Protease-abhängiger Integritätsverlust des Darmepithels bei spontan bakterieller Peritonitis

Hintergrund Spontan bakterielle Peritonitis (SBP) ist eine schwere Komplikation der Leberzirrhose. Antibiotika-Resistenzen von Bakterien erschweren die Behandlung von SBP. Der Pathomechanismus ist nicht abschließend geklärt. Eine wichtige Rolle spielt die bakterielle Translokation, insbesondere von Escherichia coli (E. coli) Bakterien, durch die Darmbarriere. Dabei sind instabile Zell-Zell-Kontakte beteiligt, welche auch von Matrixmetalloproteasen (MMPs) degradiert werden.

Ziel Zur Identifizierung der Pathomechanismen bei SBP wurde die Integrität von Darmepithelzellen in An- und Abwesenheit von E. coli Bakterien und MMP-Inhibitoren analysiert.Methoden Es wurden drei E. coli-Stämme aus dem Aszites von Patienten mit Leberzirrhose und SBP isoliert. Als Referenz diente der Laborstamm E. coli O6:Hnt. Für die in vitro Stimulation verwendeten wir unser etabliertes Caco-2-Darmepithelzell-Modell (Haderer, Neubert, Rinner et al, Gut 2021). Die E. coli-abhängige Regulation intestinaler Zell-Zell-Kontakte wurde anhand von E-Cadherin und Occludin auf RNA- und Protein-Ebene untersucht. Hierbei wurden die MMP-Inhibitoren BB-2516 und MMP-8-Inhibitor I eingesetzt. Die RNA-Expression zellulärer MMPs wurde bestimmt. Die bakterielle Proteaseaktivität wurde mit dem Azocasein und FITC-Casein Assay dargestellt.

Ergebnisse Die RNA-Spiegel der Zell-Zell-Kontakt-Komponenten blieben nach Kokultivierung von Caco-2 Zellen mit E. coli O6:Hnt unverändert. Sowohl E.coli O6:Hnt als auch zwei der aus Aszites isolierten E. coli-Stämme bewirkten eine Destabilisierung von E-Cadherin und Occludin auf Proteinebene. Die E. coli-abhängige Destabilisierung von Zell-Zell-Kontakt-Komponenten war in Anwesenheit von MMP-Inhibitoren stark reduziert. Zelluläre MMPs waren auf RNA-Ebene nicht relevant induziert. Die bakterielle Proteaseaktivität hingegen war nach Zugabe der MMP-Inhibitoren reduziert.

Schlussfolgerung (Patienten-stämmige) E. coli destabilisieren Zell-Zell-Kontakte intestinaler Epithelzellen. Dies begünstigt Prozesse der bakteriellen Translokation bei Leberzirrhose. Durch die Reduktion der Aktivität bakterieller Proteasen bewirken MMP-Inhibitoren eine Stabilisierung des intestinalen Epithels. Bakterielle Proteasen stellen somit ein neues potentielles Ziel für die Therapie der SBP dar.

Publication History

Article published online:
07 September 2021