Thioredoxin-1 ist vermindert in aktiver Colitis Crohn und aktiver Colitis ulcerosa und moduliert die angeborene antimikrobielle Abwehr

Einleitung: hBD-1 (humanes ß-defensin-1) erlangt nach Reduktion seiner charakteristischen Disulfid-Brücken eine neue Funktion. Das reduzierte Peptid besitzt antibakterielle Aktivität gegen Bifidobakterien, Lactobazillen und gegen C. albicans. In vitro kann hBD-1 durch die Oxidoreduktase Thioredoxin (Trx) in reduziertes hBD-1 (redhBD-1) umgewandelt werden (Schroeder et al., Nature 2011). Sollte aufgrund einer verminderten Expression von redox-aktiven Faktoren die Aktivierung von hBD-1 unterbleiben, könnte dies die mukosale Abwehr beeinträchtigen.

Ziele: Charakterisierung der mRNA-Expression von Oxidoreduktasen in Dünn- und Dickdarm bei M. Crohn (MC) und Colitis ulcerosa (CU)-Patienten. Ein in vitro Versuch mit Caco-2/TC7 und Jurkat-Zellen soll zeigen, dass hBD-1 an Zelloberflächen in redhBD-1 überführt werden kann.

Methodik: Verwendet wurden Biopsien aus terminalen Ileum und Sigma von Patienten mit aktiver/inaktiver MC/UC und Kontrollen (n=135). Mittels rt-PCR wurde die mRNA Expression von TRX, TXNRD-1, TXNIP, PDIA1, GLRX und MIF quantifiziert. Für Trx erfolgte eine immunhistochemische Färbung in Dickdarm-Resektionspräparaten (MC n=20, CU n=11, Divertikulose n=37). Caco-2/TC7 oder Jurkat-Zellen wurden mit hBD-1 inkubiert und die Menge an redhBD-1 im Überstand mit ELISA detektiert.

Ergebnisse: Entzündete Colon-Biopsien von MC und UC zeigen signifikant reduzierte Kopienzahlen von TRX mRNA im Vergleich zu Kontrollen (65,1%; p<0,05 bei MC bzw. 28,1%; p<0,001 bei CU), gleiches gilt für die TXNIP mRNA (60,4%; p<0,001 bei MC bzw. 64,8%; p<0,01 bei CU). PDIA1 wird dagegen in aktiver UC hochreguliert. TXNRD, GLRX, MIF im Colon und im Ileum alle untersuchten Faktoren blieben ohne signifikante Unterschiede. Die reduzierte Färbeintensität für Trx im entzündeten Kolon bestätigt die mRNA Daten. Bei Caco-2/TC7 und Jurkat-Zellen wird nach Zugabe von hBD-1 nach 30, 60 und 120min vermehrt redhBD-1 im Überstand detektiert (60min: Jurkat, p<0,05; 120min: Caco-2/TC7p<0,01, Jurkat p<0,001)

Schlussfolgerung: Die verminderte Expression von Trx in der Mucosa bei CED könnte auf eine Zusammenhang zwischen Entzündung und Redox-Regulation hinweisen. Eine gestörte Aktivierung von hBD-1 im Colon schwächt die mukosale Abwehr gegen intestinale Kommensale und pathogenen Keimen.