Die Oberflächenexpression von TLR-4 ist bei CF Bronchialepithelzellen reduziert

Einleitung: Die Epithelzellen der Atemwege sind Teil der angeborenen Immunität des Organismus und tragen zur Entzündungsreaktion der Lunge bei, insbesondere durch die Aktivierung von Toll-like Rezeptoren (TLR) und ihrer Signalwege. Da CF-Atemwege unter einer chronischen Infektion mit Bakterien leiden, wird von einer intrinsisch dysregulierten Immunantwort in CF ausgegangen. Aus diesem Grund haben wir die TLR-4-Expression sowie das inflammatorische Profil in einer bronchialen CF- sowie der entsprechenden CFTR-korrigierten Zelllinie untersucht.

Methoden: Die bronchiale CF-Zelllinie CFBE41o- (CFTR-Mutation ΔF508/ΔF508) und ihr CFTR-korrigierter Gegenpart (Wildtyp-CFTR Plasmid-Transfektante) wurden für 14 Tage unter air-liquid interface (ALI)-Bedingungen kultiviert. Die Oberflächenexpression von TLR-4 wurde durch Immunfluoreszenz und FACS-Analyse bestimmt. Die Sekretion von Interleukin (IL)-8 unter basalen Bedingungen und nach Stimulation mit LPS von Gram-negativen Bakterien wurde mittels ELISA analysiert. Zur Inhibition LPS-stimulierter Effekte wurden die Zellen vor den Versuchen entweder mit einem anti-TLR-4 Antikörper inkubiert oder mit spezifischer siRNA gegen TLR-4 mRNA transfiziert.

Ergebnisse: Immunfluoreszenz und FACS-Analyse zeigten eine signifikant reduzierte Oberflächenexpression von TLR-4 in CFBE41o-, verglichen mit den CFTR-korrigierten Zellen (8.3±1.4% vs. 16.9±2.3%), während die basale und LPS-stimulierte IL-8-Sekretion um den Faktor 2 bzw. 3 im Vergleich zu corrCFBE41o- verringert war. Die Inkubation mit einem spezifischen anti-TLR-4 Antikörper vor LPS führte nur in corrCFBE41o- zu einer signifikanten Abnahme der IL-8-Sekretion. Nach Transfektion von spezifischer siRNA gegen TLR-4 mRNA kam es in beiden Zelllinien zu einer signifikant reduzierten IL-8-Antwort auf LPS. In allen Versuchen zeigte die Kontrollplasmid-Zelllinie dfCFBE41o- ähnliche Ergebnisse wie CFBE41o-.

Diskussion: Unsere Ergebnisse deuten daraufhin, dass der Verlust der CFTR-Funktion die Immunantwort in CF, möglicherweise durch die Veränderung der Expression von TLR-4 auf Epithelzellen, modifiziert. Dies könnte zur bakteriellen Besiedlung und CF-typischen Lungenerkrankung wesentlich beitragen, während die Korrektur des CFTR einen wichtigen Signalweg der angeborenen Immunität wiederherstellt.