Subpopulationen dendritischer Zellen im Nabelschnurblut afrikanischer Neugeborener und ihre Veränderungen im Zusammenhang mit maternaler Plasmodium falciparum-Belastung

Abstract

Die dendritischen Zellen (DC) werden aufgrund ihrer zentralen Rolle in der Initiierung und Steuerung der angeborenen und erworbenen Immunreaktionen als wichtigste Antigen-präsentierende Zellen angesehen. Obwohl gewisse Beeinträchtigungen der DC durch Plasmodium falciparum (Pf) bekannt sind und die von diesem Erreger verursachte Malaria die wohl wichtigste Parasitose des Menschen ist, wurden erst wenige Untersuchungen hierzu veröffentlicht. Da vor allem kleine Kinder ein hohes Risiko für schwer verlaufende Malariaepisoden haben, besitzt das Verständnis des neonatalen Immunsystems und seine Beeinflussung durch Pf eine hohe Priorität. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden daher Basisdaten zu den Konzentrationen von DC-Subtypen im Nabelschnurblut (CB) in einer stark Pf-exponierten Population in Lambaréné, Gabun, gewonnen.

Mit Hilfe der Fluoreszenz-Durchflusszytometrie (FACS) wurden Enumerationen von myeloiden DC (mDC) und plasmazytoiden DC (pDC) durchgeführt. Zur Identifizierung wurden die Marker BDCA-1 und BDCA-2 herangezogen.

Die Ergebnisse von 41 CB-Proben konnten in die Analyse einbezogen werden. Bei einem mittleren mDC:pDC-Ratio von 2:3 lagen durchschnittlich 5000 mDC und 7000 pDC pro Milliliter vor. Bei pränatal Pf-exponierten Kindern waren die mDC signifikant vermehrt und mit steigendem maternalen Alter fielen die Konzentrationen der CBDC.

Die bei maternaler Pf-Belastung erhöhten DC-Zahlen passen zu Untersuchungen, die einen Th2-Shift von Immunreaktionen solcher Kinder zeigen. Zwar werden mDC vor allem mit der Initiierung von Th1-Antworten in Verbindung gebracht, doch sind im Falle von CBDC funktionelle Beeinträchtigungen beschrieben worden, deren Resultat die Kompromittierung von Th1- und eine Bevorzugung von Th2-Reaktionen ist. Es wurde keine Beeinträchtigung der für die DC-Funktion wichtigen HLA-DR-Expression wie im Falle von Malariapatienten gefunden. Dies legt die Schlussfolgerung nahe, dass die für die beobachteten Veränderungen beim Neugeborenen verantwortlichen Faktoren im Gegensatz zu infizierten roten Blutzellen die DC-Funktion nicht in dieser Art und Weise kompromittieren. Die Abnahme der Absolutkonzentrationen beider DC-Subpopulationen mit dem maternalen Alter könnte mit der chronischen Immunmodulation durch kontinuierliche Helmintheninfektionen zusammenhängen, bedarf jedoch näherer Untersuchungen.

Due to their central role in the initiation and regulation of innate and acquired immune responses, the dendritic cells (DC) are considered to be the most important antigen-presenting cells. Although it is known that Plasmodium falciparum (Pf) can affect and to some extent impair DC function, and malarial disease caused by this parasite arguably is the most important parasitosis of humans, few studies on this topic have been published. As mainly young children are at high risk of experiencing clinically severe malarial episodes, the understanding of the neonatal immune system and its interactions with Pf are a priority. In the present study, baseline data for the concentrations of DC subtypes in cordblood (CB) in a highly Pf-exposed population in Lambarene, Gabon, were collected.

Enumerations of myeloid (mDC) and plasmacytoid DC (pDC) were carried out by fluorescence-flowcytometry (FACS). The markers BDCA-1 and BDCA-2 were used for identification of the DC populations.

Results of 41 CB samples could be included in the analysis. With a mean mDC:pDC-ratio of 2:3, on average 5000 mDC and 7000 pDC were present in 1 milliliter of CB. In children exposed to Pf in utero, mDC numbers were significantly higher. The concentrations of CBDC decreased with increasing maternal age.

The increased numbers of DC found in cases with maternal Pf burden fit investigations that showed a Th2 shift of the immune responses in such children. While mDC are supposed to initiate mainly Th1 responses, functional deficits have been described in the case of CBDC, which lead to preferential induction of Th2 responses. In contrast to studies in malaria patients, no changes in the functionally important HLA-DR expression were found. This suggests that the agents responsible for the alterations observed in the newborn do not compromise the DC function in this way, in contrast to infected red blood cells. The decline of absolute concentrations of both DC subpopulations with increasing maternal age could be related to chronic immunomodulation by persisting helminth infections, but this hypothesis requires further studies.