delta-Lactam derivative from thermophilic soil fungus exhibits in vitro anti-allergic activity

From cultures of thermophilic soil fungus Humicola grisea var thermoidea, a delta-lactam derivative (3-(2-(4-hydroxyphenyl)-2-oxoethyl)-5,6-dihydropyridin-2( 1H)-one) that displayed anti-allergic activity was isolated, which was predicted by in silico computational chemistry approaches. The in vitro anti-allergic activity was investigated by beta-hexosaminidase release assay in rat basophilic leukaemia RBL-2H3 cells. The delta-lactam derivative exhibited similar anti-allergic activity (IC50 = 18.7 +/- 6.7 mu M) in comparison with ketotifen fumarate (IC50 = 15.0 +/- 1.3 mu M) and stronger anti-allergic activity than azelastine (IC50 = 32.0 mu M). Also, the MTT cytotoxicity assay with RBL-2H3 cells showed that delta-lactam does not display cytotoxicity at concentrations lower than 50 mu M. This study suggests that the delta-lactam derivative has the potential to be used as a lead compound in the development of anti-allergic drugs for clinical use in humans.

Renal macrophage infiltration is associated with a poor outcome in IgA nephropathy

OBJECTIVES: The objectives of our study were as follows: 1) to analyze the prognostic value of macrophage infiltration in primary IgA nephropathy (IgAN) and 2) to study the relationship between macrophages and other factors associated with the development of renal fibrosis, including mast cells, TGF-beta 1, alpha-SMA and NF-kB. METHODS: We analyzed 62 patients who had been diagnosed with IgAN between 1987 and 2003. Immunohistochemical staining was performed with monoclonal antibodies against CD68 and mast cell tryptase and polyclonal antibodies against TGF-beta 1, alpha-SMA and NF-kB p65. We also used Southwestern histochemistry for the in situ detection of activated NF-kB. RESULTS: The infiltration of macrophages into the tubulointerstitial compartment correlated with unfavorable clinical and histological parameters, and a worse clinical course of IgAN was significantly associated with the number of tubulointerstitial macrophages. Kaplan-Meier curves demonstrated that increased macrophage infiltration was associated with decreased renal survival. Moreover, the presence of macrophages was associated with mast cells, tubulointerstitial alpha-SMA expression and NF-kB activation (IH and Southwestern histochemistry). In the multivariate analysis, the two parameters that correlated with macrophage infiltration, proteinuria and tubulointerstitial injury, were independently associated with an unfavorable clinical course. CONCLUSION: An increased number of macrophages in the tubulointerstitial area may serve as a predictive factor for poor prognosis in patients with IgAN, and these cells were also associated with the expression of pro-fibrotic factors.

Long-term amphetamine treatment exacerbates inflammatory lung reaction while decreases airway hyper-responsiveness after allergic stimulus in rats

Asthma is an allergic lung disease can be modulated by drugs that modify the activity of central nervous system (CNS) such as amphetamine (AMPH). AMPH is a highly abused drug that exerts potent effects on behavior and immunity. In this study we investigated the mechanism involved in the effects of long-term AMPH treatment on the increased magnitude of allergic lung response. We evaluated mast cells degranulation, cytokines release, airways responsiveness and, expression of adhesion molecules. Male Wistar rats were treated with AMPH or vehicle (PBS) for 21 days and sensitized with ovalbumin (OVA) one week after the first injection of vehicle or AMPH. Fourteen days after the sensitization, the rats were challenged with an OVA aerosol, and 24 h later their parameters were analyzed. In allergic rats, the treatment with AMPH exacerbated the lung cell recruitment due increased expression of ICAM-1, PECAM-1 and Mac-1 in granulocytes and macrophages recovered from bronchoalveolar lavage. Elevated levels of IL-4, but decreased levels of IL-10 were also found in samples of lung explants after AMPH treatment. Conversely, the ex-vivo tracheal hyper-responsiveness to methacholine (MCh) was reduced by AMPH treatment, whereas the force contraction of tracheal segments due to in vitro antigen challenge remained unaltered. Our findings suggest that lung inflammation and airway hyper-responsiveness due to OVA challenge are under the distinct control of AMPH during long-term treatment. Our data strongly indicate that AMPH positively modulates allergic lung inflammation via the increase of ICAM-1, PECAM-1, Mac-1 and IL-4. AMPH also abrogates the release of the anti-inflammatory cytokine IL-10. (c) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

