Dexamethason-21-isonicotinat als Begleittherapie bei Kühen mit Systemic Inflammatory Response Syndrome Schlüsselwörter: Dexamethason, SIRS, Phagozytoseaktivität/Burstaktivität von Monozyten und neutrophilen Granulozyten, Tumornekrose Faktor alpha

Ziel dieser Arbeit war es herauszufinden, ob es sich bei der leukozytoklastischen Zelldesintegration der neutrophilen Granulozyten in kutaner leukozytoklastischer Vaskulitis (kLV) um Apoptose handelt. Um die zugrundeliegenden Mechanismen dieses Zellzerfalls näher zu charakterisieren, wurden Hautbiopsien von 9 Patienten mit klinisch und histologisch gesicherter kLV und 13 Hautbiopsien von Patienten mit kLV folgend auf intrakutane Histamin-Injektion im zeitlichen Verlauf untersucht. Licht und elektronenmikroskopisch wurde die Morphologie der Leukozytoklasie beurteilt. Immunhistologische Untersuchungen beinhalteten klassische pro-apoptotische Rezeptoren (CD95/CD95L), desweiteren über die Mitochondrien (Bax/Bcl-2) und auf genetischer Ebene die Apoptose regulierende Proteine (p53/p21). Es wurde zusätzlich die Expression von Zelloberflächen-Rezeptoren (FcgammaRIII/ FcgammaRII) beurteilt. Mittels der TUNEL-Methode wurde versucht die klassische DNA-Fragmentierung nachzuweisen. Obwohl strukturell und ultrastrukturell die klassischen morphologischen Merkmale der Apoptose vorlagen, konnte diese biochemisch nicht untermauert werden. DNA-Fragmentierung liess sich nur in schon von Makrophagen phagozytierten Kernfragmenten nachweisen. Neutrophile waren negativ und ihre Fragmente waren es vorwiegend. Den untersuchten Rezeptoren CD95/CD95L kommt allenfalls eine geringe und den Proteine, Bax/Bcl-2 und p53/p21 keine Rolle im Zellzerfall der Neutrophilen in dieser selbstlimitierten Entzündung zu. Interessanterweise wurde jedoch FcgammaRIII sehr stark auf der Oberfläche nicht nur intakter, sondern auch schon fragmentierter neutrophiler Granulozyten exprimiert. Dementsprechend ist anzunehmen, dass diese konstitutionell exprimierten Rezeptoren nicht nur eine Rolle in der Aktivierung, sondern auch eine Rolle in der darauf folgenden Auslösung der Apoptose in diesen Zellen spielen. Desweiteren dienen diese stark glykosylierten Rezeptoren möglicherweise als Phagozytose-Erkennungsmerkmal für Makrophagen. FcgammaRII liess sich hingegen nicht auf der Oberfläche der Neutrophilen und ihrer Fragmente nachweisen. Dies könnte einerseits durch eine Verdrängung durch FcgammaRIII bedingt sein, andrerseits könnten sie durch Immnunkomplex-Bindung eine separate oder zusätzliche Rolle in der Induktion des Zellzerfalls spielen. Zusammenfassend weist der leukozytoklastische Zellzerfall der Neutrophilen in kLV die klassischen morphologischen Merkmale der Apoptose auf, die biochemisch jedoch auf atypische Weise abläuft. In dieser Hinsicht zu erwähnen, ist vor allem die verzögerte oder durch DNasen der Makrophagen bedingte DNA-Fragmentierung. / The aim of this study was to find out whether leukocytoklastic cell desintegration of neutrophils in cutaneous leukocytoklastic vasculitis (clv) is apoptosis. In order to find out more about the underlying mechanisms leading to this form of cell desintegration and subsequent cell death skin sections of 9 patients with clinically and histologically verified clv and of 13 patients with clv after intradermal injection of histamine were examined at different timepoints. The structural and ultrastructural morphological features of leukoctyoklasia were evaluated light- and electronmicroscopically. Immunhistochemistry included well known death receptors (CD95/CD95L), mitochondrial proteins (Bax/Bcl-2), proteins interfering with the cell cycle (p53/p21) and cell surface receptors (FcgammaRIII/FcgammaRII). Furthermore DNAfragmentation was assessed by the TUNEL-method. Although the structural and ultrastructural features of leukocytoklastic cell desintegration of neutrophils in clv revealed typical apoptotic morphology, the underlying biochemistry didn`t match apoptotic means. DNA-fragmentation was only seen in a minor fraction of fragmented nuclei and prominent in already phagocytosed debris. Neutrophils at different locations (in the lumen of the postcapillary venules, within the wall of the blood vessels and in the perivascular tissue) were always negative.The examined death receptors, mitochondrial proteins and DNA-interfering proteins play no (Bcl-2/Bax, p53/p21) or only a minor (CD95/CD95L) role in the biochemical mechanism leading to the cell desintegration of these cells in this self-limited inflammation. Interestingly FcgammaRIII was highly expressed not only in intact but also extremely desintegrated neutrophils as well as on the surface of their fragments. One could therefore assume that this receptor not only plays a role in activation of these cells, but also might be involved in the following induction of the cell death programm. Maybe this highly glycosylated receptor also functions as an `eat me flag` in the recognition-mechansim by macrophages. FcgammaRII could not be shown on the cell surface of these cells in this context, which on the one hand could be due to the high expression of FcgammaRIII with no room left for FcgammaRII on the cell surface or due to a separate or additional role in the induction of the cell death programm. Finally leukocytoklastic cell desintegration shows strong resemblance to apoptosis but with non classical underlying biochmical mechanisms, most importantly to mention the delay in DNA-fragmentation which could also be due to DNAdegradation by DNases of macrophages.

