Polymorphonuclear neutrophil leukocytes (PMN) are recruited from peripheral blood into milk as part of the inflammatory response. Mobilization of PMN is mediated through cytokines or chemokines synthesized by the mammary tissue and milk somatic cells (SC). Since milk is not a favourable medium for phagocytosis by PMN, the strength of the immune response in the circulatory system is much more prominent than in the milk. The inflammatory response is related to the concentration of SC and the cytokines produced. Its promptness and its magnitude have a profound influence on the severity and the outcome of infections. For a better understanding of the interaction between cytokine synthesis and regulation mechanisms of the immune response during Escherichia coli (E. coli) mastitis, host-pathogen interactions were studied in a cell culture model. Therefore, in a first approach, the transcriptional activity of immunologically important factors (lactoferrin (LF), cluster of differentiation antigen 14 (CD14) and various cytokines) were studied in E. coli endotoxin (lipopolysaccharide, LPS) activated bovine white blood cells (WBC), monocytes, SC and milk macrophages. Significant cytokine mRNA increases were found in all four cell culture types and genes. In WBC or monocytes higher LPS responses and longer persistence were observed than in corresponding milk cells. This may be ascribed to the role of LF and CD14 on the cytokine production of the investigated cells or may be caused by the blood-to-milk diapedesis. The constitutive transcription of CD14 mRNA in WBC and monocytes was found to be 6- to 15-fold higher than in analogous milk cells. Compared to the other cell culture types, mRNA expression levels for LF in SC were strongly up-regulated (14-fold up to 153–fold) over the entire culture period, independent of LPS treatment. Since SC were derived from subclinical infected mastitic cows, these results emphasizes the protective role of LF in the mammary gland during inflammation. LF is a cationic iron-binding glycoprotein that is consistently expressed and secreted from glandular epithelial cells. It is a prominent component of the secondary granules of PMN and plays a role in host defense mechanisms via bacteriostatic activity and immunoregulatory properties. To approach the mechanism governing the regulatory functions of LF in the immune system, host protecting effects of oral administered LF were studied in calves. Furthermore, the ability of LF and lactoferricin (LFcin) to induce mRNA expression changes of immunological important factors in WBC and monocytes and to interfere with the lipopolysaccharide-binding protein (LBP)/CD14 pathway was investigated in an in vitro experiment. In vitro and in vivo studies confirmed the ability of LF to modulate immune response. LF given orally was shown to act as an immunomodulatory agent by enhancing the sizes of Peyer´s patches (PP) in the ileum of calves and increasing IgG levels in the blood serum. The results of this investigation also demonstrate an increase in the number of peripheral blood leucocytes, but also enhanced mRNA expression levels for various cytokines (interleukin (IL)-1ß, IL-8, IL-10) and interferon gamma (INFγ) in response to LF treatment. These findings are in agreement with the in vitro observation demonstrating an increase in transcription levels of TNFα, IL-1β, IL-6 and IL-10 in bovine WBC and monocytes following LF or LFcin treatment. The magnitude of increase varied from modest (6-fold) to dramatic (64-fold). Inhibitory effects of LF and LFcin on the LPS induced cytokine mRNA response in those cells could only be confirmed at specific LPS-concentrations. Together these findings emphasize the ability of LF to modulate the inflammatory process and the overall immune response and reveals host-protecting effects of LF through an improved immune status.     «

Polymorphonuclear neutrophil leukocytes (PMN) are recruited from peripheral blood into milk as part of the inflammatory response. Mobilization of PMN is mediated through cytokines or chemokines synthesized by the mammary tissue and milk somatic cells (SC). Since milk is not a favourable medium for phagocytosis by PMN, the strength of the immune response in the circulatory system is much more prominent than in the milk. The inflammatory response is related to the concentration of SC and the cytok...     »