3,4-Methylenedioxymethamphetamine (Ecstasy) Decreases Inflammation and Airway Reactivity in a Murine Model of Asthma

Objective:3,4-Methylenedioxymethamphetamine(MDMA), or ecstasy, is a synthetic drug used recreationally, mainly by young people. It has been suggested that MDMA has a Th cell skewing effect, in which Th1 cell activity is suppressed and Th2 cell activity is increased. Experimental allergic airway inflammation in ovalbumin (OVA)-sensitized rodents is a useful model to study Th2 response; therefore, based on the Th2 skewing effect of MDMA, we studied MDMA in a model of allergic lung inflammation in OVA-sensitized mice. Methods: We evaluated cell trafficking in the bronchoalveolar lavage fluid, blood and bone marrow; cytokine production; L-selectin expression and lung histology. We also investigated the effects of MDMA on tracheal reactivity in vitro and mast cell degranulation. Results: We found that MDMA given prior to OVA challenge in OVA-sensitized mice decreased leukocyte migration into the lung, as revealed by a lower cell count in the bronchoalveolar lavage fluid and lung histologic analysis. We also showed that MDMA decreased expression of both Th2-like cytokines (IL-4, IL-5 and IL-10) and adhesion molecules (L-selectin). Moreover, we showed that the hypothalamus-pituitary-adrenal axis is partially involved in the MDMA-induced reduction in leukocyte migration into the lung. Finally, we showed that MDMA decreased tracheal reactivity to methacholine as well as mast cell degranulation in situ. Conclusions:Thus, we report here that MDMA given prior to OVA challenge in OVA-sensitized allergic mice is able to decrease lung inflammation and airway reactivity and that hypothalamus-pituitary-adrenal axis activation is partially involved. Together, the data strongly suggest an involvement of a neuroinnmune mechanism in the effects of MDMA on lung inflammatory response and cell recruitment to the lungs of allergic animals. Copyright (C) 2012 S. Karger AG, Basel

Characterization and optimization of ArtinM lectin expression in Escherichia coli

Background ArtinM is a D-mannose-specific lectin from Artocarpus integrifolia seeds that induces neutrophil migration and activation, degranulation of mast cells, acceleration of wound healing, induction of interleukin-12 production by macrophages and dendritic cells, and protective T helper 1 immune response against Leishmania major, Leishmania amazonensis and Paracoccidioides brasiliensis infections. Considering the important biological properties of ArtinM and its therapeutic applicability, this study was designed to produce high-level expression of active recombinant ArtinM (rArtinM) in Escherichia coli system. Results The ArtinM coding region was inserted in pET29a(+) vector and expressed in E. coli BL21(DE3)-Codon Plus-RP. The conditions for overexpression of soluble ArtinM were optimized testing different parameters: temperatures (20, 25, 30 or 37°C) and shaking speeds (130, 200 or 220 rpm) during induction, concentrations of the induction agent IPTG (0.01-4 mM) and periods of induction (1-19 h). BL21-CodonPlus(DE3)-RP cells induced under the optimized conditions (incubation at 20°C, at a shaking speed of 130 rpm, induction with 0.4 mM IPTG for 19 h) resulted in the accumulation of large amounts of soluble rArtinM. The culture provided 22.4 mg/L of rArtinM, which activity was determined by its one-step purification through affinity chromatography on immobilized D-mannose and glycoarray analysis. Gel filtration showed that rArtinM is monomeric, contrasting with the tetrameric form of the plant native protein (jArtinM). The analysis of intact rArtinM by mass spectrometry revealed a 16,099.5 Da molecular mass, and the peptide mass fingerprint and esi-cid-ms/ms of amino acid sequences of peptides from a tryptic digest covered 41% of the total ArtinM amino acid sequence. In addition, circular dichroism and fluorescence spectroscopy of rArtinM indicated that its global fold comprises β-sheet structure. Conclusions Overall, the optimized process to express rArtinM in E. coli provided high amounts of soluble, correctly folded and active recombinant protein, compatible with large scale production of the lectin.

