Die Wirkung von extrazellulären Vesikeln aus dem Stuhl Neu- und Frühgeborener auf den Phänotyp von Monozyten und T-Zellen

Hintergrund Das Darm-Mikrobiom spielt eine wesentliche Rolle bei Gesunderhaltung und Krankheitsentstehung. Beim Neugeborenen hat es darüber hinaus Einfluss auf die Ausreifung des Immunsystems. Verschiedene perinatale Einflüsse wie der Geburtsmodus oder eine Antibiotikatherapie führen zu Veränderungen des Mikrobioms, welche wiederum mit der Entstehung von chronischen Erkrankungen wie Asthma oder Adipositas assoziiert sind (Hufnagl et al., 2020).

Mikroorganismen des Mikrobioms produzieren extrazelluläre Vesikel (EVs), die immunmodulatorisch wirken können (Díaz-Garrido et al., 2021). Bisher ist nicht untersucht, wie sich EVs aus dem Stuhl in vitro auf Immunzellen auswirken und ob es Unterschiede in der Wirkung von EVs aus dem Stuhl Erwachsener und Neu- bzw. Frühgeborener gibt.

Fragestellung Modulieren EVs aus dem Stuhl Neu- und Frühgeborener den Phänotyp von Monozyten und T-Zellen?

Material und Methoden Eingeschlossen wurden reife Neugeborene mit einem Gestationsalter von>37 Schwangerschaftswochen (SSW), welche durch primäre Sectio caesarea geboren wurden. Es wurden Stuhlproben an den Lebenstagen 1-3, 7-10 und in der 5. Lebenswoche gesammelt. Die Extraktion von EVs aus dem Stuhl erfolgte mittels Exoquick-TC Präzipitationslösung. Die Charakterisierung der EVs erfolgte mittels Nanotracking Analyzer und ELISA für Lipid A und Lipoteichonsäure. Etwa 109 EVs wurden anschließend zu 106 PBMCs (Peripheral Blood Mononuclear Cells) gesunder Spender gegeben und in Kulturmedium für 24h bei 36°C inkubiert. Anschließend wurde der Phänotyp von Monozyten und T-Zellen durchflusszytometrisch analysiert. Als Kontrolle dienten PBMCs ohne und mit Zugabe von EVs aus dem Stuhl gesunder Erwachsener.

Als zweite Kohorte wurden Frühgeborene mit einem Gestationsalter von<32 SSW mit und ohne Antibiotikatherapie in der ersten Lebenswoche rekrutiert. Die Probensammlung und -messung erfolgte wie oben beschrieben.

Ergebnisse Die Stimulation von Monozyten mit EVs aus dem Stuhl Erwachsener führte zu einer Induktion der Expression der co-inhibitiorischen Moleküle PD-L1 (programmed cell death ligand) und PD-L2, welche nach Stimulation mit EVs aus Neugeborenenstuhl nicht zu beobachten war. EVs aus Neugeborenenstuhl, nicht aber aus Erwachsenenstuhl, hemmten die Expression von TLR4 auf Monozyten. Mit zunehmender Reifung der Kinder näherten sich die Effekte der EVs aus dem Stuhl denen aus Erwachsenenstuhl an. Der Phänotyp von T-Helferzellen wurde durch EVs aus Erwachsenen- und Neugeborenenstuhl nicht unterschiedlich beeinflusst. Die Versuche zur Wirkung von EVs aus dem Stuhl Frühgeborener mit und ohne Antibiotikatherapie stehen aktuell noch aus.

Schlussfolgerung EVs aus dem Stuhl beeinflussen den Phänotyp von Monozyten. Dabei unterscheiden sich die Effekte von EVs aus dem Stuhl Neugeborener und Erwachsener. Bakterielle EVs könnten damit eine Rolle bei der Immunreifung des Neugeborenen spielen.

Publication History

Article published online:
15 November 2023