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# Biologie# Mikrobiologie

Einfluss des B1-Rezeptors auf die Neutrophilenfunktion bei Sepsis

Studie zeigt, dass der B1-Rezeptor eine entscheidende Rolle bei der Neutrophilenreaktion während Sepsis spielt.

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Inhaltsverzeichnis

Sepsis ist ne ernsthafte Gesundheitsproblematik, die auftritt, wenn der Körper heftig auf eine Infektion reagiert. Diese Reaktion kann zu Organversagen führen, was tödlich sein kann. Eine frühe Phase von Sepsis nennt sich systemisches entzündliches Antwortsyndrom (SIRS). Bei SIRS wird das Immunsystem des Körpers überaktiv, was zu Entzündungen in lebenswichtigen Organen führt. Das kann Gewebeschäden und sogar den Tod verursachen, wenn nicht richtig behandelt wird.

Die Rolle der Neutrophilen

Neutrophile sind eine Art von weissen Blutkörperchen, die eine wichtige Rolle im Kampf gegen Infektionen spielen. Sie sind normalerweise die ersten, die am Ort einer Infektion eintreffen. Damit sie ihre Aufgabe effektiv erledigen können, müssen sich Neutrophile dorthin bewegen, wo die Infektion stattfindet. Sie verlassen sich auf spezielle Rezeptoren, die CXCR2-Rezeptoren genannt werden, um ihnen beim Wandern zu helfen.

Bei Sepsis produziert der Körper zu viele entzündliche Substanzen. Das kann verschiedene Rezeptoren, einschliesslich CXCR2, überstimulieren. Diese Überaktivität führt zu Veränderungen in den Neutrophilen, was es ihnen erschwert, die infizierten Bereiche zu erreichen. Dies resultiert in einer verringerten Anzahl von Neutrophilen am Infektionsort, was zu einem Zustand namens multiples Organversagen führt.

Was sind bradykininbezogene Peptide?

Bradykininbezogene Peptide sind Moleküle, die Blutgefässe und Entzündungen beeinflussen können. Sie werden von Enzymen produziert, die auf grössere Proteine, die Kininogene genannt werden, wirken. Diese Peptide aktivieren zwei Arten von Rezeptoren: BDKRB1 und BDKRB2.

BDKRB2 kommt in verschiedenen Geweben vor und hilft, viele Körperfunktionen zu regulieren. BDKRB1 hingegen ist normalerweise nicht in gesunden Geweben vorhanden, wird aber während Entzündungen aktiver. Die genaue Rolle von BDKRB1 in der Sepsis und deren Einfluss auf die Neutrophilen ist noch nicht ganz verstanden. Forscher versuchen herauszufinden, ob die Aktivierung dieses Rezeptors es den Neutrophilen erschwert, zu infizierten Bereichen zu wandern.

Ziele der Studie

Ziel dieser Studie ist es herauszufinden, ob die Aktivierung des Kinin B1-Rezeptors die Fähigkeit der Neutrophilen beeinflusst, den Infektionsort während einer Sepsis zu erreichen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Aktivierung von B1 die Ansammlung von Neutrophilen an den benötigten Stellen verhindert, was zu Komplikationen wie Organfunktionsstörungen und einem höheren Sterberisiko durch Sepsis führen kann.

Studienmethoden

Verwendete Tiermodelle

Die Forscher verwendeten spezielle Mausmodelle, um die Auswirkungen der B1- und B2-Rezeptoren während der Sepsis zu untersuchen. Sie erzeugten Mäuse, denen entweder der B1- oder der B2-Rezeptor fehlte, sowie normale Mäuse zum Vergleich. Die Mäuse wurden unter kontrollierten Bedingungen gehalten und erhielten Futter und Wasser.

Induktion von Sepsis

Um ein schweres Sepsis-Modell zu schaffen, führten die Forscher einen Eingriff namens zäkal Ligatur und Perforation (CLP) an den Mäusen durch. Dieses Verfahren simuliert eine Infektion in der Bauchhöhle. Nach dem Eingriff überwachten die Forscher die Mäuse über mehrere Tage, um zu sehen, wie viele überlebten und um Proben für die Analyse zu sammeln.

Datensammlung

Die Forscher untersuchten die Bewegung der weissen Blutkörperchen zum Infektionsort, zählten Bakterien in Proben und testeten die Neutrophilenaktivität in der Lunge. Sie massen die Konzentrationen verschiedener Zytokine, die Signalmoleküle sind und die Immunantwort koordinieren. Eine histopathologische Analyse wurde durchgeführt, um Gewebeschäden in den Lungen zu betrachten.

