Makrophagen-Apoptose nach Phagozytose von Bakterien: Erwachsene vs. Neugeborene

Hintergrund: Die Phagozytose und intrazelluläre Degradation von Bakterien durch Effektorzellen, z.B. Makrophagen (MF) sind erste Schritte in der Interaktion von Pathogen und Wirt. Unsere Vorergebnisse zeigen, dass diese Funktionen von MF aus Nabelschnurblut in gleicher Weise ausgeführt werden, wie beim Erwachsenen. Der durch Phagozytose ausgelöste Zelltod (PICD) der Effektorzelle ist ein mögliches Ereignis nach Aufnahme eines Pathogens. Ist dieser Zelltod vermindert, kann sich dies im Rahmen einer Sepsis durch fehlende bakterielle Elimination negativ, durch reduzierte inflammatorische Zytokinproduktion aber auch positiv auswirken.

Hypothese: Der PICD ist bei MF aus Nabelschnurblut (NSBMF) im Vergleich zu MF von Erwachsenen (PBMF) erhöht. Methoden: Mononukleäre Zellen aus Nabelschnurblut gesunder Reifgeborener und Blut von Erwachsenen wurden mit Gruppe B Streptokokken (GBS, Streptococcusagalactiae) oder E. coli, welche grün fluoreszierendes Protein exprimieren, für 60 Minuten infiziert. Nach Abzentrifugation freier Bakterien wurden Zellen fixiert, gefärbt und Phagozytoseindex (CD14⁺gfp⁺ zu CD14⁺ Zellen) bzw. -kapazität (mittlere gfp-Fluoreszenzintensität pro Zelle; MFI) mittels Durchflusszytometrie (FACS) ermittelt oder wieder in Kultur genommen. Nach 4 Stunden wurden apoptotische Zellen mittels Annexin-V-Färbung, nach 24 Stunden durch Nachweis hypodiploider DNA (Propidiumjodid) mit FACS nachgewiesen, außerdem wurden die Zellen automatisch quantifiziert. Nichtinfizierte Zellen dienten als Kontrolle. Ergebnisse: 60 Minuten nach bakterieller Exposition waren Phagozytoseindex und –kapazitätvon PBMF und NSBMF für GBS und E. coli identisch; 4h danach waren PBMF vs. NSBMF zu 32±17% und 34±15% vs. 15±6% und 9±6% Annexin-V positiv (PB vs. NSB jeweils p<0,05). Zu diesem Zeitpunkt war bei PBMF und NSBMF keine gfp-Fluoreszenz mehr nachweisbar. 24 Stunden nach Phagozytose zeigten PBMF vs.NSBMF einen hypodiploiden DNA-Gehalt (38±9% bzw. 32±7% vs. 6±3% bzw. 8±4%, p<0,05). Die Anzahl der in Kultur verbleibenden MF war 24 Stunden nach E. coli Exposition in PB vs. NSB auf 41±18% vs. 79±9% reduziert (p<0,05). Schlussfolgerung: Während sich Phagozytose und intrazelluläre Degradation bei NSMF und PBMF nicht unterschieden, zeigten NSBMF eine deutlich geringere Apoptoserate. Inwieweit dies einen Schutz- oder Störmechanismus in der neonatalen Sepsis darstellt, muss in einem in vivo-Modell geklärt werden.