Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin (NGAL) und Interleukin-10 modulieren den Eisenstoffwechsel von Chlamydia pneumoniae infizierten Makrophagen

Einleitung: Neutrophil gelatinase-asscociated lipocalin (NGAL, Lipocalin-2) ist ein 21 kDA großes Protein, das unter anderem von Monozyten und Neutrophilen produziert wird. Lipocalin-2 (Lcn-2) beeinflusst den transmembranösen Eisentransport in Zellen, was für Infektionen mit intrazellulären Bakterien von Bedeutung ist, da viele Pathogene ein ausreichendes Eisenangebot für ihre Proliferation und Pathogenität benötigen. Interleukin-10 (IL-10) ist ein wichtiger Regulator der Immunantwort mit zumeist antiinflammatorischer Wirkung, aber es moduliert auch die zelluläre Eisenverfügbarkeit. In der hier präsentierten Studie untersuchen wir die Rolle von Lcn-2, Eisen und IL-10 für den Verlauf einer Infektion mit Chlamydia pneumoniae.

Methoden : Primäre Mausperitoneal-Makrophagen wurden von Wildtyp und Lcn-2-/- Mäusen gewonnen. Die Zellen wurden mit Chlamydia pneumoniae mit einer MOI von 10 infiziert und mit Eisen, anti-Interleukin-10 oder beiden behandelt. Für die Bestimmung der Infektion wurden die Zellen nach 12h geerntet, DNA präpariert und die Infektion mit C. pneumoniae in der RT-PCR quantifiziert. In weiteren Versuchsreihen wurden RNA und Proteine für die Analyse der Expression von Zytokinen und Eisenproteinen gewonnen.

Ergebnisse: Die Zahl an Chlamydien war in Lcn-2-/- Mausperitonealmakrophagen signifikant höher als in Lcn-2+/+ Zellen. Darüber wiesen infizierte Lcn-2-/- Makrophagen eine signifkant höhere IL-10 Expression auf, das Bakterienwachstum konnte in diesen Zellen signifikant besser induziert werden als in Wildtyp Makrophagen. Interessanterweise führte die Gabe von anti-IL10 Antikörpern zu C. pneumoniae infizierten Makrophagen zu einer massiven Verschlechterung der Infektion bei LCN-2-/- aber nicht bei Lcn-2+/+ Makrophagen. Parallel dazu zeigten sich signifikante Unterschiede in der intrazellulären Eisenverfügbarkeit zwischen Lcn-2+/+ und Lcn-2-/- Makrophagen.

Diskussion: Unsere Untersuchungen zeigen, dass Lipocalin2 und Interleukin-10 wichtige Modulatoren des Eisenstoffwechsels in C. pneumoniae infizierten Makrophagen sind und damit den Verlauf dieser Infektionen in vitro beeinflussen. Die erhöhte IL-10 Expression in Lcn-2-/- Makrophagen dürfte ein protektiver Mechanismus sein, um die durch das Fehlen von Lcn-2 bedingte vermehrte Eisenverfügbarkeit für intrazelluläre Chlamydien zu limitieren.