Probiotika regulieren die Expression von COX–2 in intestinalen Epithelzellen

Hintergrund: Induzierbares COX–2 scheint in der Regulation von Prostaglandin (PG) vermittelten pro-inflammatorischen Effekten und damit verbundener Schädigung der intestinalen Mukosa eine besondere Bedeutung zu haben. Eine erhöhte Freisetzung von PG nach Induktion von COX–2 ist jedoch auch mit einer Förderung der intestinalen Wundheilung assoziiert worden. Weiterhin wird eine funktionelle Bedeutung von COX–2 in der Genese des kolorektalen Karzinoms diskutiert. Bei widersprüchlichen klinischen Daten und nicht mehr empfohlener Anwendung COX–2 selektiver Inhibitoren, war es Ziel dieser Studie, die Regulation der induzierten COX–2 Expression durch Probiotika als mögliche Therapiealternative zu charakterisieren. Methodik: HT–29, Colo320, Caco–2 und SW480 Zellen wurden mit Gastrin, IL–1β oder TNF-α stimuliert und die Aktivität des COX–2 Promoters im Luciferaseassay sowie die Freisetzung von PGE(2) im ELISA gemessen. Die Zellen wurden ferner mit 10⁶ CFU der Probiotikastämme E. coli Nissle 1917, Lactobacillus acidophilus oder des probiotischen Gemisch VSL#3 prä- oder ko-inkubiert. Darüber hinaus erfolgte auch eine Stimulation mit bakteriellen Liganden der Toll-like Rezeptoren (TLRs) wie LTA, PGN, LPS, Flagellin oder CpG sowie die Inkubation in Probiotika-konditionierten Medien. Ergebnisse: Die Expression von COX–2 wurde durch Gastrin und Zytokine signifikant (p<0,01) induziert. Inkubation mit allen Probiotikastämmen führte zu einer signifikant (p<0,01) verminderten Induktion von COX–2. Vergleichbare Effekte wurden nach Einsatz konditionierter Medien beobachtet. Diese Effekte werden nicht über TLRs vermittelt, da bakterielle TLR-Liganden einzeln oder in Kombination keinen Einfluss auf die Induktion der COX–2 Expression hatten. Auch nach Transfektion der Zellen mit TLR2, 4 oder MD–2 kodierenden Plasmiden waren keine Effekte zu beobachten. Veränderungen der COX–2 Expression führten zu signifikanten Regulationen der PGE(2)-Freisetzung. Schlussfolgerung: Probiotische Bakterien können intestinale Entzündungen sowie möglicherweise neoplastische Transformationen durch Regulation der COX–2/PGE(2)-Expression beeinflussen. Dieser Effekt scheint durch Probiotika unterschiedlicher Stämme gleichermaßen vermittelt zu werden und könnte eine therapeutische Alternative darstellen.

Keywords: COX-2, Probiotika, intestinale Entzündung, intestinale Epithelzellen, intestinale Neoplasien