Immunmodulatorische Wirkungen von repetitiver CpG-ODN-Gabe auf das murine Gehirn und die Leber

Immunmodulatorische Wirkungen von repetitiver CpG-ODN-Gabe auf das murine Gehirn und die Leber

Beschreibung

vor 16 Jahren
Unmethylierte bakterielle DNA, die reich an CG Sequenzen ist
stimuliert das angeborene Immunsystem. Die Vermittlung dieser
Wirkung erfolgt über den Toll-like Rezeptor 9. Reine CG Sequenzen
sind im Organismus nicht stabil, da sie sehr rasch von den
körpereigenen Nukleasen abgebaut werden. Mit synthetisch
hergestellten Oligodeoxyribonukleotiden, sogenannten CpG-ODNs, kann
eine Nukleaseresistenz erzielt werden und der immunstimulatorische
Effekt nachgeahmt werden. Weiterhin wirken sich CpG-ODNs positiv
auf den Verlauf von bakteriellen Infektionen, Tumoren und
Prioninfektionen aus. Man weiß, dass eine Aktivierung des
Immunsystems durch einmalige Gabe von CpG-ODNs nur über einen
kurzen Zeitraum stattfindet. Die CpG-ODNs führen im Organismus
innerhalb von Minuten zu einem mRNA Anstieg und innerhalb von
Stunden zu einer kurzfristigen Zytokinsekretion und IgM Produktion,
werden dann aber rasch abgebaut, so dass der immunstimulatorische
Effekt in der Regel nur kurz anhält. Um CpG-ODN als Therapeutikum
besser nutzen zu können liegt der Wunsch nahe, die Wirkung von
CpG-ODN zu verlängern. Eine mögliche Strategie ist hierbei eine
repetitive Applikation. Ziel dieser Arbeit war, den
immunstimulatorischen Effekt von repetitiver CpG-ODN-Gabe besser zu
verstehen und mit der Repetition die Wirkung zu verlängern. Damit
könnte CpG-ODN als Therapeutikum bei bakteriellen Infektionen,
Tumoren und bei Prionerkrankungen wirkungsvoll eingesetzt werden.
In dieser Arbeit wurden jeweils 12 Gruppen zu je 5 Mäusen gebildet,
wobei die jeweiligen Gruppen an 5, 7 oder 21 aufeinanderfolgenden
Tagen jeweils eine CpG-ODN, NaCl oder Neg-ODN Applikation i.p.
erhielten. Die Mäuse wurden anschließend an Tag 7 oder 28 während
bzw. nach der Behandlung getötet. So erhielt man folgende Gruppen:
5x-CpG-ODN, NaCl oder Neg-ODN behandelte, an Tag 7 getötete Mäuse
5x-CpG-ODN, NaCl oder Neg-ODN behandelte, an Tag 28 getötete Mäuse
7x-CpG-ODN, NaCl oder Neg-ODN behandelte, an Tag 7 getötete Mäuse
21x-CpG-ODN, NaCl oder Neg-ODN behandelte, an Tag 28 getötete Mäuse
Im Verlauf der Arbeit, die die immunmodulatorische Wirkung auf das
Gehirn und die Leber der Maus untersucht, konnten zusammenfassend
folgende Ergebnisse herausgearbeitet werden, die mittels Real time
PCR und Immunhistologie gewonnen wurden. Im Gehirn führt CpG-ODN zu
einer mindestens einwöchigen Hochregulierung der mRNA von TNFα. Des
Weiteren kommt es zu einer mindestens zweitägigen C1q und IFNg
Hochregulierung. Eine IL-12p40 Hochregulierung findet nur ca. 18
Stunden statt, während eine STAT3 Hochregulierung nicht nachweisbar
ist. In der histologischen Betrachtung finden sich in der HE
Färbung keine pathologischen Veränderungen der Hirnarchitektur und
in einer immunhistologischen Färbung mit CD 11b und GFAP bindenden
Antikörpern keine Unterschiede zwischen den CpG-ODN, NaCl oder
Neg-ODN behandelten Tieren. In der Leber findet sich eine
signifikante Hochregulierung von IL-12p40 über mindestens drei
Wochen und eine C1q, TNFα und IFNg Hochregulierung von mindestens
einer Woche. Histologisch finden sich in der HE Färbung massive
Leukozyteninfiltrate über mindestens zwei Tage. In der
Immunhistologie sieht man an den Infiltraten beteiligte aktivierte
Makrophagen, T und B-Lymphozyten, jeweils dargestellt mit CD 11b,
CD 8 und B220 bindenden Antikörpern. Es zeigte sich, dass eine
repetitive CpG-ODN-Gabe eine verlängerte stimulatorische Wirkung
auf das Immunsystem ausübt, was Voraussetzung für den Einsatz als
Therapeutikum ist. Besonders bemerkenswert ist die Tatsache, dass
man durch periphere Gabe von CpG-ODN im Gehirn eine
Immunstimulierung erreichen kann. Diese könnte im Rahmen einer
Therapie von Prionerkrankungen, anderen Gehirninfektionen, Morbus
Alzheimer oder Gehirntumoren Anwendung finden. Allerdings sind noch
weitere Studien nötig, um Risiken wie Hepatotoxizität oder
Autoimmunität besser abschätzen zu können und den Mechanismus zu
erforschen, wie durch periphere Gabe von CpG-ODN eine
immunologische Gehirnaktivierung erreichen wird. Eine wichtige
Frage für die Zukunft ist hierbei, ob die Wirkung von CpG-ODN
direkt auf die Gehirnzellen wirkt oder ob es einen second messenger
gibt, der die Blut-Hirn-Schranke überwindet.

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