Schmidt-Westhausen, Andrea Maria: Experimentelle Untersuchungen zur Pathogenese und Therapie der oralen Candidiasis bei Immundefizienz

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Kapitel 5. Zusammenfassung

In den letzten Jahren stieg die Zahl immunkompromittierter Patienten infolge von Infektionen sowie dem Einsatz von Immunsuppressiva und Chemotherapeutika. Seit den ersten Berichten über HIV/AIDS wurden zahlreiche Berichte publiziert, die einen engen Zusammenhang zwischen dem Auftreten einer oropharyngealen Candidiasis und der Progression zur Krankheit AIDS beschrieben. Es ist davon auszugehen, daß jeder HIV-Patient im Verlauf seiner Erkrankung mindestens eine Episode einer oralen Candidiasis erfährt. Angeborene oder erworbene T-Zelldefekte bei Mensch und Tier haben eine erhöhte Empfänglichkeit gegenüber Infektionen mit extrazellulären Erregern zur Folge.

Bisherige Untersuchungen zeigten, daß keine direkte Assoziation zwischen dem mikrobiologischen Nachweis einer hohen Anzahl von koloniebildenden Einheiten (CFU)/ml in Rachenspülwasser oder Abstrichen und dem Auftreten einer Schleimhautveränderung besteht. Immungesunde Personen ohne klinische Manifestationen weisen bis zu 103 CFU/ml in mittels Abstrichtechnik gewonnene Proben auf, während bei Patienten mit HIV-Infektion in einigen Fällen mikrobiologisch nur 50 CFU/ml nachweisbar waren und dennoch klinische Veränderungen beobachtet wurden.

Die Therapie der oralen und oropharyngealen Candidiasis beruht hauptsächlich auf der topischen bzw. systemischen Gabe von fungizid oder fungistatisch wirkenden Substanzen. Sowohl Rezidive und Resistenzbildungen als auch eine Tachyphylaxie können die Therapie und die Auswahl des Antimykotikums erschweren.

In der vorliegenden Arbeit wurde anhand eines Candidiasismodells unter Verwendung von immunkompetenten Inzuchtmäusen (Balb/c) (n=27) und Mäusen mit kombiniertem B- und T-Zelldefekt (SCID) (n=30) folgende Fragen untersucht

1. Gibt es eine Abhängigkeit zwischen inokulierter Keimmenge und der Entstehung einer C. albicans-Infektion (Dosis-Wirkungsbeziehung).

Hierzu wurden Balb/c Mäuse (n=3) mit einer Keimmenge von 105 C. albicans-Zellen/10µl (Stamm DSM 3454) oral inokuliert, n=3 mit 106, n=6 mit 107 und n=6 mit 108 C. albicans-Zellen. SCID Mäuse (n=2) wurden mit einer Keimmenge von 104, n=6 mit 105, n=3 mit 106 und n=6 mit 107 C. albicans-Zellen oral inokuliert. Eine Woche post inoculationem wurden die Tiere geopfert, die Zunge entnommen und eine Hälfte histochemisch mittels Periodic-Acid-Schiff-Methode zur Darstellung morphologischer Strukturen von C. albicans untersucht. Makroskopisch fanden sich weder bei Balb/c noch bei SCID Mäusen klinische Zeichen einer Veränderung der Zunge im Sinne einer erythematösen oder pseudomembranösen Candidiasis.


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2. Welche zelluläre Immunantwort findet als Reaktion auf die Inokulation mit definierten Keimmengen in der oralen Mukosa statt.

Hierzu wurde anhand von Gefrierschnitten der anderen Zungenhälfte und Immunperoxidase-Technik immunkompetente Zellen und deren Funktionen mit Antikörpern gegen CD4, CD13, CD54 (ICAM-1), CD62E (E-Selectin), CD74, CD80, CD86 und CD103 untersucht.

3. Ist durch Inhibition der Adhärenz von C. albicans an murine Epithelzellen mittels gleichzeitiger lokaler Applikation der Spaltprodukte von Muzin (Glykopeptiden) auf die orale Mukosa eine protektive Wirkung möglich, so daß eine Infektion verhindert werden kann. Hiermit sollte ein alternativer Therapieansatz untersucht werden, der auf einer Blockade der Adhäsion der Erreger beruht. Es wurden Balb/c Mäusen (n=8) 108 C. albicans-Zellen mit Glykopeptiden und SCID Mäusen (n=8) 105 C. albicans-Zellen zusammen mit Glykopeptiden inokuliert. Eine zuvor durchgeführte in vitro Studie zeigte, daß eine Standardisierung temperaturabhängiger Prozesse im Labor notwendig ist, um in Untersuchungen mit C. albicans eine bessere Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu erhalten.

