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In vitro Untersuchungen zum Einfluss von Lactobacillus delbrueckii und Lactobacillus rhamnosus GG auf das Immunsystem

Klein, Petra (2009) In vitro Untersuchungen zum Einfluss von Lactobacillus delbrueckii und Lactobacillus rhamnosus GG auf das Immunsystem.
Dissertation, University of Vienna. Fakultät für Lebenswissenschaften
BetreuerIn: Elmadfa, Ibrahim

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DOI: 10.25365/thesis.6527
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29788.44846.841264-4

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Abstract in German

Zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen haben bereits gezeigt, dass Lactobacillen einen stimulierenden Einfluss auf das menschliche Immunsystem haben können, wobei sowohl konventionelle als auch probiotische Keime zu Veränderungen der zellulären Immunfunktion, sowie zur Anregung der Produktion von Zytokinen durch stimulierte Immunzellen führen. Der genaue Wirkmechanismus, der diesen Effekten zugrunde liegt, ist jedoch noch nicht vollständig geklärt. Deshalb wurde im Rahmen der vorliegenden Arbeit versucht, die immunmodulierende Wirkung von Lactobacillen mit unterschiedlichen in vitro Modellen genauer zu charakterisieren. Dazu wurde die Wirkung eines konventionellen (L. delbrueckii) und eines probiotischen Lactobacillusstammes (L. rhamnosus GG) auf den Reifungsgrad – speziell die Expression verschiedener Oberflächenmarker - und die Zytokinproduktion dendritischer Zellen (IL-1β, IL-12, TNF-α, IFN-γ, IL-10) nach direkter Inkubation, sowie in einem Transwell-System nach indirekter Inkubation über einen differenzierten Caco-2 Monolayer, untersucht. In einer weiteren Versuchsreihe wurde der Effekt der beiden Bakterienstämme auf die Zytokinsekretion (IL-1β, IL-12, TNF-α, IFN-γ, IL-10) in Kulturen von mononukleären Zellen des peripheren Blutes (PBMC) und im Caco-2/PBMC Transwell-System analysiert. Sowohl L. delbrueckii als auch L. rhamnosus GG konnten den Reifungsgrad dendritischer Zellen und die damit verbundene Zytokinproduktion nach direkter Inkubation deutlich, wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß, im Transwell-System hingegen nicht beeinflussen. PBMC konnten ebenfalls zu einer vermehrten Zytokinsekretion durch beide Bakterienstämme angeregt werden, wobei dieser Effekt in Anwesenheit der Caco-2 Barriere im Transwell-System wesentlich geringer ausgeprägt war. Die Inkubation mit einer Mischung aus beiden Stämmen führte zu keiner wesentlichen Veränderung der Zytokinsekretion in PBMC gegenüber den Einzelinkubationen. Diese Ergebnisse zeigen einen wesentlichen stammspezifischen Einfluss von L. delbrueckii und L. rhamnosus GG auf wichtige Antigenpräsentierende Zellen des Immunsystems und PBMC in in vitro Untersuchungen.

Schlagwörter in Deutsch

Lactobacillen / Immunsystem / dendritische Zellen / Probiotika / Caco-2

Abstract in English

Numerous scientific investigations have already shown that lactobacilli have a stimulating effect on the immune system of the host. Conventional as well as probiotic lactic acid bacteria are able to modify cellular immune function and can enhance cytokinesecretion by stimulated immune cells. The mechanisms by which lactobacilli exert these effects are not fully understood. The purpose of this thesis was to further characterize the immune-modulatory properties of lactobacilli in different in vitro models. For this the impact of a conventional (L. delbrueckii) and a probiotic strain (L. rhamnosus GG) on dendritic cell maturation – specifically the expression of distinct surface marker- and their cytokineproduction (IL-1β, IL-12, TNF-α, IFN-γ, IL-10) was evaluated after direct incubation as well after indirect incubation through a differentiated Caco-2 monolayer in a transwell-system. In further experiments the effect of both bacterial strains on the cytokine profile (IL-1β, IL-12, TNF-α, IFN-γ, IL-10) of peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and Caco-2/PBMC cocultures in a transwell-system was tested. L. delbrueckii as well as L. rhamnosus GG could clearly induce dendritic cell maturation and cytokinproduction, however to a different extent, when they were directly stimulated as opposed to the transwell-system, where none of these effects could be observed. Both tested strains efficiently enhanced cytokinsecretion in PBMC cultures, whereas this effect was diminished in Caco-2/PBMC cocultures. Incubation with a mixture of both strains does not lead to enhanced cytokine production in PBMC compared to single incubations. These results demonstrate a considerable strainspecific effect of L. delbrueckii and L. rhamnosus GG on important antigen presenting cells of the immune system and PBMC in in vitro studies.

Schlagwörter in Englisch

lactobacilli / immune system / dendritic cells / probiotics / caco-2

Item Type: Hochschulschrift (Dissertation)
Author: Klein, Petra
Title: In vitro Untersuchungen zum Einfluss von Lactobacillus delbrueckii und Lactobacillus rhamnosus GG auf das Immunsystem
Umfangsangabe: 92 S. : Ill., graph. Darst.
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Lebenswissenschaften
Publication year: 2009
Language: ger ... Deutsch
Supervisor: Elmadfa, Ibrahim
Assessor: Miksche, Michael
2. Assessor: Hüttinger, Manfred
Classification: 30 Naturwissenschaften allgemein > 30.30 Naturwissenschaften in Beziehung zu anderen Fachgebieten
AC Number: AC07452090
Item ID: 6527
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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