DARWIN Digitale Dissertationen German Version Strich

FU Berlin
Digitale Dissertation

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

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Abstract

In the moment 20-50% of patients with AIDS die with Mycobacterium avium

In the moment 20-50% of patients with AIDS die with Mycobacterium avium. Traditional therapy with antibiotics is complicated due to the fact that M. avium is genetically resistant to the most of them.

A better understanding to the immunology of infection with M. avium is necessary to find new therapeutic approaches.

Granulomas are the hallmark of histopathology in the Infection with M. avium. However, only few is known about mechanism of Granuloma formation.

The aim of this study was to form a model for the observation of histopathology after infection with M. avium and to determine the influence of different T-cell subpopulations. Further, the influence of cytokines on granuloma formation and maintenance should be observed.

C57bl-mice were infected via tail-vein with 10E5 M. avium and the infection was observed. Infection with a high-virulent strain of M. avium (TMC 724) leads to a continuous growth of bacteria and death of mice after 13 weeks, while after infection with a low-virulent strain (SE01) the growth stagnated after 4 weeks.

In immunkompentent C57/bl-mice the granuloma formation is influenced by the virulence of the strain. After infection with TMC 724 the size of granulomas increases for 4 weeks parallel to the growth of bacteria. In later stages of infection the granulomas show a higher grade of differentiation The depletion of CD4+-T-cells abrogated the emergence of granulomas but the depletion of CD8+-T-cells remains without influence.

In the immunincompetent Scid-mice the neutralization of TNFa or IFNg inhibits the emergence of granuloma.

The CD4+-T-cell derived IFNg is necessary for the emergence of granulomas. So the transfer of CD4+-T-cells from human to human is impossible, the therapy with IFNg might be a possibility which should be tested in further experiments.

Granulomas seem to play a major role in the control of infections with M avium. This study might be a base for further investigations on the correlation between immunological protection and granulomas.

Table of Contents

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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

More Information:

Online available: http://www.diss.fu-berlin.de/2001/45/indexe.html
Language of PhDThesis: german
Keywords: Mycobacterium avium, Granulom, Histopathologie, AIDS
DNB-Sachgruppe: 33 Medizin
Date of disputation: 06-Apr-2001
PhDThesis from: Fachbereich Humanmedizin, Freie Universität Berlin
First Referee: Prof. Dr. med. Helmut Hahn
Second Referee: Prof. Dr. med. Reinhard Burger
Contact (Author): hhaensch@gmx.net
Date created:26-Mar-2001
Date available:11-Apr-2001

 

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