Expression und Lokalisation der Cathepsine K, L, B, X and W in der normalen Magenschleimhaut und bei Patienten mit H.pylori-Gastritis

Hintergrund/Ziele: Cathepsine sind Cysteinproteasen die neben ihrer Rolle beim lysosomalen Proteinabbau auch spezialisierte Funktionen erfüllen. Magenkarzinome und andere Karzinome weisen beispielsweise erhöhte Cathepsin B-Expressionsraten auf. Über die Expression von Cathepsinen in normaler und entzündlich veränderter Magenschleimhaut ist nichts bekannt. Ziel der Studie war es (I) die Expression und zelluläre Verteilung verschiedener Cathepsine in der Magenschleimhaut und (II) den Einfluss einer H.pylori-Infektion auf diese Cathepsine zu untersuchen.

Methoden: Die Expression der Cathepsine K, L, B, X und W wurde auf der Transkriptebene (quantitative RT-PCR) und Proteinebene (Immunhistochemie) in Magenbiopsien (Antrum, Corpus, Cardia) von 51 Patienten (mit non-ulcer Dyspepsie) untersucht. Der H.pylori-Status wurde histologisch und mittels Urease-Schnelltest bestimmt. Der Vergleich der Cathepsin-Expression zwischen H.pylori-positiven und -negativen Patienten erfolgte mittels eines nichtparametrischen Tests.

Ergebnisse: Die RT-PCR Analyse (Tabelle 1) zeigte eine signifikante Induktion der Cathepsin X Expression in H.pylori-positiven Patienten (P<0,008) in allen Regionen des Magens, wohingegen die Cathepsine L and W nur lokal in der Cardia (P=0,03) bzw. dem Antrum (P=0,02) erhöht waren. Die immunhistochemische Analyse bestätigte die Induktion der Cathepsin X-Expression. Weiterhin zeigte sich dass die Cathepsine B und L ubiquitär im Magenepithel und verschiedenen Immunzellen exprimiert wurden, während die Cathepsine K, X und W nur in wenigen Zelltypen nachweisbar waren. Cathepsin X konnte bei H.pylori-negativen Patienten in gastralen Makrophagen nachgewiesen werden, während bei H.pylori-positiven Proben zusätzlich eine Cathepsin X-Expression der Drüsenepithelien nachweisbar war. Cathepsin K wurde ausschliesslich in den Parietalzellen exprimiert. Cathepsin W konnte vereinzelt in infiltrierenden Lymphozyten nachgewiesen werden.

Schlussfolgerung: Die H.pylori-Infektion führt zu einer erhöhten Cathepsin X-Expression, wohingegen die Cathepsine K, L, B and W nicht bzw. unwesentlich beeinflusst werden. Die zelluläre Lokalisation der Cathepsine K und X lassen spezifische Funktionen dieser Enzyme in der Magenschleimhaut vermuten.

Die Tabelle illustriert die Genexpressionsveränderungen der Cathepsine an den verschiedenen Lokalisationen.

Key words

H.pylori Cathepsin Magenschleimhaut