Analyse der Neutrophilen

Neutrophile wurden aus dem Blut extrahiert, und ihre Wanderung wurde mit Methoden getestet, die simulieren, wie diese Zellen zur Infektion wandern. Die Forscher untersuchten auch die Rollen verschiedener Proteine und Rezeptoren in der Bewegung und Funktion der Neutrophilen.

Behandlungen und Interventionen

In einem anderen Teil der Studie wendeten die Forscher einen spezifischen B1-Antagonisten auf einige Mäuse an. Diese Behandlung wurde vor oder nach dem Sepsisverfahren durchgeführt, um zu sehen, ob sie die Überlebensraten und die Immunantwort der Mäuse verbessern könnte.

Ergebnisse der Studie

Rolle der B1- und B2-Rezeptoren

Die Ergebnisse zeigten, dass der B1-Rezeptor eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der Sepsis spielt. Mäuse ohne den B1-Rezeptor hatten im Vergleich zu normalen Mäusen oder denen ohne den B2-Rezeptor bessere Überlebenschancen. Das deutet darauf hin, dass die Aktivierung von B1 während der Sepsis schädlich ist.

Immunantwort und bakterielle Belastung

Mäuse ohne den B1-Rezeptor zeigten eine effektivere Neutrophilenwanderung zum Infektionsort, was zu einer niedrigeren Bakterienzahl in ihrem Körper führte. Das deutet darauf hin, dass die Wirkung des B1-Rezeptors auf die Neutrophilen deren Reaktion auf Infektionen beeinträchtigt.

Veränderungen der Zytokinwerte

Bei Mäusen mit Sepsis wurden die Zytokinwerte gemessen, wobei festgestellt wurde, dass diejenigen ohne den B1-Rezeptor niedrigere Konzentrationen von TNF und anderen entzündlichen Substanzen hatten. Das deutet darauf hin, dass die Aktivierung von B1 übermässige Entzündungen hervorrufen könnte, was die Situation verschlimmert.

Lungenschäden und Entzündung

Sepsis verursachte bei den Mäusen schwere Lungenschäden, die durch Entzündungen und Flüssigkeitsansammlungen gekennzeichnet waren. Mäuse ohne B1 zeigten weniger Anzeichen von Lungenschäden im Vergleich zu normalen Mäusen, was darauf hindeutet, dass die Aktivierung von B1 zur Lungenentzündung während der Sepsis beiträgt.

Bedeutung der Myeloid-Zellen

Die Studie hob auch die Rolle der B1-Rezeptoren in myeloiden Zellen hervor, zu denen auch die Neutrophilen gehören. Mäuse, die mit Knochenmark von B1-Rezeptor-defizienten Mäusen behandelt wurden, hatten bessere Immunantworten. Das betont die Bedeutung des B1-Rezeptors in diesen Immunzellen.

Wirkmechanismen

Die Forscher untersuchten, wie B1 die Neutrophilenreaktionen während der Sepsis beeinflusst. Sie fanden heraus, dass die Aktivierung von B1 Veränderungen im CXCR2-Rezeptor verursacht, der für die Wanderung der Neutrophilen entscheidend ist. Der B1-Rezeptor scheint eine Signalkaskade auszulösen, die die Funktion von CXCR2 verringert und es den Neutrophilen erschwert, ihre Aufgabe zu erfüllen.

Potenzielle Behandlungsstrategien

Angesichts der Ergebnisse schlägt die Studie vor, den B1-Rezeptor mit speziellen Antagonisten anzuvisieren, was eine vielversprechende Strategie zur Behandlung von Sepsis sein könnte. Das Blockieren dieses Rezeptors könnte die Neutrophilenwanderung und die Bakterienelimination verbessern und so letztendlich die Patientenergebnisse optimieren.

Vorteile der Kombinationstherapien

Die Studie untersuchte auch die Kombination von B1-Antagonisten mit Antibiotika. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass diese Kombination bessere Überlebensraten bei septischen Mäusen erzielen könnte. Das zeigt einen potenziell neuen Ansatz für die Behandlung und bietet eine neue Strategie zur Bekämpfung von Sepsis.