Effects of MK-801 and amphetamine treatments on allergic lung inflammatory response in mice

Glutamate acts as a neurotransmitter within the Central Nervous System (CNS) and modifies immune cell activity. In lymphocytes, NMDA glutamate receptors regulate intracellular calcium, the production of reactive oxygen species and cytokine synthesis. MK-801, a NMDA receptor open-channel blocker, inhibits calcium entry into mast cells, thereby preventing mast cell degranulation. Several lines of evidence have shown the involvement of NMDA glutamate receptors in amphetamine (AMPH)-induced effects. AMPH treatment has been reported to modify allergic lung inflammation. This study evaluated the effects of MK-801 (0.25mg/kg) and AMPH (2.0mg/kg), given alone or in combination, on allergic lung inflammation in mice and the possible involvement of NMDA receptors in this process. In OVA-sensitized and challenged mice, AMPH and MK-801 given alone decreased cellular migration into the lung, reduced IL-13 and IL10 levels in BAL supernatant, reduced ICAM-1 and L-selectin expression in granulocytes in the BAL and decreased mast cell degranulation. AMPH treatment also decreased IL-5 levels. When both drugs were administered, treatment with MK-801 reversed the decrease in the number of eosinophils and neutrophils induced by AMPH in the BAL of OVA-sensitized and challenged mice as well as the effects on the expression of L-selectin and ICAM-1 in granulocytes, the IL-10, IL-5 and IL-13 levels in BAL supernatants and increased mast cell degranulation. At the same time, treatment with MK-801, AMPH or with MK-801+AMPH increased corticosterone serum levels in allergic mice. These results are discussed in light of possible indirect effects of AMPH and MK-801 via endocrine outflow from the CNS (i.e., HPA-axis activity) to the periphery and/or as a consequence of the direct action of these drugs on immune cell activity, with emphasis given to mast cell participation in the allergic lung response of mice.

The putative role of ovary removal and progesterone when considering the effect of formaldehyde exposure on lung inflammation induced by ovalbumin

OBJECTIVE: Formaldehyde exposure during the menstrual cycle is known to affect the course of allergic lung inflammation. Because our previous data demonstrated that formaldehyde combined with an ovariectomy reduced allergic lung inflammation, we investigated the putative role of ovary removal and progesterone treatment when considering the effect of formaldehyde on allergic lung inflammation. METHOD: Ovariectomized rats and their matched controls were exposed to formaldehyde (1%, 3 days, 90 min/day) or vehicle, and immediately after exposure, the rats were sensitized to ovalbumin by a subcutaneous route. After 1 week, the rats received a booster by the same route, and after an additional week, the rats were challenged with ovalbumin (1%) by an aerosol route. The leukocyte numbers, interleukin-10 (IL-10) release, myeloperoxidase activity, vascular permeability, ex vivo tracheal reactivity to methacholine and mast cell degranulation were determined 24 h later. RESULTS: Our results showed that previous exposure to formaldehyde in allergic rats decreased lung cell recruitment, tracheal reactivity, myeloperoxidase activity, vascular permeability and mast cell degranulation while increasing IL-10 levels. Ovariectomy only caused an additional reduction in tracheal reactivity without changing the other parameters studied. Progesterone treatment reversed the effects of formaldehyde exposure on ex vivo tracheal reactivity, cell influx into the lungs and mast cell degranulation. CONCLUSION: In conclusion, our study revealed that formaldehyde and ovariectomy downregulated allergic lung inflammation by IL-10 release and mast cell degranulation. Progesterone treatment increased eosinophil recruitment and mast cell degranulation, which in turn may be responsible for tracheal hyperreactivity and allergic lung inflammation