Polymorphkernige neutrophile Granulozyten (PMN) wandern als Teil der Entzündungsreaktion gezielt aus der peripheren Blutbahn in die Milch. Die Mobilisierung von PMN erfolgt über zellvermittelte Immunität mittels Zytokine oder Chemokine, synthetisiert vom Eutergewebe und somatischen Milchzellen (SC). Da die Milch kein geeignetes Medium für phagozytierende PMN Zellen darstellt, ist die Immunantwort im Blutsystem bedeutend stärker als die in der Milch. Die Entzündungsreaktion steht in Zusammenhang mit der Konzentration von SC und den produzierten Zytokinen. Dessen Ausmaß und Geschwindigkeit haben einen gravierenden Einfluss auf den Verlauf und den Ausgang von Infektionen. Für ein besseres Verständnis der Wechselwirkung zwischen Zytokinsynthese und Regulationsmechanismen der Immunantwort während einer Escherichia coli (E. coli) Mastitis, wurden Wirt-Phatogen Interaktionen in einem Zellkulturmodell studiert. In einem ersten Ansatz wurde deshalb die Transkriptionsaktivität von immunologisch relevanten Faktoren (Laktoferrin (LF), Zelloberflächenantigen 14 (CD14) und diverse Zytokine) in E. coli Endotoxin (Lipopolysaccharide, LPS) aktivierten bovinen weißen Blutzellen (WBC), Monozyten, SC und Milchmakrophagen studiert. Signifikante Zytokin mRNA-Zunahmen konnten in allen vier Zellkulturarten und Genen gemessen werden. In WBC und Monozyten konnte LPS eine höhere Genexpression mit längerer Persistenz auslösen als in entsprechenden Milchzellen. Dieser Unterschied kann der zentralen Rolle von LF und CD14 bei Entzündungsprozessen zugeschrieben oder durch die Blut-Milch Zellmigration begründet werden. In WBC and Monozyten wurde eine 6- bis 15-fach höhere konstitutive Transkription des CD14-Rezeptorgens als in adäquaten Milchzellen gemessen. Unabhängig von einer LPS-Behandlung war die mRNA Expression für LF in SC im Vergleich zu den anderen Zellkulturtypen über den gesamten Versuchszeitraum stark hochreguliert (14-fach bis 153-fach). Da die Milchzellen von Rindern mit subklinischer Mastitis isoliert wurden, unterstreichen diese Ergebnisse die schützende Rolle von LF im Euter während einer Infektion. LF ist ein kationisches, eisenbindendes Glycoprotein, das im großen Ausmaß von Euterepithelzellen exprimiert und abgesondert wird. Es ist ein prominenter Bestandteil der sekundären Granula in PMN und spielt eine zentrale Rolle in der Immunabwehr durch seine bakteriostatische Aktivität und immunmodulatorischen Eigenschaften. Um einen besseren Einblick in die regulatorischen Mechanismen von LF zu erhalten, wurde der schützende Effekt von oral verabreichtem LF in Kälbern studiert. Überdies wurde in einem in vitro Experiment geprüft, ob LF und Lactoferricin (LFcin) mRNA Expressionsveränderungen von immunologischen wichtigen Faktoren in WBC und in Monozyten induzieren kann und in den Lipopolysaccharid-Binde-Protein (LBP)/CD14 Pfad eingreift. In-vitro- und in vivo Studien bestätigten die Fähigkeit von LF, die Immunantwort zu modulieren. Es wurde gezeigt, dass oral verabreichtes LF als immunmodulatorisches Agens fungiert, indem es die Flächen der Peyerschen Platten (PP) im Ileum von Kälbern vergrößert und IgG Level im Blutserum erhöht. Die Ergebnisse dieser Untersuchung weisen erhöhte Leukozytenzahlen im peripheren Blut auf, zeigen aber auch gesteigerte mRNA Expressionslevel für diverse Zytokine (Interleukin (IL)-1ß, IL-8, IL-10) und Interferon gamma (INFγ) in Reaktion auf eine LF-Behandlung. Dies deckt sich mit der in vitro Studie, die eine Zunahme der Transkriptionslevel von TNFα, IL-1ß, Il-6 und Il-10 in LF- oder LFcin behandelten bovinen WBC und Monozyten vorweist. Das Ausmaß der Zunahme war unterschiedlich und variierte von mäßig (6-fach) bis zu dramatisch (64-fach). Ein hemmender Effekt von LF und LFcin auf die von LPS-induzierte Zytokin mRNA Expression in diesen Zellen konnte nur bei spezifischen LPS-Konzentrationen bestätigt werden. Zusammengenommen unterstreichen diese Resultate die Fähigkeit von LF den Entzündungsprozess zu modulieren. LF hat Einfluss auf die allgemeine Immunantwort und offenbart einen Wirt-schützenden Effekt durch gesteigerten Immunstatus.     «

Polymorphkernige neutrophile Granulozyten (PMN) wandern als Teil der Entzündungsreaktion gezielt aus der peripheren Blutbahn in die Milch. Die Mobilisierung von PMN erfolgt über zellvermittelte Immunität mittels Zytokine oder Chemokine, synthetisiert vom Eutergewebe und somatischen Milchzellen (SC). Da die Milch kein geeignetes Medium für phagozytierende PMN Zellen darstellt, ist die Immunantwort im Blutsystem bedeutend stärker als die in der Milch. Die Entzündungsreaktion steht in Zusammenhang...     »