Zeitschrift für klinische und zelluläre Immunologie
Offener Zugang

Abstrakt

Das NACHT-, LRR- und PYD-Domänen enthaltende Protein 3 (NLRP3)-Inflammasom vermittelt Entzündungen und Miktionsstörungen in einem Lipopolysaccharid-induzierten Rattenmodell der Zystitis

Francis M Hughes Jr, James G Kennis, Melissa N Youssef, Danielle W Lowe, Brooke E Shaner und J Todd Purves

Ziel: NOD-ähnliche Rezeptoren (NLRs) erfassen sterile und nicht sterile Signale und bilden Inflammasome, die durch die Aktivierung von Caspase-1 und die Freisetzung von IL-1β eine Entzündungsreaktion auslösen. Kürzlich haben wir das Vorhandensein mehrerer NLRs in den Urothelien der Blase nachgewiesen und die Bedeutung von NLRP3 bei Blasenausgangsobstruktion und Cyclophosphamid-induzierter Zystitis demonstriert, beides Modelle steriler Entzündung. In dieser Studie untersuchen wir die Rolle von NLRP3 bei der Vermittlung der Reaktion auf LPS, ein Schlüsselantigen uropathogener Bakterien.

Methode: Um die schützende Glykosaminoglykanschicht, die das Urothel auskleidet, zu umgehen, wurde LPS direkt in die Blasenwand von Sprague-Dawley-Ratten injiziert. Glyburid (ein NLRP3-Inhibitor) oder ein Vehikel wurde vor und nach der Injektion oral verabreicht. Die Ratten wurden 24 Stunden später untersucht. Die Inflammasomaktivität (Caspase-1-Aktivität, IL-1β-Freisetzung) und die Entzündung (Evans-Blau-Paravasation, Blasengewicht) wurden ebenso beurteilt wie die physiologische Blasenfunktion (Urodynamik).

Ergebnisse: Die Injektion von LPS stimulierte die Aktivierung des Inflammasoms (Caspase-1-Aktivität) und die Freisetzung von IL-1β in den Urin, was durch Glyburid verhindert wurde. Ebenso erhöhte LPS die Entzündung (Blasengewicht und Extravasation von Evans-Blau-Farbstoff), was durch Glyburid umgekehrt wurde. Funktionell zeigten Tiere, denen nur Kochsalzlösung injiziert wurde, ein verringertes Miktionsvolumen, gemessen durch Urodynamik. In Gegenwart von LPS war eine zusätzliche Harnfunktionsstörung mit verringertem Miktionsdruck und Schwellendruck erkennbar. Der Rückgang des Miktionsdrucks wurde durch Glyburid blockiert, der Rückgang des Schwellendrucks jedoch nicht, was darauf hindeutet, dass LPS signifikante Effekte hat, die durch Inflammasom-abhängige und -unabhängige Mechanismen vermittelt werden.

Schlussfolgerung: Insgesamt belegen die Ergebnisse die potenzielle Bedeutung von Inflammasomen bei bakterieller Zystitis sowie die Fähigkeit der Injektionstechnik in die Blasenwand, die In-vivo-Wirkungen spezifischer Inflammasom-Liganden auf die mit Zystitis verbundenen physiologischen Veränderungen zu isolieren.