title: Development of a house dust mite model of mixed allergic airway inflammation and analysis of allergyprotective effects of Staphylococcus sciuri
title: Entwicklung eines Hausstaubmilben-Modells der gemischten allergischen Atemwegsentzuendung und Analyse des allergoprotektiven Effekts von Staphylococcus sciuri
Creators: name: Zhao, Min
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2012
Subjects: Medizin, Gesundheit
Allergic asthma
House dust mite
Airway inflammation
Allergische Atemwegsentzuendung
Asthma bronchiale
Hausstaub
Staphylococcus sciuri

description: Das allergische Asthma ist eine
      chronisch entzündliche Erkrankung der Atmenwege, die auf
      einer dysregulierten Immunantwort gegenüber harmlosen
      Antigenen (Allergenen) mit einer dominanten Th2-Aktivität
      beruht. Gemäß der Hygienehypothese sind Neugeborene und
      Kinder, die in den ersten Lebensjahren bestimmten Bakterien
      und ihren Produkten ausgesetzt sind, vor der Entwicklung von
      allergischen Reaktionen geschützt. Dies beruht auf einer
      Verschiebung in der Balance der Aktivitäten verschiedener
      T-Zell-Subpopulationen. Experimentell konnte dieses Konzept
      bereits für Gram-negative Bakterien in einem Maus-Modell mit
      Ovalbumin als Allergen, welches einen von eosinophilen
      Granulozyten dominierten Phänotyp aufweist, aufgezeigt
      werden. Kürzlich konnte in epidemiologischen Studien eine
      spezifische Assoziation zwischen einer Staphylococcus sciuri
      Exposition und einer verminderten Asthma Prävalenz aufgezeigt
      werden. Das Ziel des ersten Teils der Arbeit war es, ein
      Maus-Modell der allergischen Atemwegsentzündung mit einer
      verstärkten Beteiligung von neutrophilen Granulozyten zu
      entwickeln. Hierfür wurde als klinisch relevantes Allergen
      Hausstaubmilben(HDM)-Extrakt verwendet. Es wurde der Einfluss
      von HDM-Extrakten verschiedener Quellen, unterschiedlicher
      Dosen, verschiedene Zeitintervalle nach letzter Allergengabe
      auf Asthma-relevante Parameter untersucht. Hierbei konnte
      gezeigt werden, dass HDM1 von Allergopharma CO. (Hamburg,
      Germany) den stärksten Asthmaphänotyp mit einer gemischten
      Eosinophilen und Neutrophilen Atemwegsentzündung, einer
      erhöhten HDM-IgG1-Produktion und entsprechenden
      histologischen Veränderungen induzierte. Dieser Phänotyp war
      zudem am stärksten in Mäusen ausgeprägt, die mit der höchsten
      getesteten HDM-Extrakt Dosis (100 µg) exponiert wurden. Es
      konnte außerdem gezeigt werden, dass Neutrophile und
      Eosinophile aufgrund verschiedener chemotaktischer Faktoren
      und deren Aktivierung zu verschiedenen Zeitpunkten des
      inflammatorischen Prozesses beteiligt sind und ihre
      Aktivierung somit differentielle biologische Ereignisse
      darstellt. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde das
      Gram-positive Bakterium S. sciuri hinsichtlich potentieller
      allergieprotektiver Eigenschaften in diesem Modell getestet.
      Exposition des Bakteriums S. sciuri führte zu einer sehr
      ausgeprägten Verminderung der HDM-induzierten
      Atemwegsentzündung. Dies spiegelte sich in einer Verminderung
      sowohl der Zahl eosinophiler als auch neutrophiler
      Granulozyten, im Vergleich zu den nicht S. sciuri-exponierten
      Kontrolltieren wider. Parallel zur reduzierten
      Atemwegsentzündung wurde eine verminderte Produktion von
      Zytokinen und Chemokinen und eine Abschwächung der
      Goblet-Zell-Hyperplasie und Mukus-Produktion beobachtet.
      Diese Daten geben erste experimentelle Hinweise darauf, dass
      die Exposition mit S. sciuri eine protektive Wirkung auf die
      Entwicklung einer allergischen Atemwegsentzündung und damit
      assoziierter pulmonärer Pathology haben kann.
description: Allergic asthma is a chronic
      inflammatory disease of the airways based on a dysregulated
      immune response to innocuous antigens (allergens) with a
      predominance of Th2-driven activities. According to the
      hygiene hypothesis, neonatal and early childhood exposure to
      certain microbes and their products may protect them from the
      development of allergic responses due to a shift in the
      balance of T cell subpopulation activities. This concept has
      been experimentally proven for Gram-negative bacteria in a
      mouse model representing an eosinophil granulocyte-dominated
      phenotype using ovalbumin as model allergen. Recently,
      epidemiological studies revealed a specific association
      between Staphylococcus sciuri exposure and reduced asthma
      prevalences. The aim in the first part of this work was to
      establish a murine model of allergic airway inflammation with
      a more pronounced contribution of neutrophil granulocytes,
      using the clinically relevant house dust mite (HDM) allergen.
      Various asthma-relevant parameters were monitored after
      exposure to house dust mite extracts from different sources,
      at a wide range of doses and at various intervals after
      allergen challenge. It could be revealed that HDM1 from
      Allergopharma Co. (Hamburg, Germany) elicited the strongest
      asthma phenotype with a mixed eosinophil and neutrophil
      airway inflammation, an increased production of serum
      HDM-IgG1 and subsequent histological changes. This phenotype
      was also more pronounced in mice sensitized with the highest
      tested HDM extract concentration (100 µg). It also became
      evident that neutrophils and eosinophils got involved at
      different time points of the inflammatory process by the
      action of different chemotactic factors and their activation
      thus representing different biological events. In the second
      part of this work, the Gram-positive bacterium S. sciuri was
      tested for its potential allergy-protective effect in this
      model. Exposure to S. sciuri strongly inhibited the
      generation of HDM extract-induced airway inflammation, as
      evidenced by a reduction of both eosinophil and neutrophil
      numbers compared to HDM extract-induced airway inflammation
      in non-exposed control-animals. This suppression of airway
      inflammation was accompanied by diminished production of
      cytokines and chemokines and by an alleviation of goblet cell
      hyperplasia and mucus production. These data provide the
      first experimental evidence that exposure to S. sciuri might
      be protective against the development of allergic airway
      inflammation and associated pulmonary pathology.