LL-37-Genexpression in humanen Kolonzellen in Abhängigkeit von exogenen Faktoren

Einleitung: Zur Abwehr pathogener Mikroorgansimen sind epitheliale Oberflächen, wie Haut und Kolonmukosa angewiesen auf Expression und Prozessierung antimikrobieller Peptide, wie z.B. des Cathelicidins LL-37. Dennoch sind exogene Faktoren und intrazelluläre Signalwege, welche die Cathelicidinexpression regulieren bislang unvollständig aufgeklärt. In gastrointestinalen Epithelzellen wird die LL-37 Expression durch kurzkettige Fettsäuren (KKFS) moduliert. KKFS, insbesondere Butyrat, aber auch andere Nahrungsfaktoren, wie etwa Vitamin D3 beeinflussen Zellfunktionen von Kolonepithelzellen.

Ziele: Inwieweit Vitamin D3 und das enterale Ernährungssupplement Intestamin®, welches nachweislich die Barrierefunktion des intestinalen Epithels bei bestimmten Erkrankungen unterstützt, die LL-37 Transkription und Peptidexpression beeinflussen, wurde analysiert.

Methodik: Die kolorektalen Karzinomzelllinien SW-620, T84 und HT-29 sowie die Adenomzelllinie Geki-2 wurden mit den Substanzen Vitamin D3 und Intestamin® im Standardmedium inkubiert. Die Expression von LL-37 wurde mittels real-time PCR auf RNA-Ebende und mittles Survival-Assay auf Protein-Ebene untersucht.

Ergebnis: Intestamin® und Vitamin D3 induzieren die Cathelicidin Genexpression in Kolonocyten, wobei der Effekt durch Butyrat in beiden Fällen noch verstärkt wird. Die antimikrobielle Aktivität gegenüber E. coli scheint mit der zellulären LL-37-Genexpression nicht unmittelbar in Verbindung zu stehen, da diese durch eine Infektion nicht induziert wird.

Schlussfolgerung: Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen einerseits zu einem besseren Verständnis der Regulation der endogenen Antibiotika im unteren Gastrointestinaltrakt führen und andererseits einen wichtigen Beitrag für die Bewertung und den Einsatz von Substanzen leisten, die im klinischen Alltag bei bestimmten Erkrankungen die Barrierefunktion fördern können. Daher kann eine Stimulation von LL-37 durch Intestamin® als positiver Effekt angesehen werden, da der körpereigene Schutz vor Infektionen gesteigert wird. Allerdings wird die antimikrobielle Aktivität durch die erhöhte camp-Expression nicht gesteigert. Faktoren, welche die Cathelicidin Proteolyse Aktivität in diesen Zellen steigern können müssen noch analysiert werden.