Einfluss einer allergischen Sensibilisierung und parasitären Infektion bei Müttern auf die allergen- und antigenspezifische Immunreaktivität der Neugeborenen

Abstract

Der Einfluss von parasitären Infektionen während der Schwangerschaft auf die Reifung des fetalen Immunsystems ist bis heute nicht ausreichend verstanden. Bei Kindern von infizierten Müttern wird eine gesteigerte Empfänglichkeit für parasitäre Infektionen, eine höhere Parasitenlast und eine längere Infektionsdauer beobachtet. Zugleich scheint eine parasitäre Infektion der Mutter während der Schwangerschaft deren Kinder durch eine spezifische Immunsuppression und Toleranzinduktion vor schweren klinischen Symptomen nach Infektion im späteren Leben zu schützen. Des Weiteren deutet vieles daraufhin, dass eine parasitäre Infektion der Mutter, vor allem mit Helminthen, deren Kinder vor allergischen Erkrankungen bewahrt. Auch eine Allergie der Mutter beeinflusst die allergische Immunreaktivität der Kinder im späteren Leben, jedoch ist nicht bekannt, ob eine allergische Sensibilisierung der Mutter auch die Inzidenz und den Krankheitsverlauf von parasitären Infektionen bei deren Kindern beeinflusst. Die hier vorliegenden Untersuchungen sollten die allergen- und parasitenantigen¬spezifische zelluläre Immunantwort von Müttern und deren Neugeborenen in der Zentralregion der Republik Togo untersuchen. Mit Hilfe parasitologischer und serologischer Nachweisverfahren wurden der Infektionsstatus und die antigen- und allergen-spezifische Antikörperreaktivität der Mütter ermittelt. Aus peripherem Vollblut der Mütter und Nabelschnurblut der Neugeborenen wurden mononukleäre Blutzellen isoliert und mit Allergenen und Parasitenantigenen für 24, 48, 72 und 96 Stunden ko-kultiviert. Anschließend wurde die Sekretion von Chemokinen (ENA-78, MCP-1, IL-8, MIP-1alpha, MIP-1beta, TARC, MDC) und Zytokinen (IL-10 und IFN-gamma) bei Mutter und Kind quantifiziert. Die Ergebnisse dieser Studie deuten daraufhin, dass sowohl die parasiten- als auch die allergenspezifische Immunreaktivität bei Neugeborenen von einer parasitären Infektion der Mutter während der Schwangerschaft beeinflusst wurden. Eine Infektion der Mutter mit Helminthen induzierte bei deren neugeborenen Kindern eine erhöhte zelluläre Sekretion von ENA 78, MIP-1alpha, MIP-1beta, TARC und IL-10. Bei Neugeborenen von Müttern, die eine Infektion mit Protozoen vorwiesen, wurden vor allem ENA-78, TARC, MDC und IL-10 vermehrt sezerniert. Auch eine allergische Sensibilisierung der Mutter gegen die ubiquitär vorkommenden Haus- und Mehlstaubmilben veränderte sowohl die allergen- als auch auf die parasitenantigenspezifische Immunreaktivität der Neugeborenen. Es konnte gezeigt werden, dass Nabelschnurblutzellen von Neugeborenen bei Vorliegen einer allergischen Sensibilisierung der Mutter vermehrt ENA-78, IL-8, MIP-1alpha, MIP-1beta, IFN-gamma und IL-10 sezernierten. Eine Polarisierung der Immunantwort bei Schwangeren und Neugeborenen in Richtung einer reinen Th2-Immunaktivität wurde in letzter Zeit vermehrt in Frage gestellt. In unserer Studie konnte gezeigt werden, dass sowohl die peripheren mononukleären Blutzellen der Mütter als auch die Nabelschnurblutzellen der Neugeborenen neben den Th2-typischen auch Th1-typische Chemokine und Zytokine sezernieren. Unsere Beobachtungen bestätigen auch die Annahme, dass ein pränataler Kontakt mit Parasitenantigenen und Allergenen eine immunologische Sensibilisierung des Fetus zur Folge hat. Die Nabelschnurblutzellen der Neugeborenen wiesen wiederholt ein ähnliches Chemokin- und Zytokin-Sekretions-Muster wie die peripheren mononukleären Blutzellen der Mütter auf. Zwar war die zelluläre Sekretion bei vielen Chemokinen und allen Zytokinen bei den Müttern höher als bei den Neugeborenen, was auf die schwächere Immunkompetenz bei Neugeborenen hindeutet, jedoch zeigten die Nabelschnurblutzellen in allen Stimulationsansätzen eine deutliche allergen- und parasitenantigenspezifische Sekretion von Chemokinen und Zytokinen.

The influence of parasitic infections during pregnancy on the developing foetal immune system has not been sufficiently understood up to today. Children of infected mothers are more susceptible to parasite infections, they will develop a higher parasite load and the parasites persist longer. Trans-placental contact with parasite antigens seems to induce tolerance to these parasites and this may protect the child against clinical symptoms during infection in later life. Furthermore, there are indications that a parasite infection of the mother during pregnancy, in particular with helminths, may prevent the development of allergic disorders in their children. An allergic sensitization of the mother may influence the allergen-specific cellular responsiveness of the child, but it is not known whether allergic sensitization in the pregnant mother will change parasite-specific immune responses and the incidence and pathology of parasite infections in their offspring.

The present study was carried out in central Togo in West Africa where metazoan and protozoan parasite infections are frequently diagnosed in women during pregnancy. Parasite infections of pregnant mothers and their allergic sensitization (IgE) to ubiquitous allergens were determined by parasitological and serological examination. Accordingly, mothers and their newborn children were allocated into allergen sensitized and not sensitized or else parasite infection-positive or -negative groups. Peripheral mononuclear blood cells (PBMC) from mothers and umbilical cord blood cells (UCBC) from their newborns were isolated and co-cultured in vitro with allergens and antigens for 24, 48, 72 and 96 hours. The cellular secretion of the chemokines ENA-78, IL-8, MIP-1alpha, MIP-1beta, TARC and MDC and the cytokines IFN-gamma and IL-10 was quantified. The chemokine and cytokine production was compared between mothers and their newborns, and also between infected and non-infected as well as IgE allergen-positive and -negative groups of mothers and their newborns.

The results indicate that parasite infections of mothers will modulate the parasite- as well as the allergen-specific immune responses of their newborns. Furthermore, an allergic sensitization of mothers against ubiquitous allergens (mites) changed both the allergen- and parasite-specific cellular reactivity of their newborns. The dominant Th2-type cytokine profile of mothers during pregnancy and of their newborns as well, has recently been more and more questioned. In our study, we showed that PBMC of mothers as well as UCBC from newborns secreted not only Th2-type but also Th1-type chemokines and cytokines. Our observations also confirmed the contention that a trans-placental antigen or allergen transfer from the mother to the foetus will result in a specific pre-natal immune modulation of the child. The chemokine and cytokine production profile of UCBC from newborns was similar to that observed in PBMC from their mothers; however, the amounts secreted by maternal PBMC were often higher than those released by UCBC from newborns. This indicates a generally weaker immune competence in newborns, but umbilical cord blood cells responded specifically to antigen and allergen stimulations and such disclosed that a prenatal parasite- and allergen-specific sensitisation has occurred. Furthermore, a distinct allergen- and parasite-specific chemokine and cytokine secretion profile was induced in newborns which did not result in a deviated Th1- or Th2-type immune dominance. How prenatal parasite- and allergen-specific immune sensitization and modulation may influence the susceptibility to and progression of parasite infections of children and their predisposition for and extent of allergic disorders in later life has to be examined in further studies.