Die Rolle der NADPH-Oxidasen NOX1 und p22phox in frühkindlicher CED

Einleitung:

NOD2, einer der bekanntesten CED-Risikogene, codiert für einen PAMP-erkennenden Rezeptor, welcher nach Stimulation mit Muramyl-Dipeptid (MDP) nachfolgend NF-kappaB-abhängige Signale vermittelt. In Vorstudien wurde gezeigt, dass auch die Bildung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) in der antibakterielle Abwehr unter der Kontrolle von NOD2 steht. Hierbei spielen Vertreter der ROS-produzierenden NADPH-Oxidasen eine besondere Rolle, da sie als neue molekulare Interaktionspartner von NOD2 identifiziert wurden. Ein pädiatrischer Patient mit sehr frühem und schwerem Krankheitsverlauf eines Morbus Crohns weist Genmutationen in NOX1 und CYBA, kodierend für zwei NADPH-Oxidasen, auf, was auf eine mögliche Rolle dieser Gene in der Ätiopathogenese von CED hinweist.

Ziele:

In dieser Arbeit möchten wir die Rolle von NOX1 und CYBA/p22phox in Kontext der ROS-vermittelten antimikrobiellen Abwehr und deren Einfluss auf die Pathogenese von chronisch intestinalen Entzündungen untersuchen.

Methodik:

Zur funktionellen Charakterisierung der gefundenen Genmutationen in NOX1 und CYBA wurden Plasmide mit Wildtyp-Varianten (wt) und Mutanten µ kloniert. HEK293-Zellen wurden mit den wt und mu-Vektoren transfiziert und anschließend die Bildung von ROS mittels cDCFH-Assay gemessen. Ein Gentamicin-Protections-Assay (GPA) mit Listeria monozytogenes zur Bestimmung der ROS-abhängigen bakteriellen Clearance nach Transfektion von HEK293 und Caco-2-Zellen mit CYBA- und NOX1-wt/mu-Vektoren wurde durchgeführt.

Ergebnis:

Nach Überexpression von NOX1/CYBA-wt wurden vermehrt ROS gebildet, während die ROS-Produktion durch überexprimierte NOX1/CYBA-Mutanten signifikant eingeschränkt war. Die Überexpression von NOX1/CYBA-wt reduzierte das bakterielle Überleben im Gentamicin-Protektions-Assay signifikant, wohingegen nach Transfektion der mu-Varianten signifikant mehr Kolonie-bildende Einheiten messbar waren.

Schlussfolgerung:

NOX1 und p22phox spielen eine essentielle Rolle in der ROS-vermittelten antimikrobiellen Abwehr. Als direkte NOD2-Interaktoren könnten sie zudem in der Ätiopathogenese von CED involviert sein.