Inhaltszusammenfassung:
Die Fähigkeit des Immunsystems, ein Gleichgewicht aus entzündungsfördernden und –hemmenden Mechanismen aufrecht zu erhalten ist unabdingbar. Einerseits muss der Organismus mit einer kräftigen Immunreaktion vor Infektionen geschützt werden, andererseits muss diese auch rechtzeitig beendet oder sogar unterbunden werden, wenn es sich um harmlose oder körpereigene Antigenstrukturen handelt. Andernfalls kommt es zu Autoimmunerkrankungen und Allergien, die weltweit eine steigende Prävalenz zeigen. Welchen Einfluss Symbionten und Pathobionten des intestinalen Mikrobioms auf die Immunhomöostase haben und inwieweit sie die Induktion regulatorischer B-Zellen nutzen, um Toleranz zu erzeugen, sollte in dieser Arbeit untersucht werden.
Immunzellen wurden dafür mittels MACS aus C57BL/6NCrl-Mäusen isoliert und mit dem Pathobionten E. coli mpk sowie dem Symbionten B. vulgatus mpk stimuliert. Die Untersuchung der murinen Immunzellphänotypen nach der Zellkultur erfolgte mittels Durchflusszytometrie für die zellgebundenen Marker und mittels ELISA für lösliche Moleküle.
Es konnte beobachtet werden, dass eine Stimulation von B-Zellen mit dem Pathobionten E. coli mpk Toll-like-Rezeptor-2/4-abhängig zur Entwicklung von IL-10-produzierenden B10-Zellen, Tim-1+-Zellen und T2-MZP-Zellen führt, die alle zu den Breg-Subtypen zählen. Zudem exprimierten auf diese Weise aktivierte B-Zellen vermehrt weitere regulatorische Moleküle wie FasL, GitrL, PD-1-L, Ebi3, CD73 und den IL-10-Rezeptor. Diese induzierten Bregs inhibierten wiederum die Maturation antigenpräsentierender dendritischer Zellen und deren Sekretion von pro-inflammatorischem TNF-α. Außerdem wurde Breg-vermittelt die Proliferation CD4+ T-Zellen sowie ihre Polarisation zu pro-inflammatorischen Th1-Zellen unterdrückt. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals versucht, die Komplexität des Zusammenspiels unterschiedlicher Immunzellen in vitro nachzustellen. Dafür wurden verschiedene Zwei- bis Dreifachkulturen aus B-, T- und dendritischen Zellen etabliert.
In der Zusammenschau lassen die Ergebnisse darauf schließen, dass die Lipopolysaccarid- und Peptidoglykanstrukturen von E. coli mpk über TLR 2/4 auf B-Zellen einen Signalweg in Gang setzen, der durch die Entwicklung von regulatorischen B-Zellen Toleranz erzeugt. Die tolerogenen Mechanismen reichen von anti-inflammatorischen Botenstoffen (IL-10, IL-35), über APZ-Maturationshemmung bis zur Suppression von T-Zellen. Diese humoralen und zellulären Prozesse nutzt E. coli mpk als Gegenregulation zu seinen pro-inflammatorischen Eigenschaften, um als Kommensale im intestinalen Mikrobiom toleriert zu werden. Aber auch das Immunsystem des Wirts ist auf die mikrobiellen Stimuli angewiesen, da sie zur Immunhomöostase zwischen pro- und anti-inflammatorischen Kräften beitragen und somit Autoimmunerkrankungen und Allergien entgegenwirken. Diese Erkenntnis kann im klinischen Alltag von größter Wichtigkeit sein, da die Modulation der Breg-Funktion und die Bedeutung des Mikrobioms dabei zu neuen Therapieansätzen bei diesen Erkrankungen führt.
Dieses Projekt stellt einen Baustein zur Entschlüsselung der komplexen Interaktionen zwischen verschiedenen Akteuren des Immunsystems dar. Es schlägt den Bogen zum intestinalen Mikrobiom und zeigt, dass auch Darmbakterien einen Einfluss auf die Immunhomöostase und somit auf systemische Prozesse im Rahmen von Gesundheit und Krankheit im Körper ausüben.
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