Einfluss von Acrolein in Rauch auf

unser Immunsystem

Priv. Doz. Dr. Franziska Roth-Walter

Acrolein

• α,β- ungesättigte Aldehyde

• Unvollständige Verbrennung von– Öl

– Holz

– Kohle

– Zigaretten

Roy J et al, Chem Biol Interact, 2009, 181, 154-167

Acrolein

• Menge – abhängig von Glyceringehalt:

– 220µg Acrolein/Zigarette

– Sidestream-smoke

Daher N,, et al. 2010;44(1):8-14.

Herrington JS, Myers C.. J Chromatogr A. 2015.

Goniewicz ML, et al. Tob Control. 2014;23(2):133-139.

Oh AY, Kacker A. Laryngoscope. 2014;124(12):2702-2706.

Acrolein

• Acrolein-gehalt in Shisha 5x höher als bei konventionellenZigaretten.

Daher N,, et al. 2010;44(1):8-14.

Herrington JS, Myers C.. J Chromatogr A. 2015.

Goniewicz ML, et al. Tob Control. 2014;23(2):133-139.

Oh AY, Kacker A. Laryngoscope. 2014;124(12):2702-2706.

Zigarettenrauch

• Hohe Kosten (2,6% des polnischen BIP)

• Vorzeitiger Tod (11min/Zigarette)

• Krankheiten: – obstruktive Lungenerkrankungen,

– Herzinfarkte

– Tumore

Lasocka J, et al. Adv Exp Med Biol 2013;755:179-187.Centers for Disease C, Prevention.MMWR MorbMortal Wkly Rep. 2005;54(25):625-628.

Zigarettenrauch

• Günstige Auswirkungen auf: – Colitis ulcerosa

– Parkinson

– Allergische Sensibilisierung

Zijlstra FJ. Mediators Inflamm. 1998;7(3):153-155Quick M et al. Mov Disord. 2012 Jul;27(8):947-57.Shargorodsky J, et al. Int Forum Allergy Rhinol. 2015;5(6):471-476.Havstad SL, et al. Respirology. 2012;17(7):1068-1072.Vonk JM, et al. J Allergy Clin Immunol. 2004;114(2):270-276.Shargorodsky J, et al. PLoS One. 2015;10(7):e0131957.

AllergoOncology

Turner MC. G.Cancer Immunol Immunother. 2012;61(9):1493-1510.Jensen-Jarolim E, et al.Cancer Immunol Immunother. 2012;61(9):1355-1357.

Immune

Toleranz

Immune

Toleranz

Allergie

Autoimmun-Erkrankungen

Tumore

Parasiten

ToleranzbruchToleranz Induktion

Acrolein in der Allergieentstehung

Geringe Dosen Acrolein verhindern die Entstehungvon Allergie

day 1,213,1427,2841,4255,5669,70,7172

Nasalsensi za onwith

KLH±acrolein

Challengewith

KLH:

i.n. WBP

1-3sensi za onround:5μgKLH±10μgacrolein

i.p.

P A K KA-2000

0

2000

4000

6000

8000

ng/m

l KLH

-spe

cific

IgG

1

********

P A K KA-50

0

50

100

ng/m

l KLH

-spe

cific

IgE

*********

P A K KA-2000

0

2000

4000

6000

8000

ng/m

l KLH

-spe

cific

IgG

2a *******

P A K KA-10000

0

10000

20000

30000

40000

ng/m

l KLH

-spe

cific

IgA *****

*

Antikörper Zytokine

P A K KA0

200

400

600

800

pg/m

l IF

N-γ

*** ****

P A K KA0

200

400

600

800

1000

pg/m

l IL1

0

*** ****

P A K KA0

500

1000

1500

pg/m

l IL5

*** *****

P A K KA0

500

1000

1500

2000

pg/m

l IL1

3

*** *****

Acrolein in der Allergieentstehung

P A K KA32

34

36

38

40

42

Tem

per

atu

re /°

C

****** ***

Lungenfunktion

0 4 8 12 16 20 24 28 320

100

200

300

400

mg/ml

Pen

H a

rea

P

A

K

KA

Lunge

P A K KA0

10

20

30

40

Rat

io F

oxp

3 to

CD

3 ** *

Mehr regulatorische T-Zellen in der Acrolein-exponierten Gruppe

AllergoOncology

Turner MC. G.Cancer Immunol Immunother. 2012;61(9):1493-1510.Jensen-Jarolim E, et al.Cancer Immunol Immunother. 2012;61(9):1355-1357.

Immune

Toleranz

Immune

Toleranz

Allergie

Autoimmun-Erkrankungen

Tumore

Parasiten

ToleranzbruchToleranz Induktion

P A0

100

200

300

mm

3

**

P A19

20

21

22

23

g b

od

ywei

ght

*

Acrolein und Tumore

Acrolein fördert das Tumorwachstum

Tumorwachstum

day 1,213,1427,2841,4255,566781

Nasalsensi za onwith

±acrolein

Tumorimplanta on

Acrolein und Tumore

Acrolein fördert das Tumorwachstum

Mehr regulatorische T-Zellen in Tumoren von Acrolein-exponierten Tieren

P A0

100

200

300

%F

oxp

3/C

D3

*mm

3 tu

mo

r *

Wirkweise von Acrolein

- Protein im Cytosol und Zellkern

- Kontrolliert Zellwachstum und Differenzierung

- Bekannte Liganden(z.B.Dioxine, Biphenyle)

- In Dendritische Zellen führtAktivierung zur Kynurenine

- Generiert regulatorische T-Zellen 0 0.001 0.01 0.1 0.5 1 5 10

0200400600800

1000120014001600180020002200

µg/ml%

AZ

-AH

R-a

ctiv

ity to

med

ium

AcroleinCinnamaldehyde

Arylhydrogencarbon rezeptor

Apetoh L. et al. Nat. Immunol. 11 (2010) 854-861Gandhi R. et al. Nat. Immunol. 11 (2010) 846–853

Wirkweise von Acrolein

Acrolein aktiviert den Arylhydrogen Rezeptor und hemmt den NFkB-pathway

NFκB−nuclear factor ‘kappa-light-chain-enhancer’ of activated B-cells−Kritisch fürEntzündungsreaktionen−Handelt sich nicht um 5 bzw. 7 verschiedene Proteine−Ist konstitutiv in B-Zellen und Dendritische Zellen im Zellkernvorhanden

0 0.001 0.01 0.1 0.5 1 5 100

50

100

150

µg/ml

%N

FκB

act

ivat

ion

Acrolein+LPS

NFκB

Conclusio

Acrolein : •ist in Rauch vorhanden•Schützt in geringen Dosen vor allergischenSensibilierung•Fördert Tumorwachstum

Mechanismus:-Aktivierung des Ah-Rezeptor führt zur Entstehung von regulorischen T-Zellen-Keine Hilfe für B-Zellen zur Antikörper-produktion-Entzündungsreaktionen werden über den NFkB-pathway unterbunden

DANKE

Cornelia Bergmaier

Sarah Meitz

Stefan Buchleitner

Caroline Stremnitzer

Judit Fazekas

Anna Moskovskich

Krisztina Szalai

Alina Neunkirchner

Erika Jensen-Jarolim