Mastocitosi cutanee: il mastocitoma in età pediatrica

Background: Mastocytosis is a rare disease involving mast cells (MC) and their CD34+ progenitors. According to the WHO consensus classification, cutaneous mastocytosis (CM) is considered a benign disease confined to the skin, preferentially seen in young children with a marked tendency to regress spontaneously. Aim of our study was the long-term assessment of the outcome of solitary (SM) and multiple (MM) mastocytomas in a pediatric population. Materials and methods: From January 1996 to December 2010, 241 pediatric patients with a diagnosis of CM were followed-up at the outpatient division of pediatric dermatology of the University of Bologna. We focused our retrospective evaluation on patients affected by SM or MM. We collected, through the analysis of medical records and with a telephone questionnaire for patients and their families, information on clinical aspects of the disease evolution and on the efficacy of topical steroid therapy. Results: Over the 241 considered patients we recorded: SM or MM in 176 (73%) pts., urticaria pigmentosa in 53 (22%) pts., telangiectasia macularis eruptiva perstans in 9 (4%) pts., diffuse CM in 2 (0,9%) pts. and polymorph CM in 1 (0,4%) pt. On 176 children affected by SM or MM (97 M vs. 79 F), 130 (74%) patients were followed-up with a mean of 56,3 (r. 4-142) months. A satisfactory outcome was recorded in 99 (76%) cases of whom 52 (53%) treated with topic steroids. Mean time to complete regression was 16.4 m. on treated patients vs. 34.7 m. on non treated patients (p=0,001). Conclusions: From our study emerged that resolution of the disease is independent from therapy, but the time to regression and to complete recovery of the coetaneous lesions is faster and favored by the application of topic steroid with an improvement of the quality of life for children and their families.

Die kutane murine Mastzelle als Initiator angeborener und adaptiver Immunreaktionen der Haut

Für lange Zeit wurde die Mastzelle nur als Effektorzelle im Rahmen von Erkrankungen des atopischen Formenkreises gesehen. Erst lange Zeit nach ihrer ersten Beschreibung konnte gezeigt werden, dass die Mastzelle einen wichtigen Beitrag zur Abwehr von Pathogenen leistet. Dies wird vor allem durch Wege der alternativen Mastzellaktivierung, z.B. über Toll- like Rezeptoren, ermöglicht. In dieser Arbeit sollte daher zunächst die mögliche Funktion der Mastzelle bei der durch den synthetischen TLR7- Liganden Imiquimod induzierten Entzündungsreaktion der Haut und der Auswanderung von Langerhans Zellen in einem Mausmodell untersucht werden. Beide Reaktion waren dabei von Mastzellen abhängig sind. Für die frühe und schnelle Induktion der Entzündungsreaktion zeigten sich vor allem die Mastzellcytokine IL-1 und TNF-α verantwortlich. Bei der Auswanderung der Langerhans Zellen hingegen spielt das Mastzell-IL1 eine entscheidende Rolle. Imiquimod wurde in Form der Creme Aldara bereits erfolgreich zur transkutanen Immunisierung (TCI) in Mausversuchen verwendet. Da die oben beschriebenen Reaktionen, welche durch Imiquimod vermittelt werden, eine deutliche Abhängigkeit von Mastzellen zeigten, sollte nun auch die Funktion der Mastzelle bei der Entstehung einer adaptiven Immunantwort am Modell der transkutanen Immunisierung untersucht werden. Der Immunisierungserfolg und damit die Entstehung einer adaptiven Immunantwort konnte auch hier auf die Anwesenheit von Mastzellen zurückgeführt werden. Mastzellen können somit als ein weiteres wichtiges Bindeglied zwischen angeborener und erworbener Immunität gesehen werden und können so einen entscheidenden Einfluß auf die Entstehung einer adaptiven Immunantwort nehmen.

Die Bedeutung von NFAT-Transkriptionsfaktoren für die Expression von Mastzell-Cytokinen

Zusammenfassung Die Rolle verschiedener Mitglieder der NFAT- Familie in der Entwicklung von T- Zellen und deren Funktion wird intensiv untersucht, wohingegen vergleichbare Untersuchungen in Mastzellen rar sind. Mastzellen exprimieren eine Vielzahl biologisch hochaktiver Mediatoren und sind auf diese Weise sowohl in angeborenen als auch adaptiven Immunantworten beteiligt. Die von Mastzellen produzierten Th2-Cytokine verstärken lokal Th2- Reaktionen und TNF-alpha ist ein wichtiger Initiator antimikrobieller Antworten. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass die Transkriptionsfaktoren NFATc1 und NFATc2 eine bedeutende Rolle in der Regulation der Expression von TNF-alpha und IL-13 einnehmen, wohingegen NFATc3 hierbei keine Funktion zukommt. Murine „Bone marrow derived mast cells“ (BMMC) aus NFATc2- defizienten Mäusen, aktiviert entweder durch Kreuzvernetzung des IgE- Rezeptors oder Ionomycin, zeigen eine drastisch reduzierte Expression dieser Cytokine verglichen mit Mastzellen aus Wildtyp- Mäusen. Genauere Untersuchungen zeigen, dass sowohl NFATc2 als auch NFATc1 an der Expression von IL-13 und TNF-alpha beteiligt sind, wohingegen sie auf die Degranulation und die Expression von IL-6 keinen Einfluss nehmen. Zusammenfassend scheint eine hohe Aktivität von NFAT- Faktoren für die Induktion des IL-13 und TNF-alpha Promoters in Mastzellen erforderlich zu sein, unabhängig davon, ob diese durch NFATc2 oder NFATc1 oder eine Kombination beider Transkriptionsfaktoren bewerkstelligt wird.

