Einfluss von Interleukin-18 auf das Th1/Th2-Zytokingleichgewicht mononukleärer Nabelschnurblutzellen in vitro

IL-18 wurde erstmals 1989 beschrieben und lange Zeit als "IFN-Gamma inducing factor" bezeichnet, welcher die Ausbildung einer Th1-Immunantwort stimuliert. In den letzten Jahren konnte für IL-18 zudem die Induktion Th2-spezifischer Zytokine aufgezeigt werden. Bei Atopikern, welche durch das Überwiegen der Th2- gegenüber der Th1-Immunantwort gekennzeichnet sind, ist gegenüber der nichtatopischen Kontrollgruppe eine signifikant höhere plasmale IL-18-Konzentration nachweisbar. Inwieweit diese während der Schwangerschaft eine Auswirkung auf die Reifung der kindlichen Th1/Th2-Immunantwort hat ist bislang unklar. Neonaten von Atopikerinnen weisen jedoch ein signifikant höheres Atopierisiko auf als Kinder mit väterlicher Atopieanamnese. Als mögliche Ursache für diesen Effekt kommt unter anderem das intrauterine Zytokinmilieu in Betracht. Die Bedeutung von IL-18 für die Entwicklung einer Th1- bzw. Th2-Immunantwort bei Neonaten ist bislang nicht untersucht worden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher zu untersuchen, ob IL-18 in den Zellüberständen mitogen oder allergenspezifisch stimulierter CBMC nachweisbar ist, und welcher Effekt IL-18 auf die Zytokinsekretion neonataler mononukleärer - und CD4+ Zellen zukommt. <br>Dafür wurden die CBMC von n = 51 Neonaten mittels Ficoll-Dichtegradientenzentrifugation aus Nabelschnurblut isoliert. Für die Isolation CD4+ Zellen erfolgte die positiv-Selektion aus CBMC mittels MACS. Zellstimulationen wurden mit IL-4 (25 U/ml), IL-18 (100, 200, oder 400 ng/ml), einem unspezifischen (PHA 20 µg/ml) und einem allergenspezifischen Stimulus (BLG 25 µg/ml) bei 37°C unter 5% CO2 durchgeführt. Die Konzentrationen der Zytokine IL-18, IL-13 und IFN-gamma im Zellüberstand wurden mittels ELISA quantifiziert. <br>Bei der in vitro-Stimulation von CBMC ist IL-18 in niedrigen Konzentrationen im Zellüberstand nachweisbar. Zwischen der Negativkontrolle und der Stimulation mit PHA oder BLG lagen keine signifikanten Unterschiede vor (Neg.: 21,2 pg/ml; PHA: 22,1 pg/ml; BLG: 15,6 pg/ml). Die Untersuchung des Effektes von IL-18 auf das Th1/Th2-Zytokinmilieu zeigte eine signifikante Induktion der IFN-gamma Freisetzung nach IL-18-Zugabe zu PHA- oder BLG-stimulierten CBMC (PHA: 6154,5 pg/ml; PHA + IL-18: 13474 pg/ml, p= 0,0001; BLG: 801,1 pg/ml; BLG + IL-18: 1077 pg/ml, p = 0,008). Demgegenüber führte die Stimulation mit IL-18 und BLG gegenüber der Stimulation mit BLG alleine zu einer signifikanten Reduktion der IL-13-Konzentration (BLG: 249,1 pg/ml; BLG + IL-18: 124 pg/ml, p = 0,0001). Für die Stimulation mit IL-18 + PHA war gegenüber der Stimulation mit PHA alleine kein Effekt auf die IL-13-Konzentration im Zellüberstand nachweisbar (PHA: 4357,5 pg/ml; PHA + IL-18: 4026 pg/ml). Im Rahmen der Präinkubationsversuche von CBMC konnte im Median bei der Präinkubation mit IL-4 + IL-18 gegenüber der Präinkubation mit IL-4 oder IL-18 alleine eine Zunahme der IL-13-Sekretion (IL-18 + PHA: 148,6 pg/ml; IL-4 + PHA: 201,5 pg/ml; IL-18 + IL-4 + PHA: 254,4 pg/ml) und eine Abnahme der IFN-gamma-Sekretion (IL-18 + PHA: 915,6 pg/ml; IL-4 + PHA: 564,6 pg/ml; IL-18 + IL-4 + PHA: 467,8 pg/ml) aufgezeigt werden. Isolierte neonatale CD4+ Zellen wiesen im Präinkubationsversuch diesen Effekt nicht auf. <br>IL-18 ist im Zellüberstand neonataler mononukleärer Zellen nachweisbar. Dementsprechend ist die physiologische Th2-Gewichtung der neonatalen Immunantwort nicht auf einen Defekt der IL-18-Expression durch neonatale mononukleäre Zellen zurückzuführen. Für IL-18 konnte eine signifikante Induktion der IFN-gamma-Freisetzung durch CBMC in vitro aufgezeigt werden. IL-18 hat demnach nicht nur beim Erwachsenen, sondern auch bei Neonaten eine IFN-&#947; induzierende Wirkung. Daher könnte IL-18 im Rahmen der Reifung des kindlichen Immunsystems für die Induktion der Th1-Immunantwort von Bedeutung sein. <br>Die Induktion des Th2-Zytokins IL-13 im Präinkubationsversuch mit IL-4 + IL-18 könnte darauf hinweisen, dass während der Schwangerschaft als "Th2-Phänomen" IL-18 auch für die Sekretion Th2-spezifischer Zytokine von Bedeutung ist. Um diese Hypothese zu sichern, sind jedoch weitere Experimente erforderlich.

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• Schaefer, Dörte

• Th1/ Th2-Immunantwort
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• Th1/Th2 cytokine balance

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