Partikel- und ozoninduzierte Entzuendungsreaktionen in der Lunge: Wechselwirkungen und Reaktionen von Bronchialepithelzellen und Endothelzellen in vitro

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Ozon und Quarzstaub (DQ12) bzw. atmosphaerischen Schwebstaubextrakten (GEX) auf die Freisetzung der Entzuendungsmediatoren Interleukin-6 (IL-6) und Interleukin-8 (IL-8) sowie auf die Expression des interzellulaeren Adhaesionsmolekuels-1 (ICAM-1) anhand einer humanen Bronchialepithelzellinie (BEAS-2B) untersucht. Eine 90-minuetige Exposition der Zellen mit 0,15 ppm Ozon bewirkte eine erhoehte IL-6- und IL-8-Freisetzung sowie eine verstaerkte ICAM-1-Expression. Waehrend Inkubationen mit Schwebstaubextrakten (GEX) nur Einfluss auf die ICAM-1-Expression der Zellen nahmen, bewirkte die Behandlung mit Quarzstaub eine zeit- und dosisabhaengige Bildung der untersuchten Entzuendungsparameter. Von weiterem Interesse war die Frage nach immunmodulierenden Wirkungen der Ozonexposition im Hinblick auf eine vorangegangene oder sich anschliessende Stimulierung der Zellen mit den Standardstimuli Lipopolysaccharid (LPS) und Zymosan sowie den Zytokinen Tumor-Nekrose-Faktor-#alpha# (TNF-#alpha#) und Interleukin-1#beta# (IL-1#beta#). Es zeigte sich fuer alle Stimuli ein immunsuppressiver Effekt des Ozons im Sinne einer verminderten Bildung der Entzuendungsparameter IL-6, IL-8 und ICAM-1. Ausserdem wurde der Einfluss einer kombinierten Exposition der Zellen mit Ozon und Quarzstaub bzw. Ozon und Schwebstaubextrakten ueberprueft. Ozonbehandelte BEAS-2B reagierten auf eine nachfolgende Aktivierung mit Quarzstaub eher mit einer verminderten Bildung der untersuchten Entzuendungsmarker verglichen mit luftbehandelten Kontrollen. Dagegen konnten fuer Expositionen mit Schwebstaubextrakten keine derartigen Effekte beobachtet werden. In einem weiteren Teil der Arbeit wurde ein Kokultursystem aus Bronchialepithelzellen (BEAS-2B) und Endothelzellen (ECV304) entwickelt, in dem eine Gasexposition der Epithelzellen und somit die Untersuchung inhalationstoxikologischer Festellungen unter Beruecksichtigung der Wechselwirkungen zwischen Epithelzellen und Endothelzellen moeglich war. (orig.)In the present work the influence of ozone, quartz dust (DQ12) and global extracts of atmospheric dust (GEX) on the release of the inflammatory mediators interleukin-6 (IL-6) and interleukin-8 (IL-8) as well as the expression of the intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) was investigated by use of a human bronchial epithelial cell line (BEAS-2B). Exposure of the cells with 0.15 ppm ozone for 90 minutes resulted in an elevated IL-6- and IL-8-release and an increased expression of ICAM-1. On the other hand, incubations with extracts of atmospheric dust (GEX) only affected the ICAM-1-expression of the cells. The treatment with quartz dust, however, induced a time- and dose-dependent formation of the investigated markers of inflammation. Further investigations dealth with possible immunmodulating effects of ozone determined after a preceding or a subsequent stimulation of the cells with the standard stimuli lipopolysaccharide (LPS) and zymosan or the cytokines tumor-necrosis-factor-#alpha# and interleukin-1#beta#. For all those stimuli an immunsuppressive effect of ozone, manifested in decreased amounts of IL-6, IL-8 and ICAM-1, could be demonstrated. Additionally, the influence of a combined exposure of cells with ozone and quartz dust or ozone and GEX has been investigated. Ozone-treated BEAS-2B cells showed a diminished formation of all investigated markers of inflammation, when treated subsequently with quartz dust, compared with the air-treated control cells. Concerning successive incubations with GEX these effects could not be observed. In the second part of this work a coculture-system of bronchial epithelial cells (BEAS-2B) and endothelial cells (ECV304) has been established. The new culture-system offers the possibility by gas exposure of the epithelial cells to answer questions within the field of inhalation toxicology with respect to possible interactions between different cell types, e.g. epithelial and endothelial cells. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: ZA 5141(6150) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman