Effekte von humanem i.v. Immunglobulin auf die Bakterien-Clearance und Granulozytenfunktion bei Endotoxinämie

Zusammenfassung

Ziel: Der Einsatz von humanen Immunglobulinpräparaten als adjuvante Therapie bei der Sepsis wird zur Zeit kontrovers diskutiert. Ziel dieser Studie war die differenzierte Untersuchung der Effekte von i.v. Immunglobulin der IgC-Klasse (MC) auf Mechanismen der bakteriellen Abwehr und Cranulozytenfunktion beim Kaninchen. Methodik: Nach Instrumentierung der anästhesierten und ventilierten Kaninchen erfolgte bei allen Tieren ein kontinuierliches Monitoring des arteriellen Druckes. Intermittierend wurden die Blutgase, Blutbild und Proben für die flowzytometrische Messung der respiratorischen Burst-Aktivität der Granulozyten entnommen. Zur quantitativen Bestimmung der Bakterien-Clearance im Blut wurde den Tieren eine standardisierte Anzahl (1,3 × 10⁸) koloniebildender Einheiten (CFU) Escherichia (E.) coli intravenös injiziert. Die Applikation der Bakterien erfolgte entweder bei unbehandelten Versuchstieren (Kontrollen, n = 10) oder 60 min nach Induktion einer Endotoxinämie (LPS: 40 μg/kg/h) bei Tieren mit (n = 10) und ohne Vorbehandlung mit ivIG (Sandoglobulin®, 0,5 g/kg KG, n = 10). Zur Ermittlung der Eliminationskinetik der Bakterien aus dem Blut und der Endotoxin-Clearance wurden in kurzen Zeitintervallen bis 180 min nach E. coli-Injektion Blutproben entnommen. Gewebeentnahmen von Leber, Milz, Lunge und Niere erfolgten zur bakteriologischen Aufarbeitung nach Tötung des Tieres drei Stunden nach Bakterieninjektion. Ergebnisse: Im Vergleich zu den Kontrollen zeigte sich unter Endotoxinämie eine verzögerte Bakterienelimination aus dem Blut und eine signifikant erhöhte Organbesiedlung (p < 0,01). Die Vorbehandlung mit ivIG resultierte in einer beschleunigten LPS-Clearance und einer signifikant (p < 0,01) geringeren bakteriellen Besiedlung von Lunge und Niere, die mit einer erhöhten PMN-Burst-Aktivität (p < 0,05) korrelierte. Schlußfolgerung: Die verminderte Organbesiedlung und die erhöhte Burst-Aktivität der Granulozyten unter ivIG-Behandlung weisen auf protektive Effekte von humanem Immunglobulin bei Endotoxinämie hin.

Summary

Purpose: The therapeutic impact of intravenous immunoglobulins (ivIC) in septic patients remains controversial. Until now, the mechanisms of action have not been fully elucidated. Since polymorphonuclear neutrophils (PMN) play a key role in host defence, this study focuses on the effects of ivIC on bacterial clearance and PMN respiratory burst activity during endotoxinaemia. For this purpose, it was investigated whether ivIG improves blood clearance and organ colonisation as well as PMN functions after experimentally induced bacteraemia in rabbits. Methods: The experiments were performed in 30 anaesthetised rabbits. To determine quantification of bacterial killing in vivo, defined numbers of exogenous Escherichia (E.) coli 1.3 × 10⁸ CFU) were injected intravenously in untreated animals (n = 10) or 60 min after infusion of endotoxin (LPS: 40 μg/kg/h) in groups without (n = 10), and after pretreatment with ivIG (Sandoglobulin®, 0.5 g/kg body weight, n = 10), respectively. Parameters monitored were rates of bacterial elimination from the blood, LPS clearance, arterial pressure, blood gases and white blood cell counts. PMN burst activity was determined using a flow cytometry assay. Samples of liver, kidney, spleen and lung were collected for bacterial counts 180 min following E. coli injection. Results: Compared to controls, endotoxinaemia resulted in a prolonged elimination of the injected E. coli out of the blood associated with a significantly (p < 0.01) higher colonisation of all organs. Pretreatment with ivIG improved LPS clearance and significantly reduced bacterial colonisation of lung and kidney (p < 0.01). This was paralleled by an enhanced PMN respiratory burst activity compared to untreated animals (p < 0.05). Conclusion: The reduced bacterial colonisation of lung and kidney in correlation with an increased PMN bactericidal activity in endotoxinaemia suggest an improved granulocyte-dependent bacterial killing due to ivIG application.

Schlüsselwörter:

Immunglobulin - Endotoxinämie - Bakterien-Clearance - Endotoxin-Clearance - PMN Respiratory burst

Key words:

Immunoglobulin - Endotoxinaemia - Bacterial clearance - LPS clearance - PMN respiratory burst