Z Gastroenterol 2010; 48 - P219
DOI: 10.1055/s-0030-1263660

Aerolysin, das Toxin von Aeromonas hydrophila, beeinträchtigt die intestinale Barriere durch eine Zink-sensitive Umverteilung von Tight Junction-Proteinen und epitheliale Restitutionsstörung

R Bücker 1, SM Krug 2, R Rosenthal 2, D Günzel 2, M Zeitz 3, M Fromm 2, T Chakraborty 4, HJ Epple 3, JD Schulzke 1
  • 1Klinik für Allgemeinmedizin, Charité Universitätsmedizin, Berlin, Germany
  • 2Institut für Klinische Physiologie, Charité Universitätsmedizin, Berlin, Germany
  • 3Klinik für Gastroenterologie, Infektiologie, Rheumatologie, Charité Universitätsmedizin, Berlin, Germany
  • 4Institut für Medizinische Mikrobiologie des Universitätsklinikums, Gießen, Germany

Einleitung: Das humanpathogene Bakterium Aeromonas hydrophila verursacht Gastroenteritiden und ist mit nekrotisierenden Wundinfektionen assoziiert. Aeromonaden sezernieren verschiedene Hämolysine, wovon das porenbildende Aerolysin als vorherrschendes Enterotoxin gilt. Obwohl pathogene Prozesse durch A. hydrophila und dessen Aerolysin beschrieben sind, ist der Mechanismus der epithelialen Barrierestörung und der Nekrotisierung noch nicht vollständig verstanden.

Ziele: Aufklärung der Mechanismen des Barriere-Effektes einer Aeromonas-Infektion und zwar insbesondere in Hinblick auf die epitheliale Tight Junction (TJ) und epitheliale Restitutionsprozesse.

Methodik: Die humane Kolonzelllinie HT-29/B6 wurde nach mucosaler Exposition mit A. hydrophila oder Aerolysin funktionell charakterisiert. Dazu wurde der elektrische Widerstand und parazelluläre Fluxe in Ussing-Kammern in vitro gemessen. Die subzelluläre Verteilung der TJ-Proteine und des Zytoskeletts wurde mittels konfokaler Laserscanning-Mikroskopie (LSM) dargestellt. Zur Analyse der Wundheilung wurde die Restitutionszeit nach Induktion von Einzelzellläsionen gemessen.

Ergebnis: Aerolysin führte zu einem dosis-abhängigen transepithelialen Widerstandsabfall in HT-29/B6-Zellen. Dabei wurde der durch 2-Wege-Impedanzspektroskopie gemessene parazelluläre Widerstand irreversibel reduziert und die über Fluxe gemessene parazelluläre Permeabilität für Fluorescein 10fach erhöht. Im LSM zeigte sich eine Umverteilung von TJ-Proteinen aus den TJ-Strands heraus. Dieser Prozess wird durch eine Actin-Myosin-Kontraktion über den Ca2+-abhängigen MLCK-Signalweg vermittelt. Darüber hinaus ist die epitheliale Wundheilung in der Folge davon gestört. Alle Effekte können durch die Vorbehandlung mit Zink verhindert werden, was interessante Parallelen zur therapeutischen Wirksamkeit von Zink bei Diarrhöen und auf epithelialen Läsionen aufzeigt.

Schlussfolgerung: Aerolysin beeinflusst die intestinale Integrität durch Störung der parazellulären Abdichtung des Epithels und stört den Wundverschluss in den ersten Stunden nach Infektion. Zink kann die Bildung der Aerolysin-Pore in der Epithelzellmembran inhibieren und somit beiden Phänomenen entgegenwirken. Dies trägt zu unserem Verständnis der Pathomechanismen hämolysinbildender Bakterien bei.