Infektion mit nontypeable Haemophilus influenzae (NTHi) führt in primären humanen Bronchialepithelzellen (pBEC) zur Expression von Markern und Produkten mesenchymaler Zellen

Einleitung: Non-typeable Haemophilus influenzae (NTHi) ist einer der am häufigsten bei COPD-Patienten nachgewiesenen Keime. Bislang sind die Auswirkungen der Infektion mit NTHi auf das humane Bronchialepithel unzureichend untersucht, insbesondere in Bezug auf Gewebsumbauprozesse als inflammatorische Reaktion.

Methoden: Wir etablierten ein Modell der humanen Bronchialschleimhaut, indem wir bei Bronchoskopien gewonnene primäre Bronchialepithelzellen (pBEC) kultivierten und in Air-Liquid-Interface (ALI)-Kulturen überführten. Im ALI wurden die pBEC mit NTHi und Transforming-Growth-Factor-β (TGF-β) stimuliert. Im Versuchsverlauf wurde zu verschiedenen Zeitpunkten die Expression des epithelialen Markers E-Cadherin und des mesenchymalen Markers Vimentin in Western Blot, qPCR und Immunfluoreszenzmikroskopie bestimmt. Weiterhin erfolgte eine Untersuchung der Expression verschiedener Produkte mesenchymaler Zellen in der qPCR.

Ergebnisse: Während die E-Cadherin-Expression stabil blieb, war Vimentin nur nach Stimulation sowohl mit NTHi als auch mit TGF-β über den gesamten Zeitraum nachweisbar. Die Expression der gewebsabbauenden Matrix-Metalloproteasen (MMP) 2 und 9 wurde durch Stimulation mit NTHi deutlich stärker induziert als die Expression ihrer Inhibitoren TIMP 1 und 2. Nach Stimulation mit TGF-β wurde auch Kollagen 1 und 4 induziert. Durch NTHi-Infektion wurde außerdem die Expression von TGF-β deutlich gesteigert.

Diskussion: Durch die Infektion mit NTHi wird, ebenso wie durch TGF-β, eine Umwandlung der Zellen zu einem mesenchymalen Zelltyp induziert, was sich durch die vermehrte Expression von Vimentin zeigt. Dies führt zu einer erhöhten Genexpression von Produkten mesenchymaler Zellen wie den MMPs. Die Ergebnisse sind ein Hinweis darauf, dass eine Infektion mit NTHi über inflammatorische Reaktionen am Bronchialepithel zu Gewebsumbau führen und damit zur Progression von Merkmalen der COPD wie dem Emphysem beitragen könnte.