Untersuchungen über die antiinflammatorischen Eigenschaften des alpha-Melanozyten-stimulierenden-Hormones im Bezug auf die allergische Atemwegsentzündung

Erkrankungen des atopischen Formenkreises, wie beispielsweise das Asthma bronchiale, die Rhinitis allergica oder die atopische Dermatitis gehören heute zu den großen Volkskrankheiten der Industrienationen. Dabei sind ihre Inzidenzen und Prävalenzen in den letzten Jahren stetig angestiegen. Die zentrale Hypothese dieser Promotionsarbeit ist, dass das alpha-Melanozyten-stimulierende-Hormon (α-MSH) die allergische Atemwegsentzündung in vivo inhibiert. Die Lunge ist ein Organ, in dem sich schwerwiegende allergische Erkrankungen manifestieren können. Aufgrund der oftmals beschriebenen antiinflammatorischen Eigenschaften von α-MSH auf allergische Reaktionen der Haut, wurde die Hypothese aufgestellt, dass α-MSH auch bezüglich der allergischen Atemwegsentzündung antiinflammatorisch wirke. Um den Einfluss von α-MSH auf die allergische Atemwegsentzündung zu untersuchen, wurde ein neues Studienprotokoll in Anlehnung an ein bereits gut etabliertes Mausmodell für allergische Atemwegserkrankungen entworfen. BALB/c-Mäuse wurden systemisch (i. p.) mit dem Modellallergen Ovalbumin (OVA) immunisiert. Weiterhin erfolgte durch eine zweimalige Allergenprovokation mit einem OVA-Aerosol die Induktion der allergischen Entzündung in der Lunge. Einer Versuchsgruppe wurde zusätzlich vor allen Immunisierungs- und Provokationsschritten α-MSH i. v. appliziert. Als Negativkontrolle zu α-MSH wurde das Neuropeptid g-MSH verwendet, von dem bislang keine immunmodulatorischen Funktionen bekannt sind. Zur Quantifizierung der Atemwegshyperreagibilität wurde die non-invasive head-out Bodyplethysmographie herangezogen. Zudem erfolgte bei den Tieren eine broncho-alveoläre Lavage (BAL). In der BAL-Flüssigkeit wurden zum einen relevante Zytokine mittels ELISA-Techniken bestimmt, zum anderen wurde eine mikroskopische Differenzierung des Zellprofils der BAL durchgeführt. Ferner wurden zur Darstellung des pulmonalen Entzündungsinfiltrates Kryoschnittpräparate von den Lungen der Versuchstiere angefertigt. Weiterhin wurde mittels FACS-Analyse die Expression des für α-MSH spezifischen Melanocortin-Rezeptors MC-1 auf BAL-Makrophagen, sowie die Expression des Makrophagen-Aktvierungsmarkers MAC-3 untersucht. Mittels Radioimmunoassay erfolgte darüber hinaus erstmalig der Nachweis von α-MSH in der BAL. Außerdem wurde der Verlauf der α-MSH-Konzentrationen nach einer aerosolischen Allergenprovokation über 16 Tage gemessen. Des Weiteren wurden mit Hilfe von ELISA-Techniken relevante Immunglobuline aus dem peripheren Blut bestimmt. Die Analysen ergaben folgende Ergebnisse: In der BAL-Flüssigkeit von Tieren, die parallel zu dem Sensibilisierungsprotokoll mit α-MSH behandelt wurden, waren die Konzentrationen von proinflammatorischen Zytokinen, wie IL-4 oder IL-13, signifikant erniedrigt, im Vergleich zu nur OVA sensibilisierten/provozierten (OVA-Gruppe) Tieren. Im Gegensatz dazu waren die Konzentrationen des antiinflammatorischen Zytokins IL-10 in der α-MSH-Gruppe signifikant erhöht. Des Weiteren konnte in der α-MSH-Gruppe ein signifikanter Abfall der Anzahl von eosinophilen Granulozyten in der BAL-Flüssigkeit, verglichen mit Tieren ohne α-MSH Behandlung, nachgewiesen werden. Ebenso zeigten die mit α-MSH behandelten Tiere nicht die sonst bei der allergischen Atemwegserkrankung zu findende peribronchiale entzündliche Infiltration. Die Auswertung der Bodyplethysmographie ergab allerdings nur eine tendenzielle Verringerung der Atemwegshyperreagibilität in der α-MSH-Gruppe. Hingegen konnte bei der Analyse der Serum-Immunglobuline ein signifikanter Abfall der Konzentrationen von anti-OVA spezifischen Antikörpern bei der α-MSH-Gruppe im Vergleich zur OVA-Gruppe nachgewiesen werden. In früheren Studien gab es weitreichende Hinweise darauf, dass die antiinflammatorischen Wirkungen von α-MSH IL-10 vermittelt sein könnten. Diesbezüglich waren bei den Ergebnissen dieser Promotionsarbeit erhöhte IL-10-Konzentrationen in der BAL-Flüssigkeit α-MSH behandelter Tiere aufgefallen. Um zu untersuchen, ob die α-MSH vermittelten Effekte im vorliegenden Tiermodell ebenfalls IL-10 vermittelt seien, etablierten wir daher ein identisches Studienprotokoll mit IL-10-knock-out-Mäusen. Bei den IL-10-knock-out-Mäusen konnte keiner der oben aufgeführten antiinflammatorischen Effekte von α-MSH nachgewiesen werden. Ein IL-10 vermittelter Wirkmechanismus von α-MSH erscheint demnach wahrscheinlich