Zusammenfassung

Sepsis bleibt eine bedeutende Gesundheitsherausforderung, und das Verständnis der beteiligten Mechanismen ist entscheidend für die Entwicklung effektiver Behandlungen. Diese Studie hebt die Bedeutung des B1-Rezeptors in der Immunantwort während der Sepsis hervor. Durch das Blockieren dieses Rezeptors zeigten die Forscher eine verbesserte Neutrophilenfunktion und reduzierte Entzündungen, was zu besseren Überlebensraten bei Mäusen führte.

Indem man sich auf das Zusammenspiel zwischen dem Immunsystem und der Sepsis konzentriert, gibt es Potenzial für die Entwicklung neuer therapeutischer Ansätze. Die Ergebnisse liefern ein überzeugendes Argument für die Erforschung von B1-Antagonisten als einen entscheidenden Teil der Sepsisbehandlung, was die aktuellen Therapien verbessern und die Patientenergebnisse optimieren könnte.

Originalquelle

Titel: Activation of bradykinin receptor B1 promotes desensitization of CXCR2 in neutrophils during severe sepsis and contributes to disease progression in mice.

Zusammenfassung: Sepsis is one of the most common causes of death in intensive care units. The overproduction of proinflammatory mediators during severe sepsis leads to desensitization of CXCR2 on neutrophil, compromising their migration capacity. During early sepsis, kinins are released and bind to bradykinin 1 (BDKRB1) and bradykinin 2 (BDKRB2) receptors, however the involvement of these receptors in sepsis is not yet fully understood. This study demonstrated that the absence of BDKRB2 had no major effects compared to WT mice upon sepsis induction by CLP, suggesting that this receptor plays a minor role under these experimental conditions. In contrast, B1-/- mice showed lower mortality and bacterial recovery compared to WT-CLP mice, which was associated with an increased influx of neutrophils into the peritoneal cavity of CLP-B1-/- mice. WT-CLP mice exhibited increased expression of P110{gamma} and decreased expression of CXCR2 in neutrophils, which was partially reversed in CLP-B1-/- mice. Interestingly, local CXCL1 production was not affected by the absence of BDKRB1. In human neutrophils, LPS induced expression of BDKRB1, and antagonism of this receptor was associated with the restoration of neutrophil recruitment capacity upon stimulation with CXCL8. Furthermore, treatment with a BDKRB1 antagonist in combination with imipenem resulted in a significant improvement in mortality compared to animals treated with the antimicrobial agent alone. Our findings demonstrate that BDKRB1 plays an essential role in exacerbating the inflammatory response and CXCR2 desensitization in neutrophils during CLP-induced severe sepsis, highlighting BDKRB1 as a potential target for sepsis treatment. ImportanceSepsis is a life-threatening organ dysfunction caused by a dysregulated host response to infection. Despite advances in understanding its pathophysiology, sepsis remains a leading cause of mortality in intensive care units nowadays. Here we found that B1 receptor contributes to neutrophil migration failure during severe sepsis. Inhibition of B1 improves neutrophil migration and bacterial clearance, making it a valuable therapeutic candidate for the treatment of sepsis. More importantly, treatment with a BDKRB1 antagonist in combination with imipenem resulted in a significant improvement in mortality compared to animals treated with the antimicrobial agent alone. These results highlight B1 as a potential treatment target for sepsis, offering improved modulation of the inflammatory response and synergy with antibiotics. Graphical Abstract O_FIG O_LINKSMALLFIG WIDTH=200 HEIGHT=120 SRC="FIGDIR/small/590213v1_ufig1.gif" ALT="Figure 1"> View larger version (37K): [email protected]@[email protected]@176b5aa_HPS_FORMAT_FIGEXP M_FIG BDKRB1 activation contributes to sepsis-induced hyperinflammation: (A) BDKRB1 activation contributes to sepsis-induced hyperinflammation: (A) BDKRB1 plays an essential role in the pathogenesis of sepsis, partly by mediating impaired neutrophil migration during the disease. It exerts its effects in myeloid cells by controlling the activation of P13K{gamma} and the expression of CXCR2. (B) BDKRB1 antagonist decreases cytokine production and increases neutrophil influx into the peritoneal cavity, resulting in a reduction in bacterial recovery, highlighting DALBK as a potential adjuvant treatment for sepsis C_FIG

Autoren: Daniele G. Souza, R. D. d. N. Arifa, C. B. R. Mascarenhas, L. C. R. Rossi, M. E. F. Silva, B. Resende, L. D. Tavares, A. C. Reis, V. Pinho, F. A. Amaral, C. T. Fagundes, C. X. Lima, M. M. Teixeira

Letzte Aktualisierung: 2024-04-19 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.19.590213

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.19.590213.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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