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5  Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wurde an primären kultivierten zerebralen Endothelzellen, einem wesentlichen zellulären Bestandteil der Blut-Hirn-Schranke, inflammatorische Effekte von Neuropeptiden und von Zellwänden von Streptococcus pneumoniae in-vitro untersucht. Neuropeptide als Mediatoren des Trigeminovaskulären Systems und PCW tragen wesentlich zur frühen Entzündungsantwort bei bakterieller Meningitis bei.

Es konnte gezeigt werden, dass beide untersuchten Neuropeptide, CGRP stärker noch als SP, den Effekt von PCW in Bezug auf die Expression und Freisetzung von Zytokinen aus zerebralen Kapillarendothelzellen verstärken.

CGRP und SP sind allein nicht in der Lage, diese Zytokine zu induzieren. Umgekehrt regulieren PCW die Dichte der CRLR- bzw. NK-Rezeptoren.

Da die Effekte von CGRP und SP Rezeptor-vermittelt sind, könnte der Einfluss von PCW auf die CRLR bzw. NK-1 Rezeptoren die kostimulatorischen Effekte gut erklären. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Neuropeptide sowohl eine proinflammatorische aber auch eine antiinflammatorische Rolle in der Entzündungskaskade haben. So zeigte CGRP bei Kostimulation mit PCW einen dosis- und zeitabhängigen Einfluss auf die Expression der Zytokine, mit verstärkter Induktion der mRNA-Expression und Proteinfreisetzung von
TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-10 und MIP-2. Im späteren Verlauf dagegen könnte sich die Wirkung von CGRP in einen hemmenden Effekt umkehren. Die nachgewiesene verminderte TNF-α-Konzentration durch CGRP um ca. 40 % gegenüber PCW allein nach 8 h, könnte der Einfluss von CGRP auf die TNF-α-Bildung, der Hochregulation und Freisetzung von löslichen TNF-Rezeptoren oder der antiinflammatorischen Wirkung von IL-10 sein. Die erhöhten Proteinkonzentrationen von IL-1β, IL-6 und MIP-2 um ca. 20-40 % zum gleichen Zeitpunkt unterstreichen den proinflammatorischen Effekt, hingegen die erhöhte IL-10-Produktion den immunmodulatorischen Effekt von CGRP zeigt. Durch CGRP8-37-Gabe kann der verstärkende Effekt von CGRP auf der Ebene der Transkription gehemmt werden, während sich bei der TNF-α-Proteinfreisetzung nach 8 h in der Tendenz ein „Rebound“ Effekt zeigt.

Wiederum alleinige Gabe von CGRP8-37 und PCW hemmt die TNF-α-Proteinbiosynthese um 65%. Allerdings ist die Hemmung der Proteinbiosynthese bei anderen Zytokinen (IL-1β, IL-6, IL-10, MIP-2) nicht so stark. Hier bewirkte CGRP8-37 nur eine Inhibition zwischen ca.15 % (IL-1β und MIP-2) und ca. 30 % (IL-6; IL-10). Ähnlich wie CGRP ist SP aber bereits schon [Seite 103↓]nach 4 h dosisabhängig in der Lage die TNF-α-Konzetrationen zu vermindern. SP wirkt am stärksten bei einer verstärkten MIP-2-Produktion um 20-40 %.

Durch Verabreichung des „Non-Peptide“ NK-1-Rezeptorantagonisten SR140333 wurde nur die TNF-α-, IL-6- und IL-10-Synthese wirkungsvoll gehemmt, während eine verstärkte, durch SP verursachte IL-1β- und MIP-2-Bildung unbeeinflusst blieb.

Warum die Gabe von SR140333 selektiv die Zytokinproduktion der PCW-stimulierten zerebralen Endothelzellen ohne zusätzliche SP-Stimulation vermindert, bleibt unklar. Dabei wird die Proteinbiosynthese von TNF-α, IL-6 und IL-10 auf 20-50 % gegenüber der nur mit PCW-stimulierten Gruppe reduziert. Da die Proteinbestimmung für maximal zwei Zeitpunkte erfolgte, ist hierbei die Wirkung des NK-1-Rezeptorantagonisten noch weiter zu untersuchen- im Hinblick auf einen „Reboundeffekt“. Weiterhin wäre zu testen, inwiefern durch andere NK-Rezeptorenblocker z.B. für NK-2, die IL-1β- und MIP-2-Synthese beeinflusst werden kann.