GM-CSF (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor): Modulation der durch UV-B-Strahlung induzierten Hautkarzinogenese

UV-B-Strahlung, die durch die fortschreitende Zerstörung der Ozonschicht zunimmt, ist hauptsächlich für das Entstehen von Basaliomen und Plattenepithelkarzinomen verantwort-lich, an denen jedes Jahr etwa 2-3 Millionen Menschen weltweit erkranken. UV-B indu-zierte Hautkarzinogenese ist ein komplexer Prozess, bei dem vor allem die mutagenen und immunsuppressiven Wirkungen der UV-B-Strahlung von Bedeutung sind. Die Rolle von GM-CSF in der Hautkarzinogenese ist dabei widersprüchlich. Aus diesem Grund wurde die Funktion von GM-CSF in vivo in der UV-B induzierten Hautkarzinogenese mittels zwei bereits etablierter Mauslinien untersucht: Erstens transgene Mäuse, die einen GM-CSF Antagonisten unter der Kontrolle des Keratin-10-Promotors in den suprabasalen Schichten der Epidermis exprimieren und zweitens solche, die unter dem Keratin-5-Promotor murines GM-CSF in der Basalschicht der Epidermis überexprimieren. Eine Gruppe von Tieren wurde chronisch, die andere akut bestrahlt. Die konstitutionelle Verfassung der Tiere mit erhöhter GM-CSF-Aktivität in der Haut war nach chronischer UV-B-Bestrahlung insgesamt sehr schlecht. Sie wiesen deshalb eine stark erhöhte Mortali-tät auf. Dies ist sowohl auf die hohe Inzidenz als auch dem frühen Auftreten der benignen und malignen Läsionen zurückzuführen. Eine verminderte GM-CSF Aktivität verzögerte dagegen die Karzinomentwicklung und erhöhte die Überlebensrate leicht. GM-CSF wirkt auf verschiedenen Ebenen tumorpromovierend: Erstens erhöht eine gesteigerte Mastzell-anzahl in der Haut der GM-CSF überexprimierenden Tiere per se die Suszeptibilität für Hautkarzinogenese. Zweitens stimuliert GM-CSF die Keratinozytenproliferation. Dadurch kommt es nach UV-B-Bestrahlung zu einer prolongierten epidermalen Hyperproliferation, die zur endogenen Tumorpromotion beiträgt, indem sie die Bildung von Neoplasien unter-stützt. Der Antagonist verzögert dagegen den Proliferationsbeginn, die Keratinozyten blei-ben demzufolge länger in der G1-Phase und der durch UV-B verursachte DNA-Schaden kann effizienter repariert werden. Drittens kann GM-CSF die LCs nicht als APCs aktivie-ren und eine Antitumorimmunität induzieren, da UV-B-Strahlung zur Apoptose von LCs bzw. zu deren Migration in Richtung Lymphknoten führt. Zusätzlich entwickeln GM-CSF überexprimierende Tiere in ihrer Haut nach UV-B-Bestrahlung ein Millieu von antago-nistisch wirkenden Zytokinen, wie TNF-a, TGF-b1 und IL-12p40 und GM-CSF, die proinflammatorische Prozesse und somit die Karzinomentwicklung begünstigen. Der Anta-gonist hemmt nach UV-B-Bestrahlung die Ausschüttung sowohl von immunsuppressiven Zytokinen, wie etwa TNF-a, als auch solchen, die die Th2-Entwicklung unterstützen, wie etwa IL-10 und IL-4. Dies wirkt sich negativ auf die Karzinomentwicklung aus.