ad 1)

Nach vollständiger histochemischer Aufbereitung und Untersuchung einer Zungenhälfte ließ sich bei Balb/c Mäusen bis zu einer Inokulationsmenge von 107 Keimen keine Invasion von Hyphen nachweisen. Erst bei Inokulation von 108 Keimen zeigte sich bei 5/6 Tieren bzw. in 26/51 Schnitten (51 %) eine Invasion in das Stratum corneum. Bei SCID Mäusen fanden sich invadierende Hyphen bei 4/6 Tieren schon bei einer Inokulationsdosis von 105 Keimen, 33/108 Schnitten (33,6 %) zeigten PAS-positive Strukturen. Die minimale Dosis, die bei Balb/c Mäusen zu einer Infektion der Zungenmukosa führt, lag bei einer Inokulationsmenge von 108 C. albicans-Zellen, bei SCID Mäusen führte eine Menge von 105 Keimen zu einer Infektion.

ad 2)

Trotz fehlender makroskopischer Zeichen einer Candidiasis fand bei oraler Inokulation mit C. albicans eine immunologische Reaktion in der Zungenmukosa beider Versuchstiergruppen statt. Das Ausmaß dieser Reaktion war abhängig von der Inokulationsdosis sowie vom Immunstatus der Tiere. Bei der höchsten inokulierten Keimmenge konnten CD4+-Zellen bei Balb/c Mäusen bis ins untere Stratum spinosum beobachtet werden, während diese bei SCID Mäusen nur vereinzelt und im subepithelialen Bereich nachweisbar waren. Die Morphologie der CD4 Antigen-exprimierenden Zellen ließ darauf schließen, daß es sich hierbei nicht um T-Lymphozyten, sondern


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um dendritische Zellen handelt. Deutlich unterschieden sich Balb/c von SCID Mäusen bezüglich der Menge CD54+-Zellen: Während im subepithelialen Bereich der Mukosa von Balb/c Mäusen erst bei einer Inokulationsdosis von 108 C. albicans-Zellen eine starke Expression im subepithelialen Bereich und eine Aktivierung des Endothels beobachtet wurde, reagierten die Zellen der SCID Mäuse schon bei einer Inokulationsdosis von 105 Keimen mit einer ausgeprägten Expression des CD54-Antigens. Nach Hypheninvasion in das Zungenepithel fand bei Balb/c Mäusen eine deutliche CD74 Expression subepithelial und im unteren Stratum spinosum statt, SCID Mäuse wiesen in den selben Epithelschichten eine geringere Anzahl CD74+-Zellen auf. Die Expression von CD80 Antigen bei Balb/c Mäusen war nach Stimulation mit einem Fremdantigen geringer als die von CD86, letzteres ließ sich bei immundefizienten Mäusen nach Inokulation der minimalen Infektionsdosis nur in geringem Maße nachweisen. Nach Inokulation der minimalen Infektionsdosis wurden in beiden Tierspezies im Stratum basale eine große Anzahl CD103+-Zellen beobachtet, die Hinweis auf eine Entwicklung CD8+-Lymphozyten gibt.

ad 3)

Die Ergebnisse der Inokulation von 108 C. albicans-Zellen zusammen mit Glykopeptiden zeigten bei 2/8 Balb/c Mäusen eine Hypheninvasion in das Zungenepithel. Bei 0/8 SCID Mäusen wurde nach Inokulation von 105 C. albicans-Zellen zusammen mit Glykopeptiden eine Hypheninvasion in das Zungenepithel beobachtet. Obwohl die Anzahl der Tiere begrenzt war und die statistische Analyse nur als Orientierungshilfe diente, wiesen die Ergebnisse darauf hin, daß nach Inokulation von C. albicans-Zellen zusammen mit Glykopeptiden weniger häufig Infektionen entstehen als bei Inokulation derselben Keimmenge ohne Glykopeptide.

Ein bestimmender Faktor für die unterschiedliche Inhibition bei Balb/c und SCID Mäusen scheint die Anzahl der Keime in Relation zum Angebot an Glykopeptiden zu sein. Die immunhistochemischen Ergebnisse zeigten, daß die Reaktionen des Wirtes auf die Gabe der Keim-Glykopeptidlösung hinsichtlich der Verteilung innerhalb der Epithelschichten und Menge exprimierender Zellen bei SCID und Balb/c Mäusen denen ohne Inokulation entsprachen.

Da Nebenwirkungen der oralen Applikation von Muzinen bisher nicht nachgewiesen wurden, wäre der unterstützende Einsatz von Muzinen oder deren Spaltprodukten bei Patienten mit erhöhtem Candidiasisrisiko zu erwägen.


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Thu May 3 14:26:08 2001