Pneumologie 2012; 66 - A6
DOI: 10.1055/s-0032-1313584

Die Bedeutung der Interaktion von epithelial exprimierten Adhesionsmolekülen mit Moraxella catarrhalis für die bakterielle Kolonisierung und Infektion der Lunge im Mausmodell

B Gutbier 1, K Fischer 1, JM Doehn 1, W Zimmermann 2, JE Shively 3, M Tremblay 4, S Bachmann 5, M Witzenrath 1, H Slevogt 6, 7
  • 1Charité – Universitätsmedizin Berlin, Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Infektiologie und Pneumologie, Berlin
  • 2Tumor Immunology Laboratory, LIFE Center, Klinikum Grosshadern, Ludwig-Maximilians-Universität, München
  • 3Division of Immunology, Beckman Research Institute of the City of Hope, Duarte, CA, USA
  • 4Rosalind and Morris Goodman Cancer Center, Royal Institution for the Advancement of Learning, McGill University, Office of Technology, Quebec, Kanada
  • 5Charité – Universitätsmedizin Berlin, Institut für Vegetative Anatomie, Berlin
  • 6Charite- Universitätsmedizin Berlin, Institut für Mikrobiologie und Hygiene, Berlin
  • 7ZIK Septomics, Host Septomics, Universitätsklinikum Jena und Friedrich-Schiller Universität, Jena *contributed equally

Einleitung: Moraxella catarrhalis (M. cat.) ist ein wichtiger Erreger akuter Exazerbationen bei Patienten mit COPD. M. cat. kolonisiert den Respirationstrakt durch Bindung an carcinoembryonic cell adhesion molecules (CEACAM) 1, 5 und 6, die in humanem pulmonalem Epithel exprimiert werden. Mäuse besitzen diese CEACAMs nicht und sind nicht suszeptibel gegenüber M. cat. Anhand von Wildtyp (WT)- und transgenen, humanes CEACAM 1, 5 oder 6 exprimierenden Mäusen, die mit M. cat. infiziert wurden, kann erstmals die Rolle dieser Rezeptoren für die Kolonisation sowie die pulmonale und systemische Inflammation in vivo untersucht werden.

Methoden: Für einen Zelladhäsionassay erfolgte in vitro eine M. cat.-Infektion von CEACAM 5 oder 6 exprimierenden Hela-Zellen. WT und CEACAM 1, 5, und 6 transgene Mäuse wurden mit M. cat. intratracheal infiziert und der Verlauf der Infektion anhand von Körpergewicht und Temperatur ermittelt. Ferner erfolgte die Keimzahlbestimmung in Lunge, Blut und Milz, sowie die histologische Untersuchung der Lunge und die Beurteilung des Entzündungsgeschehens.

Ergebnisse: In in-vitro Versuchen konnte die Bindung von M. cat. an CEACAM 5 und 6 bestätigt werden. Die Expression von humanem CEACAM 1, 5 und 6 in den entsprechenden transgenen Mäusen konnte immunhistologisch belegt werden. Nach Infektion der WT- und CEACAM 1, 5 oder 6 transgenen Mäuse kam es zwar kurzfristig zu einem Anstieg der proinflammatorischen Zytokine im Serum. Es zeigte sich jedoch nach 24h eine fast vollständige pulmonale Clearance der Erreger, und im weiteren Verlauf war bei den WT-Mäusen ebenso wie bei den CEACAM 1, 5 und 6 exprimierenden Tieren weder eine pulmonale Kolonisierung mit M. cat, noch ein Persistieren der systemischen Inflammation zu beobachten.

Fazit und Ausblick: Bei intakter mukoziliärer Clearance hat die Expression der humanen Adhäsionsmoleküle CEACAM 1, 5 und 6 in transgenen Mäusen keinen Einfluss auf die Kolonisierung des Respirationstraktes mit M. cat. Da eine Kolonisierung des unteren Respirationstraktes beim Menschen durch M. cat. erst nach einer- meist durch das Rauchen hervorgerufenen – Störung der mukoziliären Clearance auftritt, planen wir die transgenen Mäuse zunächst über 6 Monate gegenüber Zigarettenrauch zu exponieren, um anschließend die CEACAM – M. cat. Bindung und die Kolonisierung dieses Pathogens in den Atemwegen erneut zu untersuchen.