Modulation von Immunzellen durch Mycoplasma bovis

2.5.1 Modulation von Lymphozyten

M. bovis hemmt die Mitogen-induzierte Proliferation von peripheren Blutlymphozyten in vitro (FINCH et al. 1990; THOMAS et al. 1990). Vanden Bush und Rosenbusch et al. fanden heraus, dass M. bovis die Apoptoserate von Lymphozyten erhöht. Dieser Effekt konnte durch Zugabe eines Inhibitors prokaryotischer Protein-Produktion (Chloramphenicol) aufgehoben werden (VANDEN BUSH u. ROSENBUSCH 2002). 2004 gelang der Gruppe die Isolation eines von M. bovis produzierten lymphoinhibitorischen Peptids (VANDEN BUSH u. ROSENBUSCH 2004). Dagegen beobachteten Van der Merwe et al. keine Erhöhung der lymphozytären Apoptoserate durch M. bovis (VAN DER MERWE et al. 2010). Lymphozyten von mit M. bovis infizierten Rindern werden, gemessen an der CD25-Expression und einem Blastogenese-Assay, bei erneutem Antigenkontakt (hitzeinaktivierte M. bovis) stimuliert (VANDEN BUSH u.

ROSENBUSCH 2003). Dabei werden sowohl CD4-positive T-Zellen, CD8-positive T-Zellen als auch γδ-T-Zellen stimuliert (VANDEN BUSH u. ROSENBUSCH 2003). Die Zahl der Interferon-gamma-(IFN-γ)-produzierenden Lymphozyten war dabei genauso hoch oder niedriger als die der IL-4-produzierenden Lymphozyten. Nach der serologischen Analyse von M. bovis-infizierten Rindern zeigte sich ein Anstieg von Antigen-spezifischem Immunglobulin (Ig) G1, während nur wenig IgG2 produziert wurde (VANDEN BUSH u.

ROSENBUSCH 2003). M. bovis induzierte demnach eher eine Th-2-Antwort, die sich durch eine erhöhte IL-4- und geringe bis moderate IFN-γ-Produktion durch T-Lymphozyten sowie eine erhöhte, nicht-protektive, antigenspezifische IgG1-Antikörperbildung auszeichnete (ESTES et al. 1995; VANDEN BUSH u. ROSENBUSCH 2003).

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2.5.2 Modulation von neutrophilen Granulozyten

Neutrophile Granulozyten sind die vorherrschenden phagozytierenden Zellen bei einer mit M. bovis-assoziierten Pneumonie (GAGEA et al. 2006; HERMEYER et al. 2012). M. bovis bewirkt in neutrophilen Granulozyten sowohl eine Veränderung ihrer phänotypischen als auch ihrer funktionellen Eigenschaften (JIMBO et al. 2017). Die phänotypischen Veränderungen umfassen eine Senkung der CD62L (L-Selektin) und eine Steigerung der CD40-, CD46- und CD86-Expression (JIMBO et al. 2017). Die Autoren vermuten, dass M. bovis durch die Senkung der CD62L-Expression, einem Adhäsionsmolekül, welches das Entlangrollen von Entzündungszellen am Endothel vermittelt (VON ANDRIAN et al. 1992; SIMON et al. 1995;

WITKO-SARSAT et al. 2000), die Extravasation von neutrophilen Granulozyten in das betroffene Entzündungsgebiet erschwert (JIMBO et al. 2017). Werden bovine neutrophile Granulozyten mit M. bovis inkubiert, führt dies nicht zu einer Steigerung ihrer antimikrobiellen Funktionen (THOMAS et al. 1991). M. bovis vermindert die effektive Abtötung von E. coli durch neutrophile Granulozyten (HOWARD u. TAYLOR 1983). Die Bildung toxischer reaktiver Sauerstoffspezies von bovinen neutrophilen Granulozyten wird sowohl durch lebende, als auch durch hitzeinaktivierte M. bovis vermindert (THOMAS et al. 1991).

Jimbo et al. fanden heraus, dass M. bovis in neutrophilen Granulozyten ebenfalls die Stickoxid-(NO)-Produktion hemmt und zu einer vermehrten Ausschüttung von proinflammatorischen Zytokinen wie Tumornekrosefaktor alpha (TNF-α) und IL-12 führt. Des Weiteren scheint M. bovis die Apoptoserate von neutrophilen Granulozyten zu steigern (JIMBO et al. 2017). Obwohl berichtet wird, dass M. bovis die Degranulation von neutrophilen Granulozyten hemmt (FINCH et al. 1990), steigerte M. bovis die Elastase-Ausschüttung aus den sekundären Granula der neutrophilen Granulozyten in dem von Jimbo et al. (2017) durchgeführten Experiment. Die Inkubation von M. bovis und Glukokortikoiden hat einen additiven Effekt bezogen auf die Hemmung der Superoxidanion-Produktion und die Fähigkeit der neutrophilen Granulozyten E. coli- und opsonisierte M. bovis-Bakterien zu phagozytieren (ALABDULLAH et al. 2015; ALABDULLAH et al. 2018). Dabei unterscheiden sich die verschiedenen verwendeten M. bovis-Stämme in ihrer Fähigkeit der Abtötung durch neutrophile Granulozyten zu entgehen (ALABDULLAH et al. 2018). Weiterhin besitzt M. bovis eine Membrannuklease (Mnua) zur Degradation von neutrophilen extrazellulären Fallen (neutrophil extracellular traps) (GONDAIRA et al. 2017; MITIKU et al. 2018).

