Cathelicidine: multifunktionelle Abwehrmoleküle der Haut

Zusammenfassung

Die menschliche Haut ist ständig mikrobiellen Pathogenen ausgesetzt – dennoch treten bakterielle, virale oder Pilzinfektionen sehr selten auf. Zum Schutz vor Hautinfektionen tragen antimikrobielle Peptide (AMPs) bei, die wie endogene Antibiotika wirken. Es finden sich unterschiedlichste AMP-Familien in der Haut, u. a. die Defensine, die zuerst aufgrund ihrer antimikrobiellen Eigenschaften beschrieben wurden. Daneben gibt es weitere antimikrobiell aktive Peptide und Proteine, die zunächst als Chemokine, Enzyme, Enzyminhibitoren und Neuropeptide charakterisiert wurden. Die Cathelicidine sind eine besondere Familie der AMPs, deren Immunfunktion über zwei verschiedene Mechanismen vermittelt wird. Einerseits besitzen sie direkte antimikrobielle Aktivität, andererseits aktivieren sie die zelluläre Immunantwort, die zu Zytokinausschüttung und einer Entzündungsantwort führt. Verschiedene Studien belegen inzwischen, dass eine Störung der Expression und Funktion von Cathelicidin eine zentrale Rolle in der Pathogenese entzündlicher Hauterkrankungen spielt. So ist die Cathelicidinexpression beim atopischen Ekzem verringert, was zu bakteriellen und viralen Superinfektionen der Haut beiträgt. In der Haut von Patienten mit Rosazea hingegen finden sich prozessierte Cathelicidin-Fragmente, die eine Entzündungsreaktion sowie Teleangiektasien auslösen. Die Psoriasis wiederum zeichnet sich durch eine erhöhte kutane Cathelicidinexpression aus. In der betroffenen Haut binden Cathelicidinpeptide körpereigene DNA und wandeln diese in einen starken Stimulus in einer Autoimmunreaktion um. Aktuelle Studien zeigen, dass Vitamin D3 ein entscheidender Faktor bei der Regulation der Cathelicidinexpression ist. Neue Therapien, die auf die Kontrolle der Expression und Funktion von Cathelicidin in der Haut abzielen, könnten bei der Behandlung von infektiösen und entzündlichen Hauterkrankungen eingesetzt werden.

Summary

The human skin is constantly exposed to microbial pathogens but infections only rarely occur. Innate cutaneous immunity is a primary system for protection against infection, and antimicrobial peptides (AMPs) expressed in skin are essential defence molecules. The AMPs include molecules such as the defensins that were first characterized for their antimicrobial properties as well as other peptides and proteins first known for their activity as chemokines, enzymes, enzyme inhibitors and neuropeptides. Cathelicidins are unique AMPs that act as defensive and signalling molecules. Two different pathways are involved in this function: cathelicidins have direct antimicrobial activity and they also initiate a host of cellular responses in cytokine release, inflammation and angiogenesis. Several skin diseases are associated with cathelicidin dysfunction. In atopic eczema, for example, cathelicidin expression is suppressed, whereas in rosacea cathelicidin peptides are abnormally processed to forms that induce cutaneous inflammation and a vascular response. In psoriasis cathelicidin peptide converts self-DNA to a potent stimulus in an autoinflammatory cascade. Current studies have unexpectedly identified vitamin D3 as a major factor for the regulation of cathelicidin expression. This finding may provide new strategies in the management of infectious and inflammatory diseases of the skin by targeting control of the expression and function of cathelicidin and other AMPs.

Schlüsselwörter

antimikrobielle Peptide - Haut - Cathelicidin - atopisches Ekzem - Rosazea - Psoriasis - 1,25-Dihydroxyvitamin D3

Keywords

antimicrobial peptides - human skin - cathelicidin - atopic eczema - rosacea - psoriasis - 1,25-dihydroxyvitamin D3

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