Mukus als Depot für epitheliale und granulozytäre antibakterielle Peptide im Kolon

Einleitung: Die intestinale Mukusschicht schützt das darunter liegende Epithel vor mechanischer Verletzung, Toxinen, Hydrolasen, sowie vor luminalen Bakterien. Die Muzine dieser Schicht sind stark negativ geladen, was eine Bindung kationischer antimikrobieller Peptide, wie z.B. der Defensine, in der Mukusschicht ermöglichen könnte. Um diese Hypothese einer Retention antimikrobieller Komponenten im Mukus zu überprüfen, wurden die folgenden Untersuchungen durchgeführt.

Methoden: Mukus wurde entweder bei Routinekoloskopien mit einer Zytologiebürste abpräpariert oder von Resektaten gewonnen. Zur Erfassung der einzelnen antimikrobiell wirksamen Komponenten wurde nach Essigsäureextraktion eine C18-reversed phase HPLC durchgeführt. In den gewonnenen Fraktionen erfolgte der Nachweis mittels Dot Blot und Western Blot, sowie die Massenbestimmung im MALDI-TOF. Antimikrobielle Eigenschaften der Komponenten wurden im durchflusszytometrischen Assay (Nuding et al., Microb Methods, 2006) untersucht.

Ergebnisse: Bisher konnten im Kolonmukus das konstitutiv in der Darmschleimhaut gebildete beta-Defensin HBD-1, das induzierbare HBD-2, das Cathelicidin LL-37, sowie das ebenfalls antimikrobiell aktive Histon H2B nachgewiesen werden. Die Bindung antimikrobieller Peptide an das im Darm vorherrschende Muzin Muc2 konnte im Western-Blot und einem speziell dafür entwickelten ELLA (Enzyme linked lectin assay) belegt werden. Im funktionellen Test konnte gezeigt werden, dass die Mukusschicht, sowie die isolierten Komponenten, eine starke antimikrobielle Aktivität besitzen. Die Bindung der antimikrobiellen Peptide an Muzin scheint dabei reversibel zu sein.

Schlussfolgerung: Die in der Mukosa gebildeten antimikrobiellen Peptide werden im Mukus gebunden und gewährleisten dort trotz der hohen Bakteriendichte im Kolonlumen die Keimfreiheit des gesunden Epithels.