In der vorliegenden Arbeit wurde Gewebe aus den Nasennebenhöhlen von Patienten mit Nasenpolypen untersucht. Außerdem wurden Zusammenhänge zwischen den Zellpopulationen und den Angaben zu allergischen Erkrankungen und wiederholtem Auftreten der Polypen analysiert. Es fand sich eine interindividuell unterschiedlich starke Infiltration mit eosinophilen Granulozyten. Es konnten keine Unterschiede in der prozentualen Verteilung von eosinophilen Granulozyten im Polypengewebe bei allergischen/ nichtallergischen Patienten oder Patienten mit/ ohne Rezidiv nachgewiesen werden. Die Untersuchungen erfolgten mit dem Laser Scanning Zytometer (LSC), das mit der Standardmethode, der Begutachtung mittels Lichtmikroskop, verglichen wurde. Mit der beschriebenen Methode erfolgte die Untersuchung von Polypengewebe nach einem speziell für diese Anwendung entwickelten Protokoll. Die Ergebnisse korrelierten gut mit den Ergebnissen der Lichtmikroskopie. Aufgrund der Weiterentwicklung des LSC und der ständig wachsenden Anzahl der Nachweismöglichkeiten der an der Polyposis nasi beteiligten Zytokine stellt das LSC eine ideale Methode für die Erforschung der Pathogenese von chronischen Entzündungen der Nasennebenhöhlen dar.

In der vorliegenden Arbeit wurde Gewebe aus den Nasennebenhöhlen von Patienten mit Nasenpolypen untersucht. Außerdem wurden Zusammenhänge zwischen den Zellpopulationen und den Angaben zu allergischen Erkrankungen und wiederholtem Auftreten der Polypen analysiert. Es fand sich eine interindividuell unterschiedlich starke Infiltration mit eosinophilen Granulozyten. Es konnten keine Unterschiede in der prozentualen Verteilung von eosinophilen Granulozyten im Polypengewebe bei allergischen/ nichtallergischen Patienten oder Patienten mit/ ohne Rezidiv nachgewiesen werden. Die Untersuchungen erfolgten mit dem Laser Scanning Zytometer (LSC), das mit der Standardmethode, der Begutachtung mittels Lichtmikroskop, verglichen wurde. Mit der beschriebenen Methode erfolgte die Untersuchung von Polypengewebe nach einem speziell für diese Anwendung entwickelten Protokoll. Die Ergebnisse korrelierten gut mit den Ergebnissen der Lichtmikroskopie. Aufgrund der Weiterentwicklung des LSC und der ständig wachsenden Anzahl der Nachweismöglichkeiten der an der Polyposis nasi beteiligten Zytokine stellt das LSC eine ideale Methode für die Erforschung der Pathogenese von chronischen Entzündungen der Nasennebenhöhlen dar.

