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FU Berlin
Digitale Dissertation

Holger Carl-Heinz Ralf Hänsch :
Mechanismen der Granulomentstehung im Modell der murinen Infektion mit zwei unterschiedlich virulenten Stämmen von Mycobacterium avium
Mechanism of Granulomaformation in the experimental infection of mice with two different strains of M. avium

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|Zusammenfassung| |Inhaltsverzeichnis| |Ergänzende Angaben|

Zusammenfassung

Zur Zeit versterben 20-50% der AIDS-Patienten mit Infektionen mit M

Zur Zeit versterben 20-50% der AIDS-Patienten mit Infektionen mit Mycobacterium avium. Eine konventionelle Therapie mit Antituberkulotika ist aufgrund natürlicher Resistenzen von M. avium schwierig. Eine genaure Kenntnis der immunologischen Grundlagen der Infektion ist daher nötig, um neue Therapieansätze entwickeln zu können.

Granulome sind das histopathologische Korrelat einer Infektion mit M. avium. Bisher war jedoch nur wenig über die Granulomentstehung und Unterhaltung im Gewebe bekannt. In der vorliegenden Arbeit sollte daher ein Modell zur Beobachtung des histopathologischen Verlaufs geschaffen werden. Im weiteren sollte durch gezieltes Ausschalten von einzelnen T-Zellsubpopulationen deren Funktion in der Granulomentstehung untersucht werden. Abschließend sollte unterhalb der zellulären Ebene durch die Neutralisation von Zytokinen der Einfluß auf Granulome untersucht werden.

Es wurden C57bl-Mäuse über die Schwanzvene mit 1x10E5 M. avium infiziert und der Infektionsverlauf beobachtet. Während ein hoch-virulenter Stamm (TMC 724) ein kontinuierliches Wachstum im Gewebe zeigt und zum Tod der Versuchstiere nach etwa 13 Wochen führt, stagniert das Wachstum eines niedrig-virulenten Stammes (SE 01) nach etwa vier Wochen, eine Keimüberwindung findet jedoch nicht statt.

In der immunkompetenten C57bl-Maus wird die Granulommorphologie durch die unterschiedliche Virulenz von verschiedenen M.-avium-Stämmen beeinflußt. Nach Infektion mit TMC 724 nimmt die Granulomgröße kontinuierlich bis zum Tode der Tiere zu. Nach Infektion mit SE 01 stagniert das Granulomwachstum parallel zum Keimwachstum nach vier Wochen, danach nimmt jedoch der Organisationsgrad der Granulome zu.

Die Depletion von CD4+-T-Zellen führt nach der Infektion mit M. avium in den ersten vier Wochen nach Infektion zur Unterdrückung der Granulomentstehung, die Depletion von CD8+-T-Zellen bleibt ohne Einfluß.

In der immuninkompetenten Scid-Maus kommt es nach Neutralisation von TNFa oder IFNg in den ersten vier Wochen nach Infektion ebenfalls zu einer Verhinderung der Granulomentstehung.

Das von CD4+-T-Zellen produzierte IFNg ist für die Granulomentstehung unverzichtbar. Da sich bei AIDS funktionsfähige CD4+-T-Zellen nicht von Mensch zu Mensch übertragen lassen, die Therapie mit IFNg aber prinzipiell möglich ist, könnte hier eine möglicher Ansatz für eine Immuntherapie sein. In weiteren Experimenten wäre eine genaure Untersuchung der Rolle der an der Granulomentstehung beteiligten Zytokine wünschenswert, um diese These zu überprüfen.

Das Granulom scheint eine wichtige Rolle in der Überwindung bzw. Kontrolle der Infektion mit M. avium zu bilden. Diese Arbeit kann als Basis für weitere Experimente genutzt werden, um den Zusammenhang zwischen immunologischen Schutz und Granulom weiter zu untersuchen.

 

 

 

