Einleitung Inflammation und Infektion stellen heute noch die Hauptursachen
für Mortalität im Neugeborenenalter dar. Dieser Effekt ist
insbesondere verstärkt bei Frühgeborenen zu beobachten. Das
Medikament 4-Phenylbuttersäure (PBA) hemmt den Stress im endoplasmatischen
Retikulum (ER). Unser Ziel war es, die Effekte von PBA auf eine durch LPS induzierte
Inflammation in vitro, in vivo und ex vivo zu untersuchen.
Methoden Die Transmigration muriner Granulozyten wurde nach Stimulation mit
einem proinflammatorischen Zytokin KC und in Kombination mit PBA beurteilt. Die
Zytokinspiegel von MCP-1, IL-6, TNF-α, KC (Maus) wurden im Serum sowie in
Granulozyten und Endothelzellen (mPLMECs) mittels ELISA und qRT-PCR quantifiziert.
Für die Intravitalmikroskopie wurden schwangere Mäuse mit LPS oder
LPS und PBA vorbehandelt und anschließend die Leukozytenadhäsion der
Mausfeten im Alter von E14 bis E18 in vivo quantifiziert. Die Transmigration humaner
Granulozyten sowie die Leukozytenadhäsion wurde nach Stimulation mit IL-8
oder in Kombination mit PBA mittels Flusskammer quantifiziert. Die statistische
Auswertung erfolgte mit 2-way-ANOVA oder Student"s t-test.
Ergebnisse Um die entzündungshemmende Eigenschaft von PBA zu
überprüfen, wurde zunächst dessen Einfluss auf die
Transmigration adulter Mausgranulozyten untersucht. Die Behandlung von PBA konnte
die durch KC gesteigerte Transmigration um 43% reduzieren (P=0,001).
Im murinen Granulozyten konnte PBA die durch LPS-induzierten proinflammatorischen
Proteinspiegel von TNF-α um 44% gesenkt werden (P=0,002),
währenddessen stieg im murinen Serum MCP-1 um 204% an
(P=0,013). Da Endothelzellen eine zentrale Rolle in der
Leukozytenrekrutierung spielen, wurde der Einfluss von PBA auf die Endothelzellen
mPLMECs überprüft. Der durch LPS-stimulierte Anstieg von MCP-1 und
IL-6 konnte durch die zusätzliche Gabe von PBA um 51 und 42%
mitigiert werden (P<0,001, P=0,011), gleichzeitig wurde KC
hochreguliert (P<0,001). Als nächstes wurde der Effekt von PBA auf
die Leukozytenadhäsion intrauteriner Mausfeten mittels Intravitalmikroskopie
untersucht. Die PBA-Behandlung zeigte ab einem Gestationsalter von E16 eine
Reduktion der durch LPS-induzierten Leukozytenadhäsion um bis zu 61%
(P=0,016). Als letzter Schritt wurde der Effekt von PBA auf humane Zellen
überprüft. Analog zum murinen Modell konnten wir eine Reduktion der
gesteigerten Leukozytenadhäsion nicht nur von Erwachsenen, sondern auch von
Neugeborenen und Frühgeborenen durch die PBA Behandlung zeigen sowie eine
Reduktion der gesteigerten granulozytären Transmigration bei Erwachsenen und
Neugeborenen.
Diskussion Die medikamentöse Behandlung mit PBA zeigt einen deutlichen
antiinflammatorischen Effekt auf die granulozytäre Transmigration und
leukozytäre Adhäsion, sowie auf Veränderung des
Zytokinmilieus hinsichtlich eines antiinflammatorischen Phänotyps im murinen
und humanen Modell. Die Hemmung von ER-Stress könnte einen neuartigen Ansatz
in der perinatalen Immunmodulation darstellen.
