Charakterisierung von humanen Milchzellen während der Laktation und der mögliche Einfluss der Reaktivierung von humanem Zytomegalievirus

Abstract

Muttermilch als optimale Versorgung des Neugeborenen stellt durch die hohe Exkretion von humanem Cytomegalievirus die Hauptinfektionsquelle von Säuglingen dar. Obwohl in früheren Studien immer wieder die Reaktivierung sowie der Zelltropismus von HCMV untersucht wurden, ist bis heute der Ort der HCMV Persistenz und Reaktivierung in Muttermilch weitgehend unbekannt. In den letzten Jahren wurde die Kinetik der HCMV-Reaktivierung in Muttermilch weiter erforscht. Auch im Rahmen dieser Arbeit konnte eine hohe Rate an humanen Zytomegalieviren in Muttermilch bei HCMV-seropositiven Spenderinnen erfolgen, welche der Kinetik von Maschmann beschrieben folgt (Maschmann et al., 2015). Trotz allgemeiner Kinetik ist der Verlauf der Reaktivierung mit Erstnachweis von HCMV sowohl in zellfreier Molke als auch in Milchzellen intraindividuell unterschiedlich. Die zelluläre Zusammensetzung von Muttermilch zeigte sich auch im Rahmen dieser Arbeit individuell spezifisch und Laktationszeitpunkt abhängig. Die morphologische Darstellung aller Zellen mittels Panoptischer Färbung nach Pappenheim sowie spezifisch von Monozyten/Makrophagen mittels alpha-Naphthylacetatesterase-Färbung zeigte typische Unterschiede von Milchzellen zu Blutzellen. Die charakteristischen lipidhaltigen Vakuolen in phagozytosefähigen Zellen, welche im Verlauf der Laktation zunahmen, sind in Muttermilch ebenso einzigartig, wie die schwankende Zellgröße einzelner Zellen, vor Allem von Monozyten/Makrophagen. Die Untersuchung von Leukozytensubpopulationen mittels Durchflusszytometrie lieferte eine eindeutige Immunsignatur jeder Spenderin zu einem spezifischen Laktationszeitpunkt. Im Vergleich der Muttermilchzellen und Immunzellsignaturen von HCMV-seronegativen zu HCMV-seropositiven Spenderinnen fanden sich prominente Unterschiede. HCMV-seropositive Spenderinnen zeigten im Verhältnis zu HCMV-seronegativen Spenderinnen eine durchschnittlich deutlich erhöhte Zellzahl über den gesamten Verlauf der Laktation. Es zeigte sich weiterhin, dass um den Zeitpunkt der HCMV-Reaktivierung die Zellzahl stark anstieg. Im Verlauf der Laktation waren antigenpräsentierende Zellen wie T-Zellen und Makrophagen vor allem bei HCMV-seropositiven Spenderinnen prominent. Die Gesamtzahl der Monozyten/Makrophagen fiel in den durchflusszytometrischen Untersuchungen bei HCMV-seropositiven Spenderinnen signifikant ab. Die fortlaufende Analyse einer HCMV-seropositven Mutter zeigte, dass der Abfall der Monozyten/Makrophagen womöglich nur ein temporäres Absinken während dem Maximum der HCMV-Reaktivierung darstellt und im Verlauf, wie teilweise in früheren Studien ersichtlich, wieder ansteigt. Eine mögliche Erklärung könnte die Lyse von infizierten Monozyten/Makrophagen im Rahmen der Virusreplikation und Exkretion darstellen. Dies würde präliminäre Befunde, dass Monozyten/Makrophagen der Ort der Viruspersistenz und -vermehrung darstellen unterstützen (Maschmann et al., 2015). Möglicher Ansatzpunkt folgender Studien könnte die separate Analyse dieser Zellpopulation auf Vorliegen von HCMV darstellen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden erstmals Milchzellen mittels ImageStream-Verfahren untersucht. Muttermilchbestandteile konnten so mittels Auflichtbild identifiziert werden und Muttermilchzellen anhand ihrer Antikörperexpression mittels Zytofluorometrie in klare Subpopulationen unterschieden werden. Dies ergänzt und erweitert die klassische Analyse der Zellen mittels Durchflusszytometrie. Weiterhin bietet dieses Verfahren neue Möglichkeiten auch Subpopulationen mit geringer Größe zu untersuchen und auf Grund ihrer Morphologie und der Antikörperverteilung ihrer Oberfläche zu kategorisiert. Diese Arbeit soll dazu beitragen, das Kompartiment Muttermilch während der Laktation besser analysieren zu können sowie den möglichen Einfluss von HCMV auf die zelluläre Zusammensetzung der Muttermilch, den Ort der Persistenz und Übertragungswege auf den Säugling zu verstehen.