Ex vivo and in vitro characterization of natural killer cell functions and receptor expression profiles in obesity

Abstract

Adipositas ist mit einem erhöhten Risiko für mehrere Krebsarten verbunden. Darüber hinaus wurde beschrieben, dass die NK-Zell-Funktionalität unter Adipositas beeinträchtigt ist. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss des Körpergewichts auf die NK-Zellrezeptorausstattung und auf die NK-Zellzytotoxizität gegenüber Darm- und Brustkrebszellen bei Mäusen und Menschen zu untersuchen. Dazu wurden C57BL/6-Mäuse zur Induktion einer Adipositas mit einer fettreichen Diät gefüttert oder erhielten eine fettarme Diät unter restriktiven und ad libitum Ernährungsregimen. Im Rahmen der Humanstudie wurden mononukleäre Zellen des peripheren Blutes aus gesunden normalgewichtigen, übergewichtigen und adipösen Blutspendern isoliert. Die vorliegende Arbeit liefert zum einen neue Erkenntnisse zum Einfluss einer fettreichen Ernährung auf die Eigenschaften der NK-Zellen bei Mäusen. Darüber hinaus zeigen die Daten einen veränderten NK-Zellphänotyp, eine stark beeinträchtigte NK-Zell-Effektorfunktion gegen Darmkrebszellen, sowie Veränderungen der NK-Zell-Subpopulationen bei adipösen und übergewichtigen Individuen. Diese beobachteten Veränderungen und Dysfunktionen von NK-Zellen können zur Aufklärung des höheren Darmkrebsrisikos bei Adipositas beitragen.

Obesity is associated with an increased risk for several cancer types and an impairment of the functionality of natural killer (NK) cells. This study aimed to investigate the impact of the body weight on NK cell receptor profiles and on NK cell cytotoxicity against colorectal and breast cancer cells in mice and humans. Therefore, C57BL/6 mice received a high-fat diet to induce obesity or a normal-fat diet under restrictive and ad libitum feeding regimes. In the human study, peripheral blood mononuclear cells were isolated from normal weight, overweight and obese healthy blood donors. The present study gives new insights into the influence of high-fat feeding on NK cell characteristics in mice. Furthermore, data revealed an altered NK cell phenotype, an impaired NK cell effector function against colon cancer cells, and NK cell subset alterations in obese and overweight individuals. These NK cell alterations and dysfunction might be an explanation for the higher colorectal cancer risk in obesity.