Der Transkriptionsfaktor NFATc2 ist essentiell für die Funktion von Mastzellen in vivo

Neueste Arbeiten zeigen, dass Mastzellen wichtige Funktionen innerhalb des angeborenen und erworbenen Immunsystems ausüben. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Fähigkeit der Mastzelle, auf IgE-unabhängige Signale zu reagieren und ein breites Spektrum an Cytokinen und Chemokinen zu produzieren. Transkriptionsfaktoren der NFAT-Familie sind wichtige Regulatoren der Immunhomöostase und Cytokinproduktion. In Mausmodellen führt die Defizienz des NFATc2 zu überschießenden Immunreaktionen, was ursächlich auf die Hyperreaktivität NFATc2-defizienter T-Zellen zurückgeführt wird. Demgegenüber zeigten unsere eigenen in vitro durchgeführten Arbeiten, dass die Produktion wichtiger entzündungsfördernder Cytokine in Mastzellen abhängig ist von NFATc2. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Bedeutung von NFATc2 in einem Mastzell-abhängigen Modell der transkutanen Immunisierung mit einem TLR7-Liganden als Adjuvans zu untersuchen. Experimente an NFATc2-defizienten Mäusen ergaben zunächst, dass die Schlüsselprozesse Entzündung, Auswanderung antigenpräsen-tierender Zellen, Lymphknotenhypertrophie sowie Expansion und Funktion spezifischer T-Zellen in Abwesenheit des Transkriptionsfaktors NFATc2 extrem beeinträchtigt sind. Dieser experimentell induzierte Phänotyp gleicht somit dem mastzellloser Mäuse in dieser Immunisierungsstudie. Rekonstitutionsexperimente erlaubten es, in vitro generierte Mastzellen aus NFATc2-defizienten und NFATc2-kompetenten Spendern in mastzelllose Mäuse zu transferieren und deren Reaktivität in dem angewandten TLR7-abhängigen Entzündungsmodell in vivo zu vergleichen. Hierbei zeigte sich, dass die in NFATc2-defizienten Mäusen nach transkutaner Immunisierung zu beobachtenden Beeinträchtigungen gänzlich auf die Abwesenheit des NFATc2 in Mastzellen zurückzuführen sind. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen somit, dass der Transkriptionsfaktor NFATc2 für die Funktion der Mastzelle in vivo eine bedeutsame Rolle spielt. Dies betrifft sowohl Reaktionen des angeborenen als auch des erworbenen Immunsystems. Darüber hinaus könnte NFATc2 ein wichtiges Ziel bei therapeutischen Maßnahmen gegen mastzellabhängige Krankheiten darstellen.

The KIT gene in familial mastocytosis

Familial cutaneous mastocytosis is an exceptional condition of unknown etiology. In this study we report the largest series of patients with familial cutaneous mastocytosis without other manifestations (18 affected subjects from seven unrelated families), and we investigate the role of germ-line KIT mutations in the pathogenesis of the disease. The mean age at onset was 5.4 years (range from birth to 22 years), and the clinical behavior was variable over a mean follow up period of 15.1 years (range 2-36): improvement in seven, stability in eight and worsening in the remaining three patients. The pattern of inheritance was compatible with an autosomal dominant trait with incomplete penetrance; a female preponderance (14 females vs 4 males, ratio 3.5:1) was noted; among the six women who have been pregnant at least once, three experienced important clinical changes during pregnancy. No germ-line mutation was found in the exons 10, 11, and 17 of the KIT proto-oncogene, which are the most commonly mutated exons in sporadic mastocytosis. However, in the majority of affected subjects we found the Met541Leu polymorphic variant of the KIT gene, which seems to confer a growth advantage to mast cells in vitro. This observation further suggests that the Met541Leu may be a predisposing factor of cutaneous mastocytosis, although it seems to be neither necessary nor sufficient for the development of the disease.

