Perfluorocarbone verhindern die Invasion von C. pneumoniae in alveoläre Typ II Zellen

Hintergrund: Chlamydia pneumoniae (Cpn) sind intrazelluläre Pathogene, welche schwere pulmonale Infektionen verursachen. Durch Interaktion der Cpn mit dem Toll-like Rezeptor 4 (TLR4) der alveolären Typ II (ATII-) Zellen kommt es zu einer Aktivierung von Nuklear Faktor (NF) kappaB und letztlich zur Produktion von Tumor Nekrose Faktor (TNF) alpha und MIP-2.

Im Tiermodell der bakteriellen Pneumonie verbessert die intratracheale Applikation von Perfluorocarbonen (PFC) nicht nur den Gasaustausch, sondern reduziert auch das bakterielle Wachstum und die pulmonale Produktion von TNFalpha.

Fragestellung: Kann durch PFC-Vorinkubation der Cpn-induzierte Anstieg von TNFalpha in isolierten ATII-Zellen verhindert werden und wie lässt sich diese Wirkung erklären?

Methodik: Isolierte ATII-Zellen von Ratten wurden mit PFC (PF5080) vorinkubiert und anschließend mit Cpn infiziert. Untersucht wurden: die nukleären und zytoplasmatischen Extrakte sowie die Membranfraktionen der ATII-Zellen (Westernblot); die Protein- und Rezeptorexpression (Immunozytochemie und Confokale Laser Scan Mikroskopie) und die TNFalpha und MIP-2 Konzentrationen im Überstand (ELISA).

Ergebnisse: PFC Vorinkubation verhindert die Cpn-induzierte Sekretion von TNFalpha (43±10 vs. 661±41 pg/ml) and MIP-2 (573±41 vs. 4786±501 pg/ml). Im Vergleich zu nicht infizierten Kontrollzellen kam es nach Cpn Inkubation zu einem 2,2-fachen Anstieg der TNFalpha-Rezeptor 1 Expression. Dieser Anstieg wurde durch PFC-Vorinkubation verhindert. Nach Cpn Inkubation kam es zur Abnahme des zytoplasmatischen I-kappa-B-alpha (4±0.3 vs. 12±1) und zum Anstieg des nukleären p65 (31±7.5 vs. 4±1). Diese NF-kappaB Aktivierung wurde durch PFC-Vorinkubation verhindert. Die Cpn Inkubation führte zu einer 1,5-fach höheren Expression des TLR4, ein Effekt welcher durch PFC-Vorinkubation verhindert wurde. Nach 24 stündiger Cpn-Inkubation fanden sich die Cpn bei 50±5% der ATII-Zellen adhärent auf der Zelloberfläche und bei 88±6% intrazellulär in der perinukleären Region. Nach PFC-Vorinkubation fanden sich die Cpn in 34±4% auf der Zelloberfläche und lediglich in 5±1% intrazellulär. Bereits nach 30 Minuten Kontakt mit isolierten ATII-Zellen war markiertes PFC in der Zellmembran nachweisbar. Diese Aufnahme von PFC in die Zellmembran war auch nach intratrachealer Applikation von markiertem PFC nachweisbar.

Schlussfolgerung: PFC Vorinkubation verhindert die Cpn-induzierte TNFalpha und MIP-2 Produktion. Diese PFC Wirkung könnte sich teilweise durch einen verminderten Cpn – ATII-Zell Kontakt erklären lassen. Außerdem scheint es durch den Einbau der PFC in die ATII-Zellmembran zu einer Beeinträchtigung von membranabhängigen Signalwegen zu kommen.