Streptococcus pneumoniae induziert Caspase 6-abhängige Apoptose

Einleitung: Die ambulant erworbene Pneumonie ist die volkswirtschaftlich bedeutendste Infektionskrankheit in Deutschland; ihr häufigster Erreger ist Streptococcus pneumoniae. Da Apoptose von Epithelzellen in bakteriellen Infektionen der Lunge beschrieben wurde, untersuchten wir zugrundeliegende Mechanismen.

Methoden: A549-, BEAS-2B-Zellen, Apoptose ELISA, Caspasenaktivität, Western Blot.

Ergebnisse: Unbekapselte Pneumokokken (R6x) induzierten Apoptose während bekapselte Bakterien (D39) Nekrose in bronchialen und alveolären humanen Epithelzellen auslösten. Die Pathogenitätsfaktoren Pneumolysin oder H₂O₂ führten in hohen Konzentrationen zu Nekrose, nicht aber zu programmierten Zelltod. Die apoptotischen Zellen wiesen eine erhöhte Aktivität der Caspasen-6, –8 und –9 jedoch nicht der Caspase-3 auf. Auch konnte der programmierten Zelltod sowohl durch einen spezifischen Caspasen-6–Inhibitor als auch ein Pan-Caspaseninhibitor stark reduziert, jedoch nicht vollständig gehemmt werden. Inhibitoren von Calpain-, Chymotrypsin- und Trypsin-ähnlichen Proteasen verringerten ebenfalls die Pneumokokken-bedingte Apoptose in bronchialen und alveolären Epithel. Die durch Streptococcus pneumoniae infizierten Zellen zeigten eine Spaltung von Bid und in geringerem Maße von Bcl-2 und Bax. Die Überexpression von Bcl-2 in alveolären Epithelzellen blockiert die Apoptose.

Zusammenfassend führte Streptococcus pneumoniae sowohl in bronchialen als auch alveolären humanen Epithelzellen zu programmiertem Zelltod. Dieser erforderte die Aktivierung der Caspasen 6 sowie anderer Nicht-Caspasen-Proteasen. Die Überexpression von Bcl-2 blockierte den programmierten Zelltod.

Förderung: BMBF-NBL3, Schnittstellenlabor „Bronchopulmonale Infektion“; BMBF-CAPNETZ