Bakteriell-induzierte Paraptose und p53: Einfluss auf die intestinale Barriere bei Leberzirrhose

Einleitung Die bakterielle Translokation aus dem Darm in die Bauchhöhle spielt eine entscheidende Rolle in der Pathogenese der spontanen bakteriellen Peritonitis (SBP), einer schweren Komplikation der Leberzirrhose. Bei Patienten mit Leberzirrhose ist die Mukusschicht im Darm reduziert, wodurch Bakterien in direkten Kontakt mit intestinalen Epithelzellen treten können. Dies führt zur Degradation von Zell-Zell-Kontakten, Gewebeschäden und zellulärem Stress [1]. Die p53-Familie spielt dabei eine zentrale Rolle, da sie nicht nur zellulären Stress reguliert, sondern auch die Induktion von Paraptose, einer Form des bakteriell-induzierten Zelltods, steuert. In dieser Studie untersuchen wir die Auswirkungen bakterieller Interaktionen auf die intestinale Barriere und analysieren den Beitrag von p53 an der Induktion von Paraptose.

Material und Methodik HCT-116-Zellen wurden bis zu 4 Stunden mit verschiedenen, aus dem Aszites von Patienten mit Leberzirrhose isolierten, Bakterienstämmen (Escherichia coli, Proteus mirabilis) ko-kultiviert. Die daraus resultierenden morphologischen Veränderungen wurden mittels Elektronenmikroskopie analysiert. Die Expression spezifischer Markerproteine für unterschiedliche Zelltodformen wurde mittels Western Blot untersucht. Der Zelltod wurde durchflusszytometrisch bestimmt und mithilfe spezifischer Inhibitoren für Apoptose (zVAD) und Paraptose (Actinomycin D) charakterisiert. Um den Einfluss von p53 auf diesen Prozess zu untersuchen, haben wir ein CRISPR/Cas-vermitteltes HCT-116 p53-Knockout-Zellmodell generiert und etabliert.

Ergebnisse Die Ko-Kultur mit Bakterien induzierte in intestinalen Epithelzellen Paraptose, eine Form des regulierten Zelltods, die durch charakteristische morphologische Veränderungen wie Schwellung der Mitochondrien, Dilatation des endoplasmatischen Retikulums, zytoplasmatische Vakuolisierung und Chromatinkondensation an der Kernmembran gekennzeichnet war. Der bakteriell ausgelöste Zelltod ging zudem mit einem paraptose-spezifischen Proteinprofil einher. Der Paraptose-Inhibitor Actinomycin D verhinderte den Zelltod effektiv, während der Apoptose-Inhibitor zVAD keinen Einfluss zeigte. Zudem induzierte der bakterielle Kontakt gezielt die Produktion von ∆40p53, einer p53-Isoform, die mit der Induktion von Zelltod assoziiert ist. Ein CRISPR/Cas9-vermittelter Knockout von p53 führte zu einer Verzögerung der Paraptosekinetik.

Zusammenfassung Die Ko-Kultur mit Bakterien induziert Paraptose in intestinalen Epithelzellen, wobei die p53-Familie die Kinetik dieses Zelltods beeinflusst. Eine umfassende molekulare Charakterisierung dieses Prozesses ist von großer klinischer Relevanz, da der p53-Status im intestinalen Epithel die Anfälligkeit für Paraptose bestimmt. Die Induktion oder Stabilisierung von p53 könnte daher eine vielversprechende therapeutische Strategie zur Prävention und Behandlung der SBP darstellen.

Publication History

Article published online:
22 April 2025

• Literatur

• 1 Haderer M, Neubert P, Rinner E, Scholtis A, Broncy L, Gschwendtner H, Kandulski A, Pavel V, Mehrl A, Brochhausen C, Schlosser S, Gülow K, Kunst C, Müller M.. Novel pathomechanism for spontaneous bacterial peritonitis: disruption of cell junctions by cellular and bacterial proteases. Gut 2022; 71 (03) 580-592 Epub 2021 Mar 11 33707230PMC8862089