Pneumologie 2005; 59 - A29
DOI: 10.1055/s-2005-925513

Beeinflussung der allergischen Entzündung durch Endotoxin beim Asthma bronchiale

F Schaumann 1, D Giehler 1, J Ghadri 1, B Reubke-Gothe 1, J Hohlfeld 1, N Krug 1
  • 1Fraunhofer ITEM, Hannover

Hintergrund: Endotoxin ist eine ubiquitär vorkommende proinflammatorische Substanz, welche in nennenswerten Mengen in Umweltstäuben nachweisbar ist. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Innenraumexposition mit Endotoxin durch Tabakrauch 120-fach höher ist als in rauchfreien Räumen. Der Rauch eine einzelnen Zigarette enthält bis zu 120 ng bioaktives Endotoxin. Die Inhalation von Endotoxin führt bei Patienten mit allergischem Asthma zu einer Verschlechterung der Atemfunktion. Der Schweregrad des Asthmas bei Hausstaub-Allergikern ist signifikant assoziiert mit der Endotoxinmenge in der häuslichen Umgebung, aber nicht mit der Menge von Allergen.

Rationale: Klinische Studien, welche zelluläre Wirkmechanismen von Endotoxin bei Patienten mit Asthma bronchiale unter kontrollierten Expositionsbedingungen untersucht haben, fehlen. Deshalb sollte in dieser Studie untersucht werden, wie die pulmonale allergische Entzündungsreaktion bei Patienten mit Asthma bronchiale durch Endotoxin moduliert wird und welche Immunmechanismen, insbesondere des „innate immune systems“, dabei eine Rolle spielen.

Material und Methoden: Bronchoskopische segmentale Instillation von je 2 ng/kg Endotoxin (LPS) (Clinical Center Reference Endotoxin des NIH, Herstellung unter GMP) und Allergenextrakt (Dermatophagoides pteronyssinus) und die Kombination beider Provokationssubstanzen sowie einer NaCl-Kontrolle bei 15 Patienten mit leichtem Asthma.

Eine zweite Bronchoskopie zur Gewinnung von BAL-Flüssigkeit wurde nach 24 Stunden durchgeführt. Eine zelluläre Differenzierung der BAL-Zellen wurde durchgeführt. Die Identifikation/Differenzierung von Monozyten und dendritischen Zellen (plasmazytoide (pDC), myeloische (mDC)) erfolgte durchflusszytometrisch mittels spezifischer Oberflächen-Antigene.

Ergebnisse: Die Provokationen mit Allergenextrakt und LPS und derer Kombination führte jeweils zu einer signifikanten Erhöhung der Gesamtzellzahl in der BAL im Vergleich zur NaCl-Kontrolle. Die Kombination Allergen/LPS führte dabei sowohl im Vergleich zum Allergen (p<0,001) als auch zum LPS (p<0,05) zu einer vermehrten Gesamtzellzahl. Allergen, LPS und deren Kombination führten jeweils zu einem signifikanten Influx von Monozyten und eosinophilen Granulozyten. Dabei steigerte die Kombination aus Allergen/LPS den Einstrom von Monozyten und Eosinophilen nach Allergenprovokation, aber nur den Einstrom von Eosinophilen im Vergleich zur LPS-Instillation. Allergen, Endotoxin und Allergen/Endotoxin induzierten einen Influx von mDC (p<0,001), deren Zahl durch Kombination von Allergen/LPS im Vergleich zum Allergen weiter gesteigert wurde (p<0,001). Ein Einstrom von pDC konnte nur unter LPS (p<0,05) und Allergen/LPS (p<0,05) im Vergleich zur Kontrolle induziert werden. Die Provokation mit Allergen/LPS zeigte zu Allergen (p<0,05) und LPS (p<0,05) eine signifikant höhere Zahl von pDC.

Schlussfolgerung: Endotoxin ist in der Lage, die bestehenden allergische Entzündungsreaktionen zu verstärken.

Endotoxin und Allergen führen zu einem Einstrom von myeloischen DC in der Alveolar-Raum. Der Influx von mDC unter Allergen wird durch Endotoxin weiter gesteigert. Der Einstrom von plasmazytoiden DC wird durch Endotoxin induziert und durch die Kombination mit Allergen gesteigert, jedoch nicht durch das Allergen allein induziert.