hBD-2-Genexpression in nasaler Schleimhaut[1]

Zusammenfassung

Hintergrund: Die chronische Sinusitis gehört zu den häufigsten chronisch-entzündlichen Erkrankungen und ist als komplexe Erkrankung mit multifaktoriellen Ursachen zu verstehen. Ein wesentlicher Faktor scheinen rezidivierende bakterielle Infektionen zu sein. Pseudomonas aeruginosa (PA) wird dabei in Abstrichen bei persistierender Beschwerdesymptomatik nach Nasennebenhöhlenchirurgie gehäuft nachgewiesen. Kürzlich wurde ein neues antimikrobielles Peptid epithelialen Ursprungs, humanes Beta-Defensin-2 (hBD-2), mit einer ausgeprägten antibakteriellen Wirkung gegen PA in läsionalen Schuppen von Psoriasispatienten gefunden. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung, ob nasale Schleimhaut hBD-2-mRNA exprimieren kann. Methode: Aus Nasenpolypen und Muschelgewebe wurde die Gesamt-RNA nach dem Trizolprotokoll isoliert. Aus humaner Nasenschleimhaut isolierte epitheliale Zellen und Fibroblasten wurden kultiviert, mit PA in einer Zeitkinetik und Konzentrationsreihe stimuliert und die Gesamt-RNA analog den Nativproben isoliert. Die RNA wurde revers transkribiert und mit Hilfe der Semiquantitativen Reversen Transkriptase PCR (SQRT-PCR) die spezifische hBD-2-mRNA-Expression dargestellt. Ergebnisse: PA induziert zeit- und dosisabhängig die hBD-2-Genexpression in nasalen epithelialen Zellen. Dabei war eine konstitutive hBD-2-Genexpression in unstimulierten epithelialen Nasenschleimhautzellen zu sehen. Nasale Fibroblasten zeigten keine hBD-2-mRNA-Expression. In den Nasenpolypenproben zeigte sich eine vergleichsweise geringere hBD-2-Genexpression als in den Nasenmuscheln. Schlussfolgerungen: hBD-2 vermittelt möglicherweise eine rasch einsetzende, antimikrobielle Abwehr in der Nasenschleimhaut. Diese Hypothese würde persistierende PA-Infektionen bei verminderter hBD-2-mRNA-Expression erklären.

hBD-2-Gene Expression in Nasal Mucosa

Background: Chronic sinusitis is one of the frequent inflammatory diseases and has a complex pathogenesis. A substantial factor seems to be recurrent bacterial infections. Pseudomonas aeruginosa (PA) frequently can be found in nasal smears of patients with persistent sinus symptoms after sinus surgery. Lately a new antimicrobial peptide of epithelial origin, human Beta-Defensin-2 (hBD-2), with a strong antibacterial effect against PA could be identified within lesional skin scales of patients suffering psoriasis. Aim of this study was to investigate hBD-2-mRNA expression in nasal cells and tissue. Methods: Total RNA was extracted from nasal polyps and turbinates following TRIzol^TM protocol. Epithelial cells and fibroblasts of nasal human tissue were isolated and cultivated. The cells were stimulated with PA using different time points and different concentrations. Total RNA was isolated as mentioned above, reverse transcribed and amplified in a Semiquantitative Reverse Transcriptase PCR (SQRT-PCR) with gene-specific hBD-2 primers. Results: PA induces time- and dose-dependently hBD-2 gene expression in nasal epithelial cells. Unstimulated epithelial nasal cells were able to express hBD-2 mRNA constitutively, whereas nasal fibroblasts showed no hBD-2 mRNA expression. Nasal polyps showed a comparable less hBD-2 gene expression then nasal turbinates. Conclusions: hBD-2 possibly mediates a specific, early starting antimicrobial defense strategy of the nasal mucosa. This hypothesis would explain persistent infections with PA through diminished hBD-2 gene expression.

Schlüsselwörter:

hBD-2 - Antimikrobielle Peptide - Nase - Chronisch polypöse Sinusitis

Key words:

hBD-2 - Antimicrobial peptides - Nose - Chronic polypous sinusitis

01 Herrn Prof. Dr. med. Heinrich Rudert zum 65. Geburtstag gewidmet.

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01 Herrn Prof. Dr. med. Heinrich Rudert zum 65. Geburtstag gewidmet.

02 Diese Untersuchung wurde durch einen Forschungsauftrag der Deutschen Forschungsgesellschaft und der Deutschen Mukoviszidose e. V. gefördert.