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Bibliographic Metadata

Title
Ontogeny of the innate immune response in Very low birth weight infants / eingereicht von Linda Pummer
Additional Titles
Ontogenese der angeborenen Immunantwort bei Frühgeborenen mit sehr niedrigem Geburtsgewicht
AuthorPummer, Linda
Thesis advisorWisgrill, Lukas
Published2018
Description71 Seiten : Illustrationen
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarb., 2018
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Date of SubmissionAugust 2018
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)angeborenes Immunsystem / Ontogenese / Frühgeborene / Monozyten
Keywords (EN)innate immune system / ontogeny / preterm infants / very low birth weight infants / monocyte subsets
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-17457 Persistent Identifier (URN)
Restriction-Information
 The work is publicly available
Files
Ontogeny of the innate immune response in Very low birth weight infants [2.87 mb]
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Classification
Abstract (German)

Einleitung: Frühgeborene sind anfällig für schwere bakterielle Infektionen, teilweise aufgrund ihres unreifen angeborenen Immunsystems. In Bezug auf die Funktion und Untergruppen der Monozyten wurde bereits untersucht, dass Monozyten von Frühgeborenen unterschiedliche Expressionsmuster von Mustererkennungsrezeptoren für Pathogene, Defizite in intrazellulären Signalkaskaden, vermindere Oberflächenexpression von Antigen-präsentierenden Rezeptoren sowie reduzierte Sekretion von pro-inflammatorischen Zytokinen nach Stimulierung aufweisen. Früherer Untersuchungen unserer Forschungsgruppe zufolge ist die verminderte Sekretion des Zytokins TNF- wahrscheinlich auf funktionelle Defizite der Untergruppe der „non-classical“ Monozyten zurückzuführen. Ziel dieser Diplomarbeit war es, unsere Forschung zur Funktion der verschiedenen Monozyten-Untergruppen bei extremen Frühgeborenen auf die frühe postnatale Phase auszuweiten, um die Ontogenese der angeborenen Immunantwort zu erforschen.

Methodischer Ansatz: Extrem Frühgeborene mit einem Gestationsalter unter 28 Wochen, Reifgeborene und gesunde Erwachsene wurden in unsere Untersuchungen eingeschlossen. Von Frühgeborenen wurde Nabelschnurblut nach der Geburt sowie peripheres Blut am Ende der ersten Lebenswoche entnommen. Die Untergruppen der Monozyten sowie deren Expression von TLR2, TLR4 und HLA-DR wurden mittels Durchflusszytometrie analysiert. Nach Vollblut-Stimulierung mit Hitze-inaktivierten E. coli Bakterien wurden mittels ELISA Zytokine im Überstand gemessen. Zusätzlich wurden nach bakterieller Stimulierung die NF-B-Signalkaskade sowie die intrazelluläre Produktion von TNF- und IL-8 analysiert.

Ergebnisse: Am Ende der ersten Lebenswoche zeigten Frühgeborene signifikant erhöhte Werte von TNF- und IL-6 verglichen mit korrespondierenden Werten am Tag der Geburt. Die TLR4 Expression auf „non-classical“ Monozyten war vergleichbar mit Reifgeborenen und Erwachsenen, zeigte sich auf den anderen Monozyten-Untergruppen jedoch reduziert. Darüber hinaus produzierten „non-classical“ Monozyten ähnliche Mengen an intrazellulärem TNF- im Vergleich zu Reifgeborenen, die intrazelluläre IL-8-Produktion am 7. Lebenstag war hingegen reduziert.

Schlussfolgerung: „Non-classical“ Monozyten sind die primären Produzenten von TNF-. Eine rezente Untersuchung unserer Arbeitsgruppe hat ergeben, dass „non-classical“ Monozyten von extremen Frühgeborenen nach Stimulierung eine verminderte intrazelluläre TNF- Produktion aufweisen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die TNF- Immunantwort in der ersten Lebenswoche reift und „non-classical“ Monozyten wahrscheinlich zu dieser Reifung beitragen.

Abstract (English)

Introduction: Premature infants are highly susceptible to serious bacterial infections partly due to their immature innate immune system. Concerning the function and subsets of monocytes, it has already been investigated that monocytes of preterm infants show different expression patterns of pathogen-recognition receptors, deficiencies in intracellular signalling cascades, diminished surface expression of receptors for antigen-presentation as well as reduced levels of pro-inflammatory cytokines upon stimulation. According to previous investigations of our research group, reduced levels of the cytokine TNF- are probably due to functional defects of the non-classical monocyte subpopulation. Thus, the aim of this diploma thesis was to extend our research on the function of the different monocyte subsets in extremely preterm infants to the early postnatal period to explore an age-dependent maturation of innate immune responses.

Materials and Methods: Extremely preterm infants born less than 28 weeks of gestational age as well as term neonates and healthy adults were included in our investigation. Of the preterm infants, cord blood was taken after birth and peripheral blood after the first week of life. Monocytes of all age groups were analysed according to their subsets and constitutive expression of TLR2, TLR4 and HLA-DR via flow cytometry. Upon whole blood stimulation with heat-killed E. coli bacteria, cytokine profiles were analysed in the supernatant via ELISA. Additionally, NF-B signalling and the intracellular production of TNF- and IL-8 were studied on a single-cell basis after bacterial stimulation.

Results: After the first week of life, extremely preterm infants showed significantly elevated levels of TNF- and IL-6 compared to corresponding cytokine levels at birth. TLR4 expression was comparable to term neonates and adults on non-classical monocytes but reduced on the other monocyte subsets. Moreover, non-classical monocytes produced similar intracellular amounts of TNF- compared to term infants whereas IL-8 production was reduced on the 7th day of life.

Conclusion: Non-classical monocytes are considered the main producers of TNF-. Our research group has recently investigated that non-classical monocytes of extremely preterm infants show diminished levels of intracellular TNF- upon stimulation. Our results show that the TNF- response matures in first week of life and non-classical monocytes seem to contribute to this matured immune response.

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