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Endotheliale Funktionsstörung : Wirkung von Auto-Antikörpern (ANCA)

Pölzelbauer, Catharina


Originalveröffentlichung: (2010) Giessen : VVB Laufersweiler 2010
pdf-Format: Dokument 1.pdf (2.131 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Hygiene und Infektionskrankheiten der Tiere; Zentrum für Innere Medizin
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5639-1
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 08.12.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 01.02.2011
Kurzfassung auf Deutsch: Die in Zusammenhang mit dem Krankheitsbild der Wegenerschen Granulomatose, einer
systemischen Vaskulitis, regelmäßig nachgewiesenen Auto-Antikörper (ANCA: „antineutrophil
cytoplasmic antibodies“) aktivieren neutrophile Granulozyten in-vitro und
induzieren die Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies und enzymatischer Metaboliten. Neben
ihrer diagnostischen Bedeutung wurde so eine pathogenetische Funktion bei der Entstehung
der ANCA-assoziierten Vaskulitiden vermutet. In der vorliegenden Arbeit sollte der Effekt
der Interaktion von ANCA aktivierten humanen Granulozyten und Endothel auf die
endotheliale Barrierenfunktion in einem Zweikammer-System untersucht werden, wobei hier
die Albumin-Permeabilität verschiedener endothelialer Monolayer als Ausdruck der
endothelialen Integrität überprüft wurde.
So konnten ANCA aktivierte Granulozyten bei RLEC („rat lung endothelial cells“)-
Monolayern eine Schädigung der endothelialen Barrierefunktion hervorrufen, sichtbar als
deutlicher Anstieg der Albumin-Permeabilität. Bei HUVEC („human umbilical vein
endothelial cell“) - und RCEC („rat coronary endothelial cell“) - Monolayern konnte kein
signifikanter Anstieg der Albumin-Permeabilität induziert werden. Charakteristische
Eigenschaften des Endothels, wie die unterschiedliche Empfänglichkeit von mikro- und
makrovaskulärem Endothel oder von organspezifischem Endothel auf entzündliche Stimuli zu
reagieren, können eine Ursache für die divergierenden Reaktionen der Endothelzell-
Monolayer sein. Weiterhin wurde untersucht, über welchen Mechanismus ANCA aktivierte
Granulozyten die endotheliale Integrität schädigen. Durch die Blockade des für die feste
Bindung der Granulozyten am Endothel entscheidenden endothelialen Adhäsionsmoleküls
ICAM-1 wird ein Anstieg der Permeabilität vollständig verhindert. Sowohl eine Hemmung
der NADPH-Oxidase mit DPI (Diphenyleneiodium chloride) als auch eine Metabolisierung
der reaktiven Sauerstoffspezies durch die Superoxid-Dismutase (SOD) verhindern den
permeabilitätssteigernden Effekt von ANCA. SOD hatte eine geringgradig stärker hemmende
Wirkung, was damit erklärt werden könnte, dass neben der Bildung über die NADPHOxidase
noch andere Quellen für reaktive Sauerstoffspezies existieren. Diese Ergebnisse
stützen die Hypothese, dass ANCA, Granulozyten vermittelt, eine deutliche Störung der
endothelialen Integrität verursachen. Zudem konnte gezeigt werden, dass dieser Effekt
abhängig von der endothelialen Adhäsion der neutrophilen Granulozyten und der
granulozytären Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies ist.
Kurzfassung auf Englisch: Associated with Wegeners Granulomatosis, a systemic vasculitis, auto-antibodies (ANCA:
„anti-neutrophil cytoplasmic antibodies“) activate neutrophile granulocytes and induce
neutrophile release of reactive oxygen species and enzymatic metabolites in-vitro. Besides
their diagnostic relevance, a pathogenic function in disease development has been postulated.
In the present work the impact of the interaction of ANCA-activated human granulocytes and
endothelial cells on the endothelial barrier function has been investigated in a twocompartment
chamber system. The transendothelial flux of albumin served as an indicator of
endothelial integrity.
The confrontation of ANCA-activated granulocytes and RLEC („rat lung endothelial cells“) -
monolayer caused a severe damage of endothelial barrier function, apparent as a distinct
increase of transendothelial albumin flux. On HUVEC (human umbilical vein endothelial
cell) or RCEC (rat coronary endothelial cell) - monolayer, ANCA-activated granulocytes
could not provoke any significant increase of transendothelial albumin flux. Endothelial
characteristics, such as the different susceptibility to inflammatory injury, may be underlying
the variable endothelial reactions to the interaction with ANCA-activated granulocytes. Next,
the mechanisms of ANCA-induced, granulocyte-mediated endothelial damage, were
characterized by pharmalogical intervention. Function blocking antibodies targeting ICAM-1,
critical for the firm adhesion of granulocytes to the endothelium, prevented the increase of
transendothelial Albumin flux. The inhibition of the NADPH odxidase and subsequently
generation of reactive oxygen species, with DPI (Diphenyleneiodium chloride), as well as the
metabolism of reactive oxygen species with SOD (superoxid dismutase), prevented the
ANCA-induced increase in endothelial barrier dysfunction. The mildly stronger inhibiting
effect of SOD could be explained by the existence of reactive oxygen species-generating
systems beside the NADPH oxidase.
These investigations support the hypothesis that ANCA-activated granulocytes can cause
severe endothelial barrier dysfunction. Furthermore it has been demonstrated, that the ANCA
effect depends on neutrophile adhesion to the endothelium and the neutrophile release of
reactive oxygen species