Modulation von Apoptose und Lyse in mit Mykobakterien infizierten humanen Monozyten und Makrophagen mittels TNF-α Antagonisten

Inhaltsverzeichnis

I Einleitung

1.1 Tumornekrosefaktor-alpha

1.2 TNF-α Rezeptoren

1.3 Apoptose

1.4 TNF-α Antagonisten

1.5 Rolle der Makrophagen und Monozyten in mykobakteriellen Infektionen

1.6 Zielsetzung dieser Arbeit

II Material und Methoden

1 Reagenzien, Pufferlösungen und Medien

1.1 Reagenzien

1.2 Puffer und Medien

2 Zellbiologische Methoden

2.1 Isolierung humaner mononukleärer Zellen des peripheren Blutes

2.2 Isolierung humaner Monozyten durch Elutriation

2.3 Generierung von Makrophagen aus humanen Monozyten

2.4 Ernte von Makrophagen

2.5 Zellkulturen

2.6 Durchflusszytometrische Analyse

2.7 LDH Zytotoxizitätstest,

2.8 Caspase 3/7Apoptose Test

2.9 TNF-α- Bioassay

2.10 FACS Array

III Ergebnisse

3.1 Wirkung von TNF-α auf murine Fibroblasten (L929)

3.2 Wirkung von TNF-α auf humane Monozyten und Makrophagen

3.3 Effekt der Überstände von Monozyten auf murine Fibroblasten

3.4 Blockierung der zytotoxischen Wirkung von TNF-α mittels TNF-α Antagonisten

3.5 Zytotoxische Wirkung von Mykobakterien

3.6 Zeit- und dosisabhängige Induktion von Zelltod durch Mykobakterien

3.7 Effekt von TNF-α in M.avium infizierten Monozyten

3.8 Wirkung der TNF-α-Antagonisten auf Monozyten und Makrophagen

3.9 Einfluss der TNF-α Antagonisten auf Mykobakterien infizierte Monozyten

3.10 Wirkung der TNF-α Antagonisten in Anwesenheit von Komplementsystem aus humanem Serum

3.11 Wirkung der TNF-α Antagonisten in Anwesenheit von Komplementsystem und Mykobakterien

IV Diskussion

V Zusammenfassung

Zielsetzung & Themen

Die vorliegende Arbeit untersucht die Wirkung der TNF-α-Antagonisten Enbrel, Humira, sTNFR1 und Remicade auf humane myeloide Primärzellen (Monozyten und Makrophagen) in An- und Abwesenheit von Mykobakterien-Infektionen, um zu klären, ob die klinisch beobachtete Reaktivierung von Tuberkulose auf einen durch diese Medikamente induzierten Zelltod in diesen Immunzellen zurückzuführen ist.

• Analyse der zytotoxischen Wirkung von TNF-α auf Monozyten und Makrophagen
• Etablierung eines TNF-α-Bioassays zur Bewertung der Blockierungseffizienz der Antagonisten
• Quantifizierung des Zelltods (Apoptose/Nekrose) bei Mykobakterien-Infektionen mittels Durchflusszytometrie
• Untersuchung der immunmodulatorischen Effekte der TNF-α-Antagonisten auf infizierte Zellen
• Bewertung einer potenziellen komplementvermittelten Zelllyse durch die TNF-α-Therapie

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

I Einleitung: Vermittelt grundlegendes Wissen über TNF-α, dessen Signalwege und Rezeptoren, sowie die Rolle von Makrophagen und Monozyten bei der Immunabwehr von Mykobakterien.

II Material und Methoden: Beschreibt detailliert die verwendeten Chemikalien, Puffer, Zellisolierungsverfahren und die eingesetzten Testsysteme zur Analyse von Apoptose und Zytotoxizität.

III Ergebnisse: Präsentiert die experimentellen Daten zur zytotoxischen Wirkung von TNF-α sowie den Einfluss der untersuchten TNF-α-Antagonisten auf infizierte humane Zellen.

IV Diskussion: Interpretiert die Ergebnisse im Kontext aktueller wissenschaftlicher Hypothesen zur Tuberkulose-Reaktivierung und der Rolle von TNF-α-Blockern.

V Zusammenfassung: Fasst die wesentlichen Erkenntnisse zusammen, dass keine signifikante zellschädigende Wirkung durch die Antagonisten in den untersuchten Modellen nachgewiesen werden konnte.

Schlüsselwörter

TNF-α, TNF-α-Antagonisten, Apoptose, Mykobakterien, Mycobacterium tuberculosis, Makrophagen, Monozyten, Zelltod, Durchflusszytometrie, Tuberkulose, Immunologie, Enbrel, Humira, Remicade, sTNFR1.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?

Die Arbeit untersucht, ob die klinisch bekannte Reaktivierung von Tuberkulose bei einer Therapie mit TNF-α-Antagonisten auf einen direkten, durch diese Medikamente induzierten Zelltod in infizierten menschlichen Immunzellen zurückzuführen ist.

Was sind die zentralen Themenfelder der Forschung?

Die Schwerpunkte liegen auf der TNF-α-Signaltransduktion, der immunologischen Abwehr von Mykobakterien (M. tuberculosis/M. avium) durch Makrophagen und Monozyten sowie der Evaluierung verschiedener TNF-α-Blocker hinsichtlich ihrer Zytotoxizität.

Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?

Das Hauptziel ist zu klären, ob die TNF-α-Antagonisten Enbrel, Humira, sTNFR1 und Remicade Apoptose oder Nekrose in humanen myeloiden Primärzellen induzieren, was eine Erklärung für das erhöhte Disseminierungsrisiko von Mykobakterien unter dieser Therapie liefern könnte.

Welche wissenschaftlichen Methoden kommen zum Einsatz?

Es werden zellbiologische Kultivierungstechniken (z.B. Elutriation), durchflusszytometrische Analysen mit To-Pro-3-Färbung, LDH-Zytotoxizitätstests, Caspase-3/7-Apoptose-Assays und ein spezieller TNF-α-Bioassay mit murinen Fibroblasten verwendet.

Was wird im Hauptteil (Ergebnisse) behandelt?

Der Hauptteil befasst sich mit der Wirkung von TNF-α auf verschiedene Zelltypen, der Etablierung des Bioassays, dem Einfluss von Mykobakterien auf den Zelltod der Immunzellen und der Frage, ob eine Kombination aus Infektion und Antagonisten-Gabe zu verstärktem Zelltod führt.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

TNF-α, Antagonisten, Mykobakterien, Apoptose, Makrophagen, Tuberkulose, Durchflusszytometrie und Immunsystem.

Warum reagieren humane Monozyten anders auf TNF-α als murine Fibroblasten?

Die Ergebnisse zeigen, dass humane Monozyten und Makrophagen eine ca. 10.000-fach geringere Empfindlichkeit gegenüber TNF-α aufweisen als murine Fibroblasten, was vermutlich auf eine spezifische Rezeptorausstattung und zelltypspezifische Schutzmechanismen der Immunzellen zurückzuführen ist.

Konnte eine komplementvermittelte Lyse durch die untersuchten Medikamente nachgewiesen werden?

Nein, die Experimente zur Untersuchung der Komplementabhängigkeit unter Einsatz von humanem Serum erbrachten keinen Hinweis darauf, dass die TNF-α-Antagonisten eine durch das Komplementsystem induzierte Lyse infizierter Makrophagen auslösen.