Untersuchungen über den Einfluß Enterohämorrhagischer Escherichia coli auf humane Endothelzellen

Abstract

Aktuelle pathophysiologische Konzepte führen die Entstehung des HUS auf eine Einschwemmung bakterieller Pathogenitätsfaktoren auseinem Infektionsfokus und auf die sekundäre Aktivierung körpereigener Mediatorsysteme zurück. Diese beiden pathogenetischenVorgänge sind gemeinsam für die Problematik der EHEC-induzierten Erkrankungen verantwortlich. Die vorliegende Arbeit bestätigt die Hypothese, wonach in Abwesenheit des bakteriellen Gesamtorganismus eine Aktivierung desEndothels bzw. die Freisetzung vasoaktiver Mediatoren aus Endothelzellen induzierbar ist. Darüber hinaus wurde ein kausalerZusammenhang der Endothelzellaktivierung mit den von EHEC in die Kulturüberstände sezernierten Toxinen durch die gewähltenBehandlungsmethoden wie z.B. der Ultrafiltration ausgeschlossen. Folglich ist ein bislang unbekannter Faktor der EHEC für diebeobachteten Zellreaktionen verantwortlich. Aus diesen Ergebnissen ergaben sich folgende weiterführende Fragestellungen: · Welche Eigenschaften besitzt dieser neue von EHEC gebildete, für die Endothelzellstimulation verantwortliche Faktor? · Bestehen pharmakologische Interventionsmöglichkeiten, selektiv in die endothelialen Signaltransduktionswege im Rahmen derEHEC-Kulturüberstand-induzierten inflammatorischen Prozesse einzugreifen? · Kann der neue EHEC-Endothelzellstimulans auch andere Zellen stimulieren? Hinsichtlich der untersuchten biochemischen Parameter des neuen EHEC-Endothelzellstimulans in den Kulturüberständen des Stammes413/89-1 ergaben sich folgende Hauptbefunde: · Die sterilfiltrierten EHEC-Kulturüberstände des Stammes 413/89-1 waren nach Ultrafiltration ('cut-off': 3000Da) beinahe unverändert inder Lage, die PtdIns-Hydrolyse in HUVEC zu induzieren. Der neue EHEC-Endothelzellstimulans ist eine niedermolekulare Substanz. · Der Endothelzellstimulus befindet sich nach der Durchführung der Lipidextraktion nach Bligh und Dyer in der hydrophilen Fraktion. DieErgebnisse der Ultrafiltration und der Lipidextraktion bestätigten sich beim Einsatz der mittels HPLC fraktioniertenEHEC-Kulturüberstände. · Der Einsatz von verschiedenen Rezeptorantagonisten im Versuchsansatz der PI-Response in HUVEC führte zu dem Ergebnis, daß diedurch die EHEC-Kulturüberstände des Stammes 413/89-1 ausgelöste Kumulation der Inositolphosphate durch die Koinkubation mit demHistamin-1 Rezeptorantagonisten Pyrilamin verhindert werden konnte. Eine Stimulation der HUVEC bei Koinkubation von Histamin undPyrilamin fand nicht statt. · Eine verminderte Stimulierbarkeit der HUVEC durch Histamin nach Vorinkubation mit dem sterilfiltrierten Kulturüberstand des EHECStammes 413/89-1 weist auf eine Belegung des Histaminrezeptors hin. · Auch tubuläre Epithelzellen sind durch den neuen Endothelzellstimulans des Stammes 413/89-1 stimulierbar. Zusammenfassend scheint ein niedermolekularer, hydrophiler, hitzestabiler und Proteinase k-sensibler Pathogenitätsfaktor in denÜberständen der EHEC-Übernachtkulturen des Stammes 413/89-1 in der Lage zu sein, eine differenzierte Reaktion der Endothelzelledurch Aktivierung präformierter zytoplasmatischer Effektorsysteme auslösen zu können. Diese nicht durch bekannte Pathogenitätsfaktoren bedingte Endothelzellaktivierung trägt zu den Veränderungen des Gleichgewichtszwischen pro- und antikoagulatorischen Systemen ebenso bei, wie zu einer Dysregulation des Gefäßtonus. Die Affektion des Endothels alspathogenetischer Mittelpunkt bei der Entwicklung des HUS als Komplikation nach einer EHEC-Durchfallerkrankung ist unumstritten. Derneue EHEC-Endothelzellstimulus findet bei der Entstehung der thrombotischen Mikroangiopathie seinen Platz im 'Modell' derEHEC-Erkrankungen bzw. deren Komplikationen. Diese Arbeit zeigt, daß die EHEC noch nicht endgültig erforschte Krankheitserreger sind. Die Fähigkeit, ihre genetischen Informationenhinsichtlich verschiedenster Pathogenitätsfaktoren intra- und interspezifisch zu vermehren, erfordert eine ständige Überwachung vonEHEC-assoziierten Erkrankungen und die Identifikation der beteiligten Stämme, besonders hinsichtlich ihrer Pathogenitätsfaktoren. DieEntdeckung des neuen endothelstimulierenden Faktors des Stammes 413/89-1 zeigt, daß die komplexe Pathogenese derEHEC-Infektionskrankheiten noch nicht vollständig aufgedeckt ist. Die exakte stoffliche Charakterisierung des neuen EHEC-Endothelzellstimulans wäre die Grundlage für die Entwicklung von effektivenTherapieansätzen bei EHEC-Infektionen und deren schwerwiegenden Komplikationen.