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DOI: 10.1055/s-0031-1300023
Influence of a Co-stimulation of Human Leucocytes with an Escherichia coli Preparation and Fixed Immunoglobulins on Cytokine Release in the Presence of Hydrocortisone
Publication History
Publication Date:
26 December 2011 (online)
Summary
Pharmaceuticals of biological origin consisting of bacterial culture suspensions (BCS) as active ingredients have long been used for the treatment of hemorrhoidal diseases and chronic anal pruritogenic eczemas. However, some of these pharmaceuticals often contain glucocorticoids such as hydrocortisone as an anti -inflammatory supplement.
Therefore, the question arises whether the claimed immunostimulatory capacity of the bacterial culture suspension might be altered by the steroid. Up to now, numerous reports support the evidence that the stimulation of the different Fc-receptor subtypes on leucocytes result in profound immunoregulatory activities influencing phagocytosis and antigen processing, antibody-dependent cytotoxicity or secretory functions thereby enhancing the overall activities of the immune system towards foreign antigens/pathogens. With these findings in mind it was investigated whether the immunomodulatory capacity(s) of the BCS in the presence of hydrocortisone will be modified by solid-phase bound immunoglobulins (Igs). For this purpose freshly prepared human peripheral blood leucocytes (PBLs) were incubated with different concentrations of the BCS (0.1, 1, 10 µg/ml), either with or without fixed human immunoglobulins in the presence of increasing concentrations of hydrocortisone. As a parameter of PBL activation the secretion of different cytokines was measured, e.g. tumor necrosis factor alpha (TNF -α), interleukin 10 (IL-10) and granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM- CSF). Cytokines were determined with specific sandwich ELISAs.
With this modified cell culture system it was demonstrated that the immunosuppressive activities, normally caused by hydrocortisone, were partially antagonized by the combination of BCS plus fixed Igs. TNF- α and GM- CSF were significantly more produced, even in the presence of hydrocortisone, whereas the synthesis of IL-10 was diminished by fixed Igs. However, this effect could be reversed with increasing concentrations of hydrocortisone. These results raise the possibility that in the natural environment, e.g the rectal mucosa, antigens derived from the BCS are bound by specific Igs, thereby modifying secretory and effector functions of locally present leucocytes in another way as free antigens. The biological relevance of these in vitro data with respect to the therapeutic benefit of the BCS preparations with hydrocortisone will be discussed considering recent findings in the literature.
Zusammenfassung
Einfluß einer Kostimulation humaner Leukozyten mit einer Escherichia coli-Bakterienkultur Suspension und fixierten Immunglobulinen auf die Zytokin- Freisetzung in Anwesenheit von Hydro- Cortison
Bakterienkultur Suspensionen von Escherichia coli (E.coli BKS) als Bestandteil pharmazeutischer Zubereitungen werden seit langem zur Behandlung von Hämorrhoiden und von chronischen Ekzemen des Analbereiches eingesetzt. In einigen Darreichungsformen der als Salbe oder Zäpfchen verabreichten BKS ist zusätzlich Hydrocortison (HC, juckreizstillend, entzündungshemmend) enthalten.
Es stellt sich daher die Frage, ob dadurch die gewünschte immunstimulierende Wirkung der E. coli BKS verändert wird. Zahlreiche Literaturbefunde weisen auf eine tiefgreifende immunregulatorische Rolle von Fc-Rezeptor Subtypen hinsichtlich Phagozytose, Antigenpräsentation, Antikörper-vermittelter Zytotoxizitt und Verstärkung sekretorischer Leistungen immunkompetenter Zellen hin. Diese tragen insgesamt zur Steigerung der Infektabwehr bei. Deshalb wurde hier untersucht, ob unter dem Einfluß von HC fixierte Immunglobuline (Igs) in der Lage sind, die immunstimulatorische Wirkung der BKS zu modifizieren. Hierfür wurden periphere mononukleäre Blutleukozyten (PBLs) 10 gesunder Spender invitromit verschiedenen Konzentrationen der BKS in Anwesenheit von HC, mit oder ohne fixierte humane Igs, stimuliert. Parameter für die immunmodulatorische Aktivität der E. coli BKS war die Freisetzung der Zytokine Tumor Nekrose Faktor alpha (TNF-α), Interleukin 10 (IL-10) und Granulozyten Makrophagen Koloniestimulierender Faktor (GM- CSF), welche mit spezifischen Sandwich ELISAs gemessen wurden.
Die Ergebnisse zeigen, dass trotz der Anwesenheit von Hydrocortison PBLs mit fixierten Immunglobulinen, im Vergleich mit den Kontrollkulturen ohne Immunglobulin Beschichtung, signifikant mehr TNF- a und GM -CSF produzierten. Die Freisetzung von JL 10 wurde durch fixierte Immunglobuline eher verringert, wobei jedoch steigende Konzentrationen von HC die IL- 10 Produktion wieder stimulierten. Denkbar ist, dass die unter natürlichen Bedingungen lokal anwesenden Antikörper die Präsentation bakterieller Antigene der BKS in Form von Immunkomplexen beeinflussen und dadurch im Vergleich zu nicht komplexierten Antigenen die sekretorischen Leistungen immunkompetenter Zellen moduliert werden. Die biologische Relevanz dieser In-vitro-Befunde für den therapeutischen Einsatz von BKS mit Hydrocortison bei entzündlichen Analerkrankungen wird unter Berücksichtigung aktueller Literatur diskutiert.