Streptococcus pneumoniae induziert Interleukin-8-Sekretion über Toll-like-Rezeptoren (TLR) – Synergismus von TLR1 und TLR2

Einleitung: Toll-like Rezeptoren (TLRs) sind Teil des angeborenen Immunsystems und dienen der schnellen Erkennung eindringender Pathogene und der Induktion erster Abwehrmechanismen. TLRs erkennen konservierte Motive, sogenannte „pathogen associated molecular patterns“ (PAMPs), um Mikroorganismen von körpereigenen Zellen zu unterscheiden. Wenig ist über die Rolle der TLR bei der Erkennung lebender Pneumokokken bekannt. Ziel war es, die Bedeutung der verschiedenen TLRs für die Aktivierung von tracheobronchialen Epithelzellen durch S. pneumoniae zu untersuchen.

Methoden: Maus-Pneumoniemodell, BEAS-2B, HEK293-Zellen, DNA Microarray, RT-PCR, NF-κB Reporter Assay, IL-8 Elisa, TLR-Expressionsstudien

Ergebnisse: In S. pneumoniae-infizierten Mauslungen zeigte die Transkriptomanalyse eine Zunahme der mRNA-Expression für TLR2, TLR1 und TLR6. In vitro induzierte S. pneumoniae die mRNA Expression von TLR1 und TLR2 in der humanen bronchioepithelialen Zellinie BEAS-2B, während die Expression von TLR4 und TLR6 konstitutiv hoch war. TLR1 und 2 erkannten synergistisch S. pneumoniae und bewirkten die verstärkte Expression eines NF-κB abhängigen Reportergens in HEK293 Zellen. Die Koexpression von TLR2 und TLR6 zeigte hingegen keinen synergistischen Effekt. TLR4 konnte keine Rolle bei der Zellaktivierung durch lebende S. pneumoniae zugeordnet werden, diente aber der Erkennung des bakteriellen Cytolysin Pneumolysin. S. pneumoniae und Pneumolysin induzierten eine dosisabhängige Expression von IL-8 in BEAS-2B Zellen. LBP und CD14 wurden als wichtige Kofaktoren bei der Erkennung von LPS durch TLR4 beschrieben, aber unterstützen auch die Detektion von Lipoteichonsäure durch TLR2. Fötales Kälberserum im Medium oder die Koexpression von CD14 und die Zugabe von LBP wirkten sich nicht verstärkend auf die Erkennung von S. pneumoniae durch TLR2 transfizierte HEK293 Zellen im NF-κB Reporterassay aus.

Zusammenfassung: TLR1 und TLR2 erkennen synergistisch lebende S. pneumoniae. Pneumolysin ist ein relevantes PAMP für TLR4.

Förderung: BMBF-NBL3, Schnittstellenlabor „Bronchopulmonale Infektion“; BMBF-CAPNETZ