Inhaltsverzeichnis

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inhaltsverzeichnis
1. Titelblatt 6
1. Einleitung 6
1.1. Allgemeines 6
1.2. Problemstellung 7
1.3. Stand der Forschung 8
1.3.1. Charakteristik von MAC 8
1.3.2. Pathogenese der MAC-Infektion im Menschen 9
1.3.3. Klinisches Bild der MAC-Infektion im Menschen 9
1.3.3.1. Bei immunkompetenten Erwachsenen 9
1.3.3.2. Bei immunkompetenten Kindern 10
1.3.3.3. Bei Patienten mit AIDS 10
1.3.3.4. Bei immunsupprimierten Nicht-AIDS-Patienten 11
1.3.4. Die Abwehrreaktion gegen MAC 11
1.3.4.1. Phagozytose 11
1.3.4.2. Interaktion von T-Zellen und antigenpräsentierenden Zellen 11
1.3.4.3. Granulombildung 12
1.3.4.3.1. Granulombildung bei MAC-infizierten immunkompetenten Patienten 13
1.3.4.3.2. Granulombildung bei MAC-infizierten AIDS-Patienten 13
1.3.5. Das murine Modell der MAC-Infektion 14
1.3.5.1. Zytokine 15
1.3.5.1.1. TNFa 15
1.3.5.1.2. IFNg 16
1.4. Zielstellung 17
1.5. Arbeitsplan 18
2. Materialien und Methoden 19
2.1. Materialien 19
2.1.1. Geräte 19
2.1.2. Chemikalien 19
2.1.3. Versuchsmaterialien und Instrumente 20
2.1.4. Materialien für die Bakterienkultur 21
2.1.5. Antikörper 21
2.1.6. Lösungen für die Immunhistologie 22
2.1.6.1.1. Verdünnungsmedium für Antikörper 22
2.1.6.1.2. Spülpuffer 22
2.1.6.1.3. Entwicklungspuffer 22
2.1.6.1.4. Neufuchsin-Lösung 22
2.1.6.1.5. Entwickler-Lösung 22
2.1.6.1.6. Primärantikörper-Lösung 23
2.1.7. Versuchstiere 23
2.1.8. Genehmigung der Tierversuche 24
2.1.9. Bakterien 24
2.2. Methoden 25
2.2.1. Infektion der Versuchstiere 25
2.2.2. Organentnahme 25
2.2.3. In-vivo-T-Zelldepletion 25
2.2.4. In-vivo-Neutralisation von Zytokinen 26
2.2.5. Histologie 26
2.2.5.1. Präparation der Schnitte 26
2.2.5.2. Hämalaun-Eosin-Färbung 26
2.2.5.3. Modifizierte Ziehl-Neelsen Färbung für Gewebe 27
2.2.6. Immunhistologie 27
2.2.6.1. Herstellung der Präparate 27
2.2.6.2. Färbung 27
2.2.6.2.1. Primärantikörper 27
2.2.6.2.2. Blockierung des freien Biotins 28
2.2.6.2.3. Blockierung des freien Avidins 28
2.2.6.2.4. Sekundärantikörper 28
2.2.6.2.5. Streptavidin-alkalische-Phosphatase-Komplex 28
2.2.6.2.6. Entwicklung der alkalischen Phosphatase und Gegenfärbung 28
2.2.7. Bestimmung der Splenomegalie 29
2.2.8. Statistik 29
3. Ergebnisse 30
3.1. Verlauf der intravenösen Infektion mit M.avium in immunkompetenten Mäusen 30
3.1.1. Entwicklung der Keimzahlen (Abb. 1) 30
3.1.2. Entwicklung des Körpergewichts (Abb. 2) 31
3.1.3. Entwicklung des Milzgewichts (Abb. 3) 32
3.1.4. Histologie 32
3.1.4.1. Kinetik der Granulomentwicklung 32
3.1.4.2. Morphologie der Granulome (Abb. 4) 35
3.1.4.3. Identifikation der im Granulom befindlichen Zellen (Abb. 6) 36
3.2. Einfluß von T-Zell-Subpopulationen auf die Vorgänge bei der Granulomentwicklung 37
3.2.1. Einfluß von T-Zell-Subpopulationen auf den Infektionsverlauf 37
3.2.2. Einfluß der Depletion von T-Zellsubpopulationen auf das Milzgewicht (Abb. 7) 37
3.2.3. Einfluß der Depletion von T-Zellsubpopulationen auf das histologische Erscheinungsbild 38
3.3. Verlauf der intravenösen Infektion mit in SCID-Mäusen 39
3.3.1. Infektionsverlauf nach Infektion mit SE 01 in SCID- und BALB/c-Mäusen 40
3.3.2. Besonderheiten in der Histologie von SCID-Mäusen nach Infektion mit M.avium 43
3.3.2.1. Morphologie der Granulome 43
3.3.2.2. Kinetik der Granulomentwicklung (Abb.13) 43
3.4. Neutralisation von IFNg bzw. TNFa in SCID-Mäusen 45
3.4.1. Infektionsverlauf nach Neutralisation von IFNg bzw. TNFa 46
3.4.2. Einfluß der Neutralisation von IFNg bzw. TNFa auf das Milzgewicht von SCID-Mäusen 46
3.4.3. Histologie nach Neutralisation von TNFa und IFNg (Abb. 15) 46
4. Diskussion 49
4.1. Infektionsverlauf in immunkompetenten Mäusen 49
4.2. Histopathologie und Milzgewicht in immunkompetenten Mäusen 49
4.3. Infektionsverlauf in SCID-Mäusen 50
4.4. Histopathologie in SCID-Mäusen 51
4.5. Untersuchung der Rolle der an der Granulombildung beteiligten Zellen 51
4.5.1. Makrophagen 51
4.5.2. CD4+-T-Zellen 51
4.5.3. CD8+-T-Zellen 52
4.6. Untersuchung der Rolle der Zytokine bei der Granulombildung 52
4.6.1. TNFa 52
4.6.2. IFNg 53
4.7. Die Mechanismen der Granulombildung 53
4.8. Aussichten 54
4.9. Zusammenfassung 55
5. Literaturverzeichnis 57
6. Danksagung 66

Ergänzende Angaben:

Online-Adresse: http://www.diss.fu-berlin.de/2001/45/index.html
Sprache: Deutsch
Keywords: Mycobacterium avium, Granulom, Histopathologie, AIDS
DNB-Sachgruppe: 33 Medizin
Datum der Disputation: 06-Apr-2001
Entstanden am: Fachbereich Humanmedizin, Freie Universität Berlin
Erster Gutachter: Prof. Dr. med. Helmut Hahn
Zweiter Gutachter: Prof. Dr. med. Reinhard Burger
Kontakt (Verfasser): hhaensch@gmx.net
Abgabedatum:26-Mar-2001
Freigabedatum:11-Apr-2001

 

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