Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Die Induktion von Immun-Training und -Toleranz in bovinen Monozyten und Makrophagen durch Mikroorganismen-assoziierte molekulare Muster

Schünemann, Lisa-Marie GND

Das Potential des angeborenen Immunsystems, ein Gedächtnis auszubilden, ist für den Menschen und für das Modelltier Maus beschrieben worden. Ziel der Arbeit war es, ein Gedächtnis des angeborenen Immunsystems in bovinen Monozyten und Makrophagen (Mph) zu induzieren, welches in einer veränderten Reaktion auf den Zweitkontakt mit einer Erregerstruktur besteht. Zwischen Erst- und Zweitkontakt muss eine Rückkehr zur Homöostase gegeben sein. Eine Toleranz durch LPS konnte in solchen Mph ausgelöst werden, deren Monozyten durch Selektion plastik-adhärenter Zellen (PA M) isoliert wurden. In Mph aus durch magnetisch-aktivierter Zellsortierung gewonnenen Monozyten konnte dagegen keine Toleranz induziert werden. Diese Diskrepanz der Toleranzinduktion zwischen Mph unterschiedlicher Herkunft könnte auf kontaminierende CD2 positive Lymphozyten in den PA M zurückzuführen sein, welche mit der Stärke der Toleranz korrelierten. Ein Training durch beta Glucan zeigte sich in einer erhöhten TNF alpha-Sekretion nur dann, wenn auch nicht klassische Monozyten eingesät wurden. Weiterhin war die Zugabe von Zytokinen (IFN-gamma, GM-CSF), welche Monozyten in klassisch aktivierte Mph polarisieren, oder die Anwesenheit lymphoider Zellen erforderlich. Insgesamt konnte in bovinen Monozyten durch beta Glucan ein Training und durch LPS eine Toleranz des angeborenen Immunsystems induziert werden. Da dies zum Teil von der Anwesenheit lymphoider Zellen abhängig war, sollte in zukünftigen Studien untersucht werden, welche Zell Populationen im Speziellen die Ausbildung eines Gedächtnisses monozytärer Zellen des Rindes beeinflussen. Insbesondere sollte das Augenmerk auf die Rolle der nicht klassischen Monozyten gelegt werden und die epigenetischen und metabolischen Hintergründe dieses Phänomens näher beleuchtet werden.

The innate immune system’s potential to build a memory was described for humans and experimental animals like mice. This work aimed at the induction of innate immune memory in bovine monocytes and macrophages (mph), which is defined by a different reaction towards a second contact with a pathogen structure. Between first and second contact, a return to homeostasis has to be achieved. A tolerance through LPS could be induced in those mph, whose monocytes were isolated by selection of plastic adherent cells (PA M). In mph from magnetic activated cell sorting gathered monocytes, no tolerance could be induced. This discrepancy in tolerance induction between mph from different origins could be deduced to contaminating CD2 positive lymphocytes in PA-M, which correlated with tolerance intensity. Training through beta glucan presented itself by a higher TNF alpha-secretion only, if non classical monocytes were seeded in as well. Furthermore, addition of cytokines (IFN gamma, GM CSF) which polarize monocytes to classical-activated mph, or the presence of lymphoid cells was necessary. Collectively, beta glucane induced innate immune training and LPS induced innate immune tolerance in bovine monocytes. As this was partly due to the presence of lymphoid cells, the exactly required cell populations for the generation of a memory in monocytic bovine cells should be addressed in future studies. In particular, non classical monocytes should be examined and epigenetic as well as metabolic backgrounds of this phenomenon should be highlighted.

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