Version 1 (textuelle Beschreibung)

Einfluss von konjugierten Linolsäuren auf
das bovine Immunsystem (TP7)
Ziele und Hypothesen
H1. CLA beeinflussen phänotypische Eigenschaften boviner Immunzellen
H2. CLA beeinflussen die funktionelle Kapazität neutrophiler Granulozyten
H3. CLA beeinflussen funktionelle Eigenschaften boviner mononukleärer Zellen
H4. CLA beeinflussen das Zytokinspektrum aktivierter Immunzellen
H5. CLA Isomere besitzen in vivo und in vitro eine immunpolarisierende Wirkung
Ergebnisse:
Ad H1
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CLA-Supplementation beeinflusst nicht (im Blut):
o die Zahl der Gesamtleukozyten
o die Zahl neutrophiler Granulozyten
o die Zahl an Monozyten
o die Zahl an -T-Zellen
o die Zahl an CD8+ T-Zellen
CLA100 reduziert
o die Zahl an B-Zellen
o die Zahl an CD4+ T-Zellen
 das CD4/CD8-Verhältnis
Fettsäuremuster der PBMC …
Ad H2
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Ex vivo: CLA50 steigert den Anteil phagozytotisch aktiver neutrophiler Granulozyten
In vitro: CLA haben keinen Einfluss auf die phagozytotische Kapazität neutrophiler
Granulozyten
CLA beeinflusst nicht die Überlebensraten neutrophiler Granulozyten weder direkt
(allein kultiviert) noch indirekt (in Cokultoren mit MNC).
Ad H3
Einfluss auf die In-vitro-Proliferation mononukleärer Zellen des Blutes
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c9-t11-CLA und t10-c12-CLA hemmen die Proliferation boviner MNC
o nach T-Zellrezeptor-abhängiger Stimulation mit dem Superantigen SEA
o Nach Lektin-Rezeptor-abhängiger Stimulation mit Concanavalin A (ConA)
o PGJ2 (ein PPAR-Ligand) hemmt die SEA-induzierte Proliferation von bovinen
MNC in vitro
o Die hemmende Wirkung beider PPAR-Liganden (PGJ2 und CLA) lässt sich
durch den PPAR-Inhibitor GW9662 (0,1 und 1 µmol/L) nicht blockieren
o GW9662 (0,1 µmol/L) (ein PPAR-Inhibitor) hat keinen Einfluss auf die SEAinduzierte Proliferation von bovinen MNC, verstärkt aber den Proliferationshemmenden Effekt von CLA
o GW9662 (1 µmol/L) (ein PPAR-Inhibitor) hemmt die SEA-induzierte
Proliferation von bovinen MNC und wirkt in Kombination mit PGJ2 und CLA
additiv hemmend
Einfluss auf die Apoptose mononukleärer Zellen in vitro
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Cis9-t11-CLA (50 µmol/L) wirkt nicht pro-apoptotisch auf unstimulierte (ruhende)
MNC
Cis9-t11-CLA (50 µmol/L) wirkt proapoptotisch auf Superantigen-stimulierte MNC
Einfluss auf die ex vivo Stimulierbarkeit peripherer mononukleärer Zellen (PBMC) und
Splenocyten
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CLA-Supplementierung beeinflusst nicht die ex vivo Stimulierbarkeit von PBMC und
Splenozyten bei Stimulation mit ConA
Ad H4
Einfluss auf die Genexpression von PBMC und Splenozyten ex vivo
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Die Expression der Zytokine (IL-4, IL-10, IL-12, IFN-γ, TNF-α) unterliegt einer großen
Variation, unabhängig von der Fütterungsgruppe
o Kein Einfluss von CLA auf die Expression von TNF-α in PBMC und Splenozyten
o Verstärkte Expression von IL-12, IL-4 und IL-10 in Splenozyten nach 6 Wochen
CLA-Supplementierung, bei PBMC Expression von IL-12 nach 15 Wochen CLA
im Vergleich zur Basisgruppe erhöht, IL-4 und IL-10 nicht beeinflusst
o INF-γ in PBMC und Splenozyten der CLA Gruppe nach 15 Wochen verstärkt
exprimiert
Ad H4/H5
Einfluss auf die Genexpression SEA-stimulierter mononukleärer Zellen in vitro
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Die SEA-Stimulation führt zur stärkeren Expression von IFN, IL-4, IL-12 und IL-17
CLA im Medium reduziert die Genexpression von IFN, IL-4, IL-12 und IL-17
Die SEA-Stimulation führt nicht zu einer verstärkten Expression von PPAR und
Pentraxin-3 (PTX3)
CLA im Medium beeinflusst nicht die Expression von PPAR und (PTX3)
Einfluss auf Immunglobulinisotypen in Blut und Milch
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CLA100
o Reduziert den IgG1-Gehalt im Blutserum und in der Milch
o Reduziert den IgG2-Gehalt im Blutserum
Schlussfolgerungen
Eine Supplementierung des Futters mit CLA führt dazu, dass die Zahl zirkulierender B-Zellen und
CD4+ T-Zellen selektiv reduziert wird.
