Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Interaktion von Mycoplasma bovis mit bovinen Monozyten-Subpopulationen

Feierabend, Maria

Mycoplasma (M.) bovis ist einer der wichtigsten Erreger der bovinen Mykoplasmose, welcher Pneumonien und Arthritiden bei Kälbern und Mastitiden bei adulten Rindern hervorruft. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Interaktion von M. bovis mit Monozyten und den aus Monozyten gereiften Makrophagen (MdM) näher beleuchtet. Zunächst wurde geprüft, ob sich die Makrophagenzelllinie BoMac als In-vitro-Modell für die Untersuchung der Interaktion von M. bovis mit bovinen Makrophagen eignet. BoMac-Zellen wiesen nur wenige Eigenschaften der Primärzellen auf und eignen sich nicht als In-vitro-Modell zur Untersuchung der Interaktion von M. bovis mit bovinen MdM. Weiterhin wurde untersucht, ob M. bovis die Chemokin-induzierte Aktivierung, gemessen an einem Anstieg der intrazellulären Kalziumkonzentration, der Monozyten beeinflusst. M. bovis hatte keinen Effekt auf den Chemokin-induzierten Kalziumeinstrom in bovine Monozyten. Die Differenzierung der Monozyten in phänotypisch und funktionell unterschiedliche Makrophagen wurde mit verschiedenen Konzepten analysiert. Der alleinige Einsatz der Wachstumsfaktoren boGM‑CSF und boM-CSF führte zu einer phänotypischen und morphologischen Polarisierung, die sich durch den Zusatz klassischer, polarisierender Stimulanzien (LPS/boIFN-g oder boIL-4/boIL-13) nicht wesentlich steigern ließ. M. bovis reagierte bevorzugt mit boGM-CSF-MdM und hemmte den boIFN-g-induzierten Anstieg der MHC-Klasse-II-Expression. M. bovis modulierte zudem die durch boIFN-g-induzierte Produktion reaktiver Sauerstoffspezies von Makrophagen, wohingegen die boIFN‑g‑induzierte NO-Produktion durch M. bovis nicht beeinflusst wurde. Zudem reagierte M. bovis präferenziell mit aus klassischen und nicht-klassischen Monozyten gereiften Makrophagen, welche sich hinsichtlich ihrer Reaktion auf M. bovis unterschieden. Die in dieser Arbeit gemachten Beobachtungen stellen somit eine Basis für weitere Studien zur Aufklärung der Pathogenese der M. bovis‑assoziierten Erkrankungen dar.

Mycoplasma (M.) bovis is associated with pneumonia and arthritis in veal calves as well as mastitis in dairy cows. In this work, the interaction of M. bovis with monocytes and with monocyte-derived macrophages (MdM) was investigated. First, it was determined whether the bovine macrophage cell line BoMac could be a suitable surrogate in vitro model for the interaction of M. bovis with primary MdM. BoMac-cells did not respond towards M. bovis as primary MdM. Therefore, they do not represent a suitable in vitro model for studying the interaction of bovine macrophages with M. bovis. Furthermore, the impact of M. bovis on the chemokine‑induced calcium-influx of bovine monocytes was investigated. M. bovis did not have an impact on the chemokine-induced activation of bovine monocytes. Moreover, the differentiation of monocytes into macrophages with distinct phenotypes and functions was analyzed. The usage of boGM‑CSF and boM‑CSF resulted in phenotypic and morphologic polarization, which could not be enhanced by adding classical, polarizing stimuli (LPS/boIFN-g or boIL‑4/boIL-13). M. bovis preferentially interacted with boGM-CSF-MdM and inhibited the boIFN-g-induced upregulation of MHC‑II expression. M. bovis also modulated the boIFN‑g-induced production of reactive oxygen species in macrophages but not the production of NO. Moreover M. bovis displayed a preferential interaction with MdM differentiated from classical and non-classical monocytes. Interestingly, the response of monocyte subset-derived macrophages towards M. bovis differed substantially. The analysis of selected IFN‑g-related signaling molecules revealed that M. bovis had an impact on the signaling downstream of STAT1 at the level of transcription by, in tendency, inhibiting PKC-a. Given that M. bovis fine-tunes and intersects with monocyte-macrophage polarization, the findings presented in this work may promote further studies that could help clarifying the pathogenesis of M. bovis-induced diseases.

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Feierabend, Maria: Interaktion von Mycoplasma bovis mit bovinen Monozyten-Subpopulationen. Hannover 2019. Tierärztliche Hochschule Hannover.

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