogegen Inhibition der PI3K zu einer reduzierten Zahl an intrazellulären Bakterien führte. Auch die Expression und Abgabe von Faktoren des angeborenen Immunsystems wie IL-6 und hBD-2 war FOXO1/3 abhängig. Immunhistochemische Färbung von FOXO1/3 in Lungen von Hi und Pa infizierten Mäusen zeigte, dass FOXO1/3 in vivo bei bakterieller Infektion aktiviert wird.

Diskussion: Unsere Daten zeigen, dass FOXO-Transkriptionsfaktoren an der Verarbeitung bakterieller Stimuli beteiligt sind und somit eine basale Funktion als Modulatoren der angeborenen Immunantwort von Atemwegsepithelzellen einnehmen.