Die Rolle der Mastzelle bei der Entstehung einer allergischen Atemwegserkrankung

In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle der Mastzelle und deren Mediatoren für die Entstehung einer allergischen Atemwegsentzündung untersucht. Anhand von zwei mastzelldefizienten Mausstämmen (C57BL/6-KitWsh/Wsh und WBB6FI-KitW/Wv), konnte gezeigt werden, dass Mastzellen an der Entstehung einer allergischen Entzündung und Atemwegsüberempfindlichkeit beteiligt sind. Durch die Rekonstitution von mastzelldefizienten Tieren mit aus Knochenmark gewonnenen Mastzellen (BMMC) von Wildtyp-Spendern konnte die wichtige Funktion der Mastzelle in diesem Model bestätigt werden. Überdies konnte durch die Rekonstitution mit TNF-defizienten BMMC eine wichtige Rolle für diesen mastzellproduzierten Mediator im allergischen Modell demonstriert werden. Weiterhin konnte die Arbeit zeigen, dass Mastzellen wichtig für die Migration von antigenbeladenen Dendritischen Zellen aus der Lunge in die regionalen Lymphknoten sind. Dieses stellt einen wichtigen Schritt für die Ausbildung einer lokalen allergischen Antwort dar. Im Gegensatz dazu war die Entstehung einer allergischen Atemwegserkrankung nach Transfer von in vitro generierten DC und Allergenprovokation nicht mastzellabhängig. Diese Ergebnisse zeigen, dass es auf die Wahl des Sensibilisierungs- und Provokationsmodels ankommt, um mastzellspezifische Effekte zu demonstrieren. Die vorliegende Arbeit zeigt die wichtige Rolle der Mastzelle und von mastzellproduziertem TNF bei der Ausbildung einer allergischen Entzündung der Atemwege. Die Mastzelle und deren Mediatoren stellen somit mögliche Ziele für die therapeutische Behandlung der allergischen Entzündung der Atemwege dar.

Mastzellen als Verstärker wichtiger Effektorfunktionen neutrophiler Granulozyten

Mastzellen sind an der Entstehung und Regulation von Entzündungsreaktionen unterschiedlicher Genese beteiligt und leisten somit auch innerhalb der angeborenen Immunität einen wichtigen Beitrag zur Pathogenabwehr. Mastzellen sind jedoch auch in entzündliche Prozesse involviert, welche chronische Erkrankungen auslösen oder verstärken können. Zentral ist hierbei ihre Fähigkeit, durch Produktion inflammatorischer Mediatoren die lokalen Blutgefäße zu aktivieren und somit rasch neutrophile Granulozyten zum Entzündungsort zu rekrutieren. Über eine direkte Interaktion zwischen Mastzellen und Neutrophilen ist bisher jedoch wenig bekannt.rnIn der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass aktivierte Mastzellen essentielle Effektorfunktionen neutrophiler Granulozyten verstärken. So erhöhen Mastzellen den Aktivierungsstatus von Neutrophilen, was anhand der Modulation der Aktivierungsmarker CD11b und CD62L auf der Zelloberfläche von Neutrophilen demonstriert wurde. Die Phagozytoseaktivität von Neutrophilen wird in Anwesenheit aktivierter Mastzellen enorm gesteigert. Dies wird hauptsächlich durch Mastzell-produziertes TNF und GM-CSF vermittelt, wie in Experimenten mit Mastzellen aus TNF- und GM-CSF-defizienten Mäusen gezeigt wurde. Darüber hinaus wird die Produktion reaktiver Sauerstoffradikale von Neutrophilen in Gegenwart aktivierter Mastzellen erhöht. Dieser Effekt wird hauptsächlich durch GM-CSF der Mastzellen induziert, während TNF nur einen geringen Einfluss hat. Weiterhin zeigten in vitro Experimente, dass die Anwesenheit aktivierter Mastzellen die Lebensdauer von Neutrophilen erhöht. Die verminderte Apoptose von Neutrophilen wird einzig durch GM-CSF bewirkt. rnZur Validierung der in vitro Studien wurden in vivo Untersuchungen zur Mastzell-abhängigen Phagozytoseaktivität von Neutrophilen durchgeführt. Mit Hilfe des Modells einer LPS-induzierten akuten Atemwegsentzündung in Mastzell-defizienten und Wildtyp-Tieren des kongenen Stammes konnte bestätigt werden, dass Mastzellen auch in vivo die Phagozytosefunktion von Neutrophilen verstärken. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen somit, dass Mastzellen in Entzündungsprozessen auch eine Rolle als lokaler Verstärker von Neutrophilenfunktionen einnehmen können. rn