Pneumologie 2008; 62 - P267
DOI: 10.1055/s-2008-1074422

Infektionen mit respiratorischen Bakterien verändern die Anpassung von Lungengewebszellen an Hypoxie

T Hellwig-Bürgel 1, J Rupp 2, J Deiwick 3, W Solbach 4, K Dalhoff 5
  • 1Institut für Physiologie, Universität zu Lübeck
  • 2Institut für Mikrobiologie/Med. Klinik III, Universität zu Lübeck
  • 3Institut für Biochemie, Universität zu Lübeck
  • 4Institut für Med. Mikrobiologie und Hygiene, Universität zu Lübeck
  • 5Med. Klinik III, UK-SH/Campus Lübeck

Bereits unter physiologischen Bedingungen werden innerhalb der Lungenalveolen verminderte Sauerstoffkonzentrationen (>14% O2) im Vergleich zur umgebenden Raumluft (21% O2) gemessen. Durch den erhöhten Metabolismus von Entzündungszellen, eine vermehrte Schleimretention oder Zunahme einer bronchialen Obstruktion können Sauerstoffkonzentrationen zwischen 2–10% (Hypoxie) in vermindert belüfteten oder bakteriell infizierten Lungenarealen gefunden werden. Zur Aufrechterhaltung der funktionellen Integrität werden unter Hypoxie zentrale zelluläre Mechanismen über den O2- abhängigen HIF-1α Signalweg gesteuert. Wir wollten wissen, ob durch die Infektion mit S. pneumoniae, H. influenzae und C. pneumoniae die Stabilisierung von HIF-1α in respiratorischen Epithelzellen verändert wird. Die Detektion von HIF-1α erfolgte mit Luciferase und Western blot Analysen. Mechanismen der HIF-1α Degradation wurden durch IVTT- Assays überprüft. Mittels TUNEL- Färbung wurde der Einfluss auf das Zellüberleben in Hypoxie untersucht. Wir konnten zeigen, dass bereits unter Normoxie (20% O2) eine vermehrte Stabilisierung von HIF-1α durch die Stimulation mit Bakterien erfolgt. Dabei findet sich 24h nach Infektion mit Sp, Hi und Cp eine 2–6- fach vermehrte HIF-1α Expression im Vergleich zu nicht infizierten Zellen. Die physiologische HIF-1α Stabilisierung unter Hypoxie (3% O2) wird in der Frühphase (24h) der Infektion mit Cp signifikant verstärkt. In späten Phasen der Chlamydieninfektion (36–72h) wird HIF-1α durch die chlamydiale Protease CPAF (chlamydial protease-like activity factor) aktiv degradiert und das Überleben der Wirtszelle in Hypoxie dadurch gesichert. Über die Interaktion mit dem HIF-1α Signalweg können respiratorische Erreger direkten Einfluss nehmen auf die Anpassung von Lungengewebszellen auf Änderungen des O2- Angebots. Ziel weitergehender Studien ist es, die Bedeutung der HIF-1α Modulation für die Erregererkennung/-abwehr im Rahmen respiratorischer Infektionen zu untersuchen.