Dies beruht nicht auf einem (selektiven) pro-apoptotischen Effekt für diese
Zellpopulationen, da in vitro die Apoptose von unstimulierten MNC nicht signifikant
beeinflusst wurde.
Die Wirkung des über das Futter aufgenommenen CLA entfaltet sich eher auf der
Ebene des Knochenmarks und des Thymus.
CLA führt tendenziell nicht zu einer Polarisierung der Immunantwort
Geht man davon aus, dass der Wechsel von IgM- zu IgG1- oder IgG2-exprimierenden
B-Zellen (und damit zu IgG1- und IgG2-sezernierenden Plasmazellen) von
verschiedenen Zytokinen gesteuert wird, deutet der Abfall der Konzentrationen für
IgG1 und IgG2 Im Blutserum auf eine fehlende Selektivität von CLA in der
Beeinflussung von Zytokinmustern hin.
Die durch einen Stimulus induzierten Gene für pro- und ant-inflammatorische
Zytokine wurden durch CLA in vitro eher gleichermaßen gehemmt. Dies stützt die
Beobachtung des gleichzeitigen Abfalls von IgG1 und IgG2 im Blutserum.
Zusammen mit der CLA-induzierten, reduzierten Zahl an CD4+ T-Zellen (im Blut
weitestgehend naive T-Zellen) lässt dies vermuten, dass CLA in den sekundären
Immunorganen auch die Bildung polarisierter T-Zellen (TH1, TH2) nicht selektiv
beeinflusst.
Die Wirkungen von CLA auf Immunzellen sind PPARg-unabhängig
CLA gelten als Liganden für den Transkriptionsfaktor PPARg über dessen Aktivierung
viele Zytokine in ihrer Expression gehemmt werden. Die schwache Expression von
PPAR in MNC, das Ausbleiben einer Expressionsinduktion von PTX3, ein PPARreguliertes Gen, durch CLA sowie die fehlende Wirkung eines PPAR-Antagonisten
(GW9662) auf die CLA-vermittelte Proliferationshemmung sprechen dafür, dass die
Wirkungen von CLA auf Immunzellen PPAR-unabhängig sind.
Dies deutet darauf hin, dass die beobachteten CLA-Effekte über die Ersetzung
essentieller
Fettsäuren,
Linolsäure
und
Arachidonsäure
in
den
Membranphospholipiden erfolgt. Derartige Änderungen der strukturellen
Eigenschaften der Plasmamembranen von Immunzellen können die Aktivität von
Proteinen, die als Ionenkanäle, Transporter, Rezeptoren, kostimulatorische Moleküle,
oder Enzyme dienen beeinflussen.
Es ist durchaus möglich, dass die durch CLA veränderte Lipidzusammensetzung der
Zellmembran unterschiedlichster Zellen des Immunsystems Prozesse beeinflusst, die
sich in einer veränderten Zellzusammensetzung im peripheren Blut äußern können.
Durch diese Änderungen in Membranzusammensetzung können die Interaktionen
mit anderen Zellen des Immunsystems sowie die Funktion von Proteinen und
anderen Membrankomponenten moduliert werden.
CLA beeinflusst die unmittelbare Immunabwehrbereitschaft des Tieres
Der absolute Gehalt an IgG1-Antikörpern in der Milch sank signifikant, was sich durch
die Absenkung des Plasmaspielgels erklären lässt. Somit scheint CLA nicht am
Transportprozess von Plasma-IgG1 in die Milch beteiligt zu sein. Gestützt wird dies
durch den von CLA nicht beeinflussten IgG2-Gehalt der Milch. Dieser Isotyp wird von
prä-existenten, residenten Plasmazellen gebildet, somit korreliert der IgG2-Gehalt
der Milch nicht mit dem IgG2-Gehalt im Blutplasma. Der insgesamt reduzierte Gehalt
an Antikörpern in der Milch impliziert eine verringerte Fähigkeit eindringende
Pathogene zu neutralisieren.
Ex vivo zeigte sich eine höhere Phagozytoserate der neutrophilen Granulozyten (nur
in der CLA50-Gruppe). Da in vitro der Zusatz zu gereinigten Neutrophilen keinen
Effekt bewirkte, lassen sich die beobachteten CLA-Effekte nur indirekt (unbewiesen)
erklären, bspw. über eine CLA-induzierte, erhöhte Expression von Opsoninrezeptoren
auf den Zellen.
Die ex vivo –Stimulierbarkeit von PBMC und Splenozyten konnte durch CLASupplementierung nicht beeinflusst werden. Der Stimulationsindex der PBMC hat im
Zeitraum nach der Kalbung (6 und 15 Wochen pp) in der CLA- und Kontrollgruppe
gleichermaßen zugenommen, bei den Splenozyten blieb er auf gleichem Niveau. Die
Funktionalität der PBMC und Splenozyten scheint demnach durch eine CLASupplementierung nicht beeinflusst zu werden.