Archiv Dezember 2012

Abwehrmechanismen zum Schutz vor Krankheitserregern - Untersuchungen zur Regulierung von eosinophilen Granulozyten - wichtigen Abwehrzellen  

Das menschliche Immunsystem besteht aus einem komplexen Netzwerk verschiedenster Abwehrmechanismen zum Schutz vor Krankheitserregern. Abwehrzellen, welche im Blut zirkulieren, spielen dabei eine entscheidende Rolle, um körperfremde Strukturen zu erkennen und zu bekämpfen. Eosinophile Granulozyten - kurz auch Eosinophile genannt - gehören zu diesen wichtigen Abwehrzellen und sind von Bedeutung bei der Bekämpfung parasitärer Pathogene wie zum Beispiel Würmern. Eosinophile können jedoch auch den Verlauf einer Entzündungsreaktion im Körper entscheidend regulieren. Allerdings zieht eine fehlerhafte Regulierung der Eosinophilen bei diesen Aufgaben pathologische Konsequenzen nach sich. Beispielsweise zeigen Patienten mit Asthma bronchiale eine erhöhte Anzahl aktivierter Eosinophiler und auch bei Allergischer Rhinitis sind Eosinophile am Krankheitsgeschehen beteiligt.
Aktivierte Eosinophile sekretieren am Entzündungsort ein bestimmtes Enzym, die eosinophile Peroxidase. Dieses Enzym bildet reaktive Stoffe wie hypobromige Säure, die vor allem toxisch auf krankmachende Stoffe wirken. In der vorliegenden Arbeit wurde APF (Aminophenyl Fluoreszein) untersucht, um die Aktivität der eosinophilen Peroxidase zu bestimmen, was ein eleganter Weg ist. Dabei wurde chemisch synthetisierte hypobromige Säure eingesetzt. Danach wurden aus humanem Vollblut isolierte Eosinophile mit APF behandelt und hinsichtlich ihrer Peroxidase-Aktivität erfolgreich charakterisiert. Die zugrundeliegende Methode kann eingesetzt werden, um die Rolle der eosinophilen Peroxidase während der Immunregulation oder innerhalb allergischer Reaktionen zu erforschen.

The fluorescein-derived dye aminophenyl fluorescein is a suitable tool to detect hypobromous acid (HOBr)-producing activity in eosinophils.

Flemmig J, Zschaler J, Remmler J, Arnhold J.
Institute for Medical Physics and Biophysics, Medical Faculty, University of Leipzig, Härtelstrasse 16-18, 04107 Leipzig, Germany.

J Biol Chem. 2012 Aug 10;287(33):27913-23. Epub 2012 Jun 20.

Abstract
The specific detection of peroxidase activity in human granulocytes is essential to elucidate their role in innate immune responses, immune regulation, and inflammatory diseases. The halogenating activity of myeloperoxidase in neutrophils can be determined by the novel fluorescent probe aminophenyl fluorescein (APF). Thereby non-fluorescent APF is oxidized by HOCl to form fluorescein. We successfully verified that APF equally detects the hypobromous acid (HOBr)-producing activity of eosinophil granulocytes. This was revealed by three different approaches. First, we investigated the conversion of non-fluorescent APF into fluorescein by HOCl and HOBr by means of fluorescence and mass spectrometry approaches. Thereby comparable chemical mechanisms were observed for both acids. Furthermore in vitro kinetic studies were used to detect the halogenating activity of myeloperoxidase and eosinophil peroxidase by using APF. Here the dye well reflected the different substrate specificities of myeloperoxidase and eosinophil peroxidase regarding chloride and bromide. Finally, peroxidase activities were successfully detected in phorbol ester-stimulated neutrophils and eosinophils using flow cytometry. Thereby inhibitory studies confirmed the peroxidase-dependent oxidation of APF. To sum up, APF is a promising tool for further evaluation of the halogenating activity of peroxidases in both neutrophils and eosinophils.

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