Direkter Kontakt zwischen Bakterien und Epithelzellen reguliert Proteine der p53 Familie – Eine neue Rolle für p53 in der bakteriellen Abwehr

Einleitung Die spontan bakterielle Peritonitis (SBP) ist eine schwerwiegende Komplikation der Leberzirrhose, die durch die Translokation von Darmbakterien in den Aszites und die mesenterialen Lymphknoten verursacht wird. Wir konnten zeigen, dass die Dicke der Mukusschicht bei Leberzirrhosepatienten reduziert ist und der dadurch ermöglichte direkte Kontakt von Darmbakterien mit Epithelzellen den Abbau der cell junction Proteine E-Cadherin und Occludin bewirkt. Wir konnten weiter zeigen, dass der bakterielle Kontakt mit den Epithelzellen eine zelluläre Stressreaktion auslöst.

Ziel Ziel ist es Proteine der p53-Familie als Sensor für zellulären Stress und Zell-Zell-Kontaktproteine beim Zusammenspiel von Darmepithelzellen mit SBP-induzierenden Bakterien zu untersuchen.

Methodik Mukusdicke, Zell-Zell-Kontaktproteine und p53/p73 Expression wurden in Kolonbiopsien von Patienten mit Leberzirrhose untersucht. In zwei in vitro Modellen, die die Untersuchung des direkten Kontakts von Bakterien und Darmepithelzellen ermöglichen, wurden HCT116 und Caco2 Zellen mit SBP-assoziierten Bakterien (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae und Proteus mirabilis) ko-kultiviert. Die Proteinexpression von p53 und p73 wurde mittels Western Blot bestimmt und Zellzyklusregulation sowie Zelltod mittels Durchflusszytometrie analysiert.

Ergebnis Nach direktem Kontakt mit Epithelzellen induzieren SBP-relevante Bakterien in vitro den Abbau von Proteinen der p53-Familie. Diese Degradation von p53 und p73 ist MDM2-abhängig, da der Abbau unter Zugabe des MDM2-Inhibitors Nutlin-3 blockiert werden kann. Darüber hinaus führt die bakterielle Ko-Kultur zu einem Zellzyklus-Arrest sowie zu einer Induktion von Stress-assoziierten Genen und zum Zelltod. Dies sind Zielfunktionen der p53-Familie. Die klinische Relevanz belegen die Ergebnisse aus Kolonbiopsien von Patienten mit Leberzirrhose, die im Vergleich zu Patienten ohne Leberzirrhose signifikant reduzierte mRNA- und Proteinmengen von p53 und p73 aufweisen.

Schlussfolgerung Die bakterielle Translokation wird bei Patienten mit Leberzirrhose durch eine reduzierte epitheliale Integrität erleichtert. Unsere Daten zeigen, dass p53-Proteine von SBP-verursachenden Bakterien aktiv herunterreguliert werden. Damit beschreiben wir eine neue Rolle von p53 in der bakteriellen Abwehr. Dies trägt zum Verständnis der Bakterien-Epithelzell-Interaktion in Leberzirrhosepatienten bei und eröffnet neue Therapieoptionen durch die Inhibition der Degradation von p53.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
19. August 2022