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2.5.1 Modulation von Monozyten und Makrophagen

M. bovis vermindert die Apoptoserate in bovinen Monozyten (MULONGO et al. 2014) und bronchoalveolären Makrophagen (SULEMAN et al. 2016), auch in Anwesenheit des Apoptoseinduktors Staurosporin (MULONGO et al. 2014; SULEMAN et al. 2016), während es in neutrophilen Granulozyten die Apoptoserate steigert (JIMBO et al. 2017). In bovinen, aus CD14-positiven Monozyten generierten Makrophagen hemmt M. bovis die Produktion der proinflammatorischen Zytokine IFN-γ und TNF-α und steigert die Produktion des antiinflammatorischen Zytokins IL-10 (MULONGO et al. 2014), wohingegen mit M. bovis inkubierte neutrophile Granulozyten vermehrt die proinflammatorischen Zytokine TNF-α und IL-12 ausschütten (JIMBO et al. 2017). Im Gegensatz zu Mulongo et al. wiesen Van der Merwe et al. eine vermehrte Produktion von IFN-γ durch periphere mononukleäre Zellen nach (VAN DER MERWE et al. 2010, MULONGO et al. 2014). Auch einer Studie von Jungi et al. zufolge, steigert M. bovis die Produktion von TNF-α (und NO) in bovinen Alveolarmakrophagen, während die apathogene Mykoplasmenspezies M. bovirhinis nicht zu einer Steigerung der TNF-α-Produktion führt (JUNGI et al. 1996a). Inwieweit M. bovis die ROS-Produktion in bovinen Monozyten moduliert ist bisher nicht bekannt.

2.5.2 Modulation von intrazellulären Signaltransduktionswegen durch Mykoplasmen

Mykoplasmen interagieren primär über die Bindung an TLR2 und TLR6 und dadurch ausgelöste Signalwege mit der Wirtszelle. Die Bindung von mykoplasmalen Lipoproteinen von M. fermentans, M. salivarum und M. genitalium, M. penetrans an TLR2 und TLR6 kann über die Aktivierung von NFκB (nuclear factor 'kappa-light-chain-enhancer' of activated B-cells), zur Apoptose von monozytären und lymphoiden Zellen führen (ALIPRANTIS et al. 1999;

RAWADI et al. 1999; INTO et al. 2002; KARIN u. LIN 2002; INTO et al. 2004; ZENG et al.

2004; WU et al. 2008). Die durch Lipoproteine von M. fermentans herbeigeführte Apoptose transfizierter, humaner HEK293-Zellen und muriner RAW264.7-Zellen führt neben der durch MyD88 (Myeloid differentiation primary response 88)- und FADD (Fas-associated protein with death domain)-vermittelten Aktivierung von NFκB zur Aktivierung von ASK-1 (Apoptosis-signal-regulating kinase 1) und daraus folgenden Phosphorylierung von p38 MAPK (Mitogen-activated protein kinase) (GARCIA et al. 1998;

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INTO et al. 2004; INTO u. SHIBATA 2005). Andererseits inhibiert M. fermentans die TNF-α-induzierte Apoptose in humanen myelomonozytären U937-Zellen, indem es die Aktivierung von Caspase 8 hemmt (GERLIC et al. 2007). Bei Caspasen handelt es sich um Enzyme, welche im Rahmen der Zellapoptose freigesetzt werden. Weiterhin führen Lipoproteine von M. fermentans durch eine Aktivierung von MAPK und Nrf2 (NF-E2 related factor 2) zu einer vermehrten Expression der Hämoxygenase 1, einem Enzym, welches antiapoptotische und zytoprotektive Eigenschaften besitzt (MA et al. 2013).

Da auch apathogene Mykoplasmenspezies Lipoproteine besitzen und auch TLR2-knock-out-Mäuse eine starke Entzündungsreaktion nach einer Infektion mit M. pulmonis zeigen, scheinen Mykoplasmen auch über andere Strukturen mit den Wirtszellen zu interagieren (SHIMIZU et al. 2014; SHIMIZU 2016). So sind einige Mykoplasmen in der Lage das Inflammasom zu aktivieren. Das Inflammasom ist ein im Zytosol von Makrophagen und neutrophilen Granulozyten vorkommender Proteinkomplex, welcher durch verschiedene Stimuli wie bakterielle Bestandteile (z.B. LAMPs) aktiviert werden kann. Daraus resultiert eine Aktivierung von Caspasen, welches durch proteolytische Spaltung ihrer Vorstufen zu einer Ausschüttung von IL-1β und IL-18 führt (MARTINON et al. 2002). Zu den durch ihre Lipoproteine das Inflammasom aktivierenden Mykoplasmen gehören M. salivarum und M. pneumoniae (BOSE et al. 2014; SUGIYAMA et al. 2016).

Inwieweit M. bovis intrazelluläre Signalwege in bovinen Monozyten beeinflusst, wurde bisher nur in einer Studie untersucht: Mittels eines Peptide-Kinome-Arrays wurden Signalwege des angeborenen Immunsystems von Monozyten identifiziert, welche sich in Anwesenheit von M. bovis verändern. Mittels Western-Blot wurde eine Aktivierung von NFκB festgestellt.

Weiterhin hemmt M. bovis die Aktivierung von Caspase 9, während es die Aktivierung von Caspase 6 und 3 nicht beeinflusst (MULONGO et al. 2014). M. bovis scheint weiterhin die Expression von SOCS1 (Supressor of cytokine signaling 1) zu fördern (MULONGO et al.

2014).

Weiterhin ist bekannt, dass M. bovis-LAMPs in EBL-Zellen durch Bindung an TLR2 zu einer Aktivierung des Adapterproteins MyD88 führt, welches in der Aktivierung von NFκB und folgenden IL1-β-Produktion resultiert (WANG et al. 2016).

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