Die Rolle des Pneumolysins in der Entwicklung des akuten Lungenversagens bei Pneumokokkenpneumonie

Ziel: Das akute Lungenversagen ist ein wichtiges Charakteristikum der schweren Pneumonie. Wir haben die Rolle des Pneumolysin (PLY), eines wichtigen Pathogenitätsfaktors von Streptococcus pneumoniae, für die Entwicklung des akuten Lungenversagens (ARDS) untersucht.

Methoden: Mauslungen wurden beatmet und mit blutfreier Pufferlösung ex vivo perfundiert. Rekombinantes PLY wurde intravaskulär oder als Aerosol über die Atemwege appliziert. PLY-induzierte Veränderungen des pulmonalvaskulären Widerstandes, der endothelialen Permeabilität und der Beatmungsparameter wurden registriert. Außerdem wurden Immunfluoreszenzuntersuchungen an PLY-exponierten Endothelzellen humaner Umbilikalvenen (HUVECs) durchgeführt. Darüber hinaus wurde der Einfluss von Pneumolysin auf die elektrische zelluläre Impedanz und die hydraulische Konduktivität von HUVEC-Monolayern gemessen.

Ergebnisse: Intravaskuläres PLY verursachte einen dramatischen, dosisabhängigen Anstieg des pulmonalvaskulären Widerstandes und einen dosis- und zeitabhängigen Anstieg der mikrovaskulären Permeabilität mit der Ausbildung eines ausgeprägten Lungenödems. Aerosolisiertes PLY erhöhte dosisabhängig die kapilläre Permeabilität, beeinflusste jedoch nicht den pulmonalvaskulären Widerstand. Die Permeabilität von HUVEC-Monolayern, gemessen an Veränderungen der elektrischen Zellimpedanz und der hydraulischen Konduktivität, wurde durch PLY erhöht. Immunfluoreszenzuntersuchungen PLY-exponierter HUVEC-Monolayer zeigten interzelluläre Spaltenbildung und eine Dislokation von tight junction – Proteinen.

Schlussfolgerung: Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass PLY eine zentrale Rolle bei der Entwicklung des akuten Lungenversagens im Rahmen der Pneumokokkenpneumonie übernimmt, indem es eine schwere pulmonale Hypertonie und eine Schädigung der pulmonal-kapillären Schrankenfunktion verursacht.