Es ist nur der exogene Einfluss von SP untersucht worden. Interessant wäre es, den Einfluss von PCW auf die PTT-(SP)-mRNA-Expression der zerebralen Kapillarendothelzellen zu untersuchen, da der Nachweis von SP in den Zellkulturüberständen mit Hilfe des RIA nicht gelang, aber in der Literatur eine Synthese von SP von zerebralen Endothelzellen beschrieben worden ist.

Mit Hilfe des RIA konnte festgestellt werden, dass Stimulation mit PCW eine Niederregulation der NK-Rezeptoren an der Oberfläche von Endothelzellen bewirkt - mit der Folge, dass dadurch mehr SP1-11 und SP1-7 im Überstand vorkommt. Die Rolle von SP1-7 im Entzündungsmechanismus bleibt noch ungeklärt.

In den Untersuchungen wurde gezeigt, dass PCW zunächst eine schnelle Hochregulierung der CRLR-mRNA-Expression bewirkte, mit anschließender länger andauernder Nieder-regulierung. CGRP könnte bei PCW-stimulierten zerebralen Endothelzellen in der frühen Phase der Inflammation proinflammatorisch wirken und zu einer verstärkten AM-Expression führen. Dieser CRLR-Rezeptor wiederum vermittelt möglicherweise im späteren Verlauf der Entzündungsreaktion den hemmenden Effekt auf die Entzündungskaskade.


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Folgende Mechanismen bleiben noch ungeklärt:

  1. CGRP und AM bewirken eine Reduzierung von TNF-α. Die Frage hierbei ist, ob CGRP diesen Effekt auf der Ebene der Transkription bewirkt, oder ob über die Regulation des CRLR-Rezeptors das Signal von AM unterstützt wird, oder aber dieser Effekt durch die Freisetzung von löslichen TNF-α-Rezeptoren oder die antiinflammatorische Wirkung vom vermehrt freigesetzten IL-10 kommt.
  2. Unter inflammatorischen Bedingungen ist die Regulation der Proteine RAMP-1 und RAMP-2 zu untersuchen, welche entscheidend für die Regulation der Funktion des CRLR-Rezeptors sind. Weiterhin sind neueste Erkenntnisse, die zeigen, dass noch weitere Proteine wie, z.B. „receptor component protein“(RCP) in Verbindung mit dem CRLR-Rezeptor, stehen und diese entscheidend bei der Vermittlung der Signaltransduktion von CGRP und AM eine Rolle spielen, mit unserem Modell zu überprüfen [Evans et al., 2000].
  3. Die exogene AM-Wirkung auf die zerebralen Endothelzellen (dosis- und zeitabhängig) muss geklärt werden.
  4. Abschließend lässt sich sagen, dass die Neuropeptide SP, CGRP und AM als Modulatoren der Immunantwort zu betrachten sind. Insbesondere CGRP hat einen vorwiegend proinflammatorischen Charakter. Der Mechanismus der frühen Verstärkung der Entzündungsantwort könnte durch die frühe Hochregulation von CRLR erklärt werden. Diese Beobachtungen könnten dazu beitragen, dass relativ rasch therapeutische Interventionen entwickelt werden, die die enge Interaktion von „neurogener“ und „klassischer“ Inflammation unterbrechen. Damit könnte neben der Nozizeption, die zum Kopfschmerz führt, auch die Freisetzung von Zytokinen und vasoaktiven Substanzen, die zum Leukozyten-Einstrom und zur Hyperämie und damit zu den gefürchteten Komplikationen bei bakterieller Meningitis beitragen, unterbrochen werden.
  5. Diese Arbeit spiegelt nur einen kleinen Einblick in das komplexe Netzwerk zwischen Nervensystem und Immunsystem wider. Wichtig wird sein, das Nerven- und Immunsystem in Zukunft als Einheit zu erforschen und zu begreifen.


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02.09.2004