Einfluss der cag-Pathogenitätsinsel auf die Helicobacter pylori-induzierte innate und adaptive Immunität

Hintergrund: Die durch H. pylori induzierte Entzündung ist entscheidend für die Entstehung gastraler Pathologie. Der Einfluss der bakteriellen cag Pathogenitätsinsel (cagPAI) auf die innate und adaptive Immunantwort bleibt bisher unklar.

Methoden und Ergebnisse: Mithilfe von bakterieller Mutagenese sowie Microarray Analysen konnten wir zeigen, dass H. pylori-induzierte transkriptionelle Veränderungen in der Epithelzelle in starkem Maße von der cagPAI abhängen. Insbesondere konnten mehrere CXC Chemokine identifiziert werden, welche cagPAI abhängig nach Kontakt mit H. pylori aus Epithelzellen ausgeschüttet werden und vornehmlich die Chemotaxis von Granulozyten vermitteln. Histologische Untersuchungen an über 100 infizierten Patienten zeigten eine verstärke granulozytäre Infiltration der Magenmukosa bei Patienten, die mit cagPAI-positiven Stämmen infiziert sind. Dendritische Zellen (DCs), sind für die Vermittlung der adaptiven Immunität von großer Bedeutung. Es konnte hier gezeigt werden, dass die DC Aktivierung cagPAI-unabhängig erfolgt. H. pylori Wildtyp und cagPAI-mutierte Stämme induzierten in gleicher Weise die Zytokinsekretion, Antigenpräsentation und die Expression von kostimulatorischen Molekülen in DCs (ELISA und FACS Analysen). Ebenso ist das H. pylori-spezifische Transkriptom der DC unabhängig von der cagPAI, denn Wildtyp- und cagPAI-mutierte Stämme induzierten identische transkriptionelle Veränderungen in DCs. Nichts desto trotz konnten wir mittels immunhistochemischer Untersuchungen von Magenbiopsien in der Patientenpopulation zeigen, dass die Infektion mit einem cagA-positiven H. pylori Stamm im Vergleich zur Infektion mit einem cagA-negativen Stamm zu einer verstärkten adaptiven Immunantwort, im Sinne einer verstärkten Infiltration von Makrophagen, B- und T-Lymphozyten führt.

Zusammenfassung: Der primäre Kontakt zwischen H. pylori und Magenepithelzelle führt zu einer cagPAI-abhängigen Aktivierung der innaten Immunität. Obwohl die Aktivierung von antigen-präsentierenden Zellen nicht durch die cagPAI beeinflusst wird, führt die Infektion mit cagPAI+ H. pylori-Stämmen zu einer verstärkten adaptiven Immunantwort in vivo. Dies liegt möglicherweise an den immunodominanten Eigenschaften der auf der cagPAI kodierten Proteine.