Antimikrobielle Aktivitat humaner Kolonkarzinomzellen gegen Enterobacter aerogenes

Die normale mikrobielle Flora des humanen Kolons ist bis auf wenige Ausnahmen nicht pathogen. Das Kolonepithel, welches permanent mit 10¹⁴ Mikroorganismen konfrontiert wird und als einschichtiges Epithel sehr empfindlich ist, verfügt über spezifische Strategien opportunistische Infektionen zu vermeiden. Mechanischen Schutz bietet die sezernierte Schleimschicht (Mucor), in deren Matrix u.a. antimikrobiell wirksame Peptide (AMP) (LL-37, hBD2, hBD3) eingelagert sind. Die konstitutive Expression des humanen Cathelicidins LL-37 kann in vitro in Kolonepithelzellen durch eine Inkubation mit Butyrat, welches durch anaerobe bakterielle Fermentation im Kolon entsteht, induziert werden. LL-37 entsteht in vivo durch extrazelluläre Spaltung eines Vorläuferproteins, und stellt das einzige bekannte humane Cathelicidin dar. Bislang existieren keine Untersuchungen bezüglich einer Korrelation der LL-37-Expression mit der antimikrobiellen Aktivität der Epithelzellen, wodurch die Bedeutung dieses AMP's für die Barrierefunktion des Gastrointestinaltraktes noch unklar ist.

Untersucht wurde der Einfluss des apathogenen Bakteriums Enterobacter aerogenes auf die Genexpression von LL-37 in Kolonepithelzellen. Die Koinkubation von lebenden E. aerogenes mit einer geschlossenen Epithelzellschicht zeigte keinen Einfluss auf die LL-37-Genexpression in den getesteten Kolonepithelzellen, auch nicht nach zusätzlicher Präinkubation der Zellen mit Butyrat. Zudem wurde die hemmende Wirkung von LL-37 sowie von Enterocyten auf diesen Mikroorganismus analysiert. Zwei der vier untersuchten Zellinien zeigten eine signifikante antimikrobielle Aktivität. Diese antimikrobielle Aktivität gegenüber E. aerogenes scheint mit der zellulären LL-37-Genexpression nicht unmittelbar in Verbindung zu stehen, da diese durch eine Infektion mit E. aerogenes nicht induziert wird. Der bakterizide Effekt wird offensichtlich über andere Mechanismen vermittelt, was darauf beruhen könnte, dass E. aerogenes als apathogener Keim der physiologischen Darmflora in die Abwehr von Krankheitserregern und in Stoffwechselvorgänge eingebunden ist, und für den gesunden Organismus keine Gefährdung darstellt. Insbesondere bei schweren Krankheitsbildern, die mit einer Beeinträchtigung der intestinalen Barrierefunktion einhergehen, könnten AMPs eine wichtige Rolle spielen.