Die COPD (chronic obstructive pulmonary disease) ist eine weltweit vorkommende, chronisch obstruktive Erkrankung der Lunge. Sie gilt als vierthäufigste Todesursache weltweit, wobei ein Viertel der akuten bakteriellen Exazerbationen auf eine Infektion mit Moraxella catharralis zurückzuführen sind. Sowohl das akute, als auch das chronische Entzündungsbild der COPD wird überwiegend durch neutrophile Granulozyten in den Atemwegen bestimmt, die neben antimikrobiellen Effektorfunktionen durch Freisetzung von Zytokinen auch die Entzündungsreaktion bzw. Immunantwort regulieren können. In dieser Arbeit wurde untersucht inwiefern die Interaktion von M.catarrhalis mit dem humanen Granuloyzten-spezifischen Rezeptor carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule (CEACAM)3 zu einer Aktivierung der neutrophilen Granuloyzten sowie zu einer NF-kappaB-abhängigen Chemokinproduktion führt. Primäre Granulozyten gesunder Spender sowie NB4 Zellen wurden mit M.catarrhalis in Anwesenheit verschiedener Inhibitoren, siRNA oder CEACAM-blockender Antikörper infiziert und anschließend die Chemokinsekretion mittels ELISA bestimmt. Mit Hilfe eines Luziferase Reportergenassays und Chromatinimmunpräzipitation wurde die Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF-kappaB untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit konnte nachgewiesen werden, dass die spezifische Interaktion von CEACAM3 mit M. catarrhalis UspA1 in einer Aktivierung neutrophiler Granulozyten resultiert. Desweiteren kommt es zu einer CEACAM3-UspA1 abhängigen Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF-kappaB und verstärkter Sekretion proinflammatorischer Chemokine. Die NF-kappaB-Aktivierung ist abhängig von der Phosphorylierung des CEACAM3 ITAM-like Motivs und erfolgt über den Syk und Card9 Signalweg. Die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass neutrophile Granulozyten in der Lage sind, die durch M. catarrhalis induzierte Atemwegsentzündung in der COPD über den Oberflächenrezeptor CEACAM3 spezifisch zu modulieren. / The chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is the fourth most common cause of death worldwide. 25 % of the acute bacterial exacerbations are caused by infection with the human restricted pathogen Moraxella catharralis. Both the acute and the chronic inflammatory stage of COPD are predominantly determined by neutrophil granulocytes in the respiratory tract, which in addition to antimicrobial effector functions can also regulate the inflammation or immune response by releasing cytokines. This work investigated if the interaction of M. catarrhalis with the human granulocyte-specific receptor carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule (CEACAM) 3 leads to an activation of the neutrophil granulocytes and to a NF-kappaB-dependent chemokine production. Primary granulocytes from healthy donors as well as NB4 cells were infected with M. catarrhalis in the presence of various inhibitors, siRNA or CEACAM-blocking antibodies, and then chemokine secretion was determined by ELISA. Using a luciferase reporter gene assay and chromatin immunoprecipitation, activation of the transcription factor NF-kappaB was investigated. In this work it could be shown that the specific interaction of CEACAM3 with M. catarrhalis UspA1 results in the activation of neutrophil granulocytes. Furthermore, there is a CEACAM3-UspA1-dependent activation of the transcription factor NF-kappaB and increased secretion of proinflammatory chemokines. NF-kappaB activation is dependent on the phosphorylation of the CEACAM3 ITAM-like motif and occurs via the Syk and Card9 signaling pathways. The results suggest that neutrophil granulocytes are able to specifically modulate M. catarrhalis induced airway inflammation in COPD via the surface receptor CEACAM3.

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Non-resolving inflammation plays a critical role during the transition from renal injury towards end-stage renal disease. The glucocorticoid-inducible protein annexin A1 has been shown to function as key regulator in the resolution phase of inflammation, but its role in immune-mediated crescentic glomerulonephritis has not been studied so far. Methods: Acute crescentic glomerulonephritis was induced in annexin A1-deficient and wildtype mice using a sheep serum against rat glomerular basement membrane constituents. Animals were sacrificed at d5 and d10 after nephritis induction. Renal leukocyte abundance was studied by immunofluorescence and flow cytometry. Alterations in gene expression were determined by RNA-Seq and gene ontology analysis. Renal levels of eicosanoids and related lipid products were measured using lipid mass spectrometry. Results: Histological analysis revealed an increased number of sclerotic glomeruli and aggravated tubulointerstitial damage in the kidneys of annexin A1-deficient mice compared to the wildtype controls. Flow cytometry analysis confirmed an increased number of CD45+ leukocytes and neutrophil granulocytes in the absence of annexin A1. Lipid mass spectrometry showed elevated levels of prostaglandins PGE2 and PGD2 and reduced levels of antiinflammatory epoxydocosapentaenoic acid regioisomers. RNA-Seq with subsequent gene ontology analysis revealed induction of gene products related to leukocyte activation and chemotaxis as well as regulation of cytokine production and secretion. Conclusion: Intrinsic annexin A1 reduces proinflammatory signals and infiltration of neutrophil granulocytes and thereby protects the kidney during crescentic glomerulonephritis. The annexin A1 signaling cascade may therefore provide novel targets for the treatment of inflammatory kidney disease.