Die Rolle und Mechanismen der Moraxella catarrhalis-induzieren beta-Defensin-3 Expression in humanen pulmonalen Epithelzellen

Einleitung: Bei Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) kommt es häufig zu Infektionen des Respirationstraktes mit Moraxella catarrhalis (M. cat.). Studien belegen einen Zusammenhang zwischen der Expression von humanen Beta-Defensinen (hBD), wichtigen Effektormolekülen der angeborenen Immunität in pulmonalem Epithel und der COPD.

Ziel dieser Studie ist es, zu untersuchen, (I) ob Infektionen mit M. cat. in pulmonalem Epithel zu Veränderungen der hBD3 Expression führen, (II) ob dieses Peptid eine Rolle für die Moraxella-Eradikation spielt und (III) ob eine medikamentöse Beeinflussbarkeit der hBD-3 Expression besteht.

Methode: M. cat. Stamm O35E, UspA1-, UspA2- und Hag-Deletionsmutanten von O35E Primäre Lungenepithelzelle SAEC (Pneumozyten Typ I), Alveolarzellkarzinom-Zellinie A549, SV-40 transformierte Epithelzellinie (BEAS-2B), RT-PCR, ELISA, RNAi, ChIP, Untersuchungen zur Time-Kill Kinetik von Bakterien.

Ergebnisse: Eine Infektion mit M. cat. induzierte in Abhängigkeit von dem Moraxella- spezifischen Membranprotein Hag eine vermehrte Transkription und Sekretion von hBD-3. Außerdem wurde M. cat. durch physiologische Dosierungen von hBD-3 abgetötet. Die M. cat.-induzierte hBD-3 Expression wurde durch der EGF-Rezeptor (EGFR) vermittelt. Beteiligte Signalwege waren der ERK 1/2- und der JNK-Signalweg, die eine Bindung des Transkriptionsfaktors AP-1 an den hBD-3 Promotor bewirkten. Eine Vorbehandlung der Zellen mit Dexamethason führte zu einer Aufhebung der M. cat.-induzierten hBD-3 Expression während Theophyllin und Simvastatin keinen Einfluss zeigten.

Zusammenfassung: Unsere Resultate zeigen, dass eine Infektion mit M. cat. über Ligation des EGFR sowie über Aktivierung von AP-1 durch ERK 1/2 und JNK eine vermehrte hBD-3 Expression induzieren und Glukocorticoide diese Synthese hemmen.