| Eosinophile Granulozyten sind wichtige Effektorzellen, die im Rahmen von allergischem Asthma auftreten und an der Gewebeschädigung, sowie an der persistierenden Entzündung entscheidend beteiligt sind. Eosinophilie in Blut und Sputum von Patienten ist ein Indikator für die Schwere des Erkrankungsverlaufs und wird mit Hyperreaktivität der Atemwege in Verbindung gebracht. In den letzten Jahrzehnten ist es zu einem starken Anstieg von allergischem Asthma und anderen allergischen Entzündungserkrankungen in westlichen Ländern gekommen, was in Verbindung mit der Veränderung der Lebensumstände einhergehen könnte. Dies wird vom Begriff Hygiene-Hypothese beschrieben. Außerdem wurde ein Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung der kommensalen Darmbakterien und des Vorhandenseins von kurzkettigen Fettsäuren (SCFA) als deren Hauptmetaboliten in der Prävention von allergischem Asthma und anderen Eosinophilen-meditierten Erkrankungen festgestellt. Die wichtigsten Vertreter der SCFA, die vom Darmmikrobiom produziert werden sind Acetat, Propionat und Butyrat, welche in den Blutkreislauf übertreten können und dadurch auch auf das periphere Gewebe und besonders Leukozyten wirken können. Die Wirkung von SCFA auf Eosinophile ist bisher unbekannt. Diese Dissertation hatte es deswegen zum Ziel, die Wirkung von SCFA auf die Funktion von humanen, peripheren Bluteosinophilen, sowie in einem Mausmodell für akutes allergisches Asthma zu untersuchen.
Eosinophile exprimieren GPR43 und GPR41 auf mRNA Ebene. Propionat und Butyrat induzierten Apoptose in humanen Eosinophilen, was jedoch nicht für Acetat nachgewiesen werden konnte. Dieser Effekt war unabhängig von der Aktivierung von GPR43 oder GPR41, ging aber mit der Acetylierung von Histonen einher und wurde von dem pan-HDAC Inhibitor TSA imitiert. Propionat und Butyrat verhinderten die Adhesion von Eosinophilen auf Endothelzellen und TSA zeigte einen ähnlichen Effekt, wohingegen Acetat keinen vergleichbaren Effekt zeigen konnte. Außerdem inhibierten Butyrat und TSA die Migration von Eosinophilen. Um zu überprüfen, ob diese Ergebnisse auch in vivo Relevanz haben, wurde die Wirksamkeit von Butyrat in einem Mausmodell für allergisches Asthma überprüft. Butyrat konnte die Lungeneosinohpilie unterdrücken, verhinderte die Sekretion von Type 2 Zytokinen in den Bronchoalveolarraum und verbesserte die Hyperreaktivität der Atemwege. Diese Effekte waren bemerkenswerterweise spezifisch für Eosinophile, andere Leukozytenpopulationen wurden nicht beeinflusst.
Die Ergebnisse dieser Dissertation zeigen daher zum ersten Mal, dass SCFA, vor allem Butyrat, die Eosinophilenfunktion auf mehreren Stufen hemmen: i) Adhesion auf Endothelzellen, ii) Migration, sowie iii) das Überleben von Eosinophilen. Diese Ergebnisse haben in vivo Relevanz, da Butyrat im Mausmodell die allergische Entzündung in der Lunge verbessern konnte. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass SCFA, besonders Butyrat einen direkten Effekt auf Eosinophile haben und deswegen eine neue Behandlungsform für bestehendes, allergisches Asthma und andere von Eosinophilen hervorgerufene Krankheiten haben könnte.
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