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Immunmodulierende Wirkung der probiotischen Bakterien Lactobacillus salivarius und Lactobacillus rhamnosus GG auf orale Keratinozyten in Bezug auf das humane Beta-Defensin-2

Immune-modulating effect of the probiotic bacteria Lactobacillus salivarius and Lactobacillus rhamnosus GG on oral keratinocytes relating to the human beta-defensin-2

by Antonia Hellmann
Doctoral thesis
Date of Examination:2013-09-11
Date of issue:2013-08-13
Advisor:Prof. Dr. Nicolai Miosge
Referee:Prof. Dr. Dr. Helmut Eiffert
Referee:Prof. Dr. Rainer Mausberg
crossref-logoPersistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-3979

 

 

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Name:Meine Doktorarbeit komplett.pdf
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Format:PDF
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Abstract

English

In numerous studies, probiotic bacteria have been demonstrated to exhibit beneficial effects on human health and well-being. For reasons of positive effects on the human immune system, probiotic bacteria already find extensive use in the food and cosmetic industries. Considered as a part of the body`s defense system, some probiotic bacteria are known to modulate the local production of cytokines and defensines. A recently discovered antimicrobial peptide is the human beta-defensin-2 (hBD-2), a peptide found to be enriched in inflammatory-activated epithelial tissues and discussed as an important factor in the body`s local defense system to gram-negative bacteria and inflammatory reactions in response to pathogens. The aim of this study was to assess alterations in the production of hBD-2 in human oral keratinocyte cultures in response to incubation with the probiotic bacteria Lactobacillus salivarius (L.s.) and Lactobacillus rhamnosus GG (L.GG). For our experiments, we employed human immortalized oral keratinocytes from the cellline OKF6/hTERT-2 and extracts from L.s. and L.GG. With our studies, we were able to demonstrate that synthesis of hBD-2 in human oral keratinocytes production does not increase by stimulation with L.s./L.GG extracts. Instead the concentration of hBD-2 rather decreased after stimulation with extracts from the probiotic bacteria. While increasing concentration of hBD-2 in oral tissue might have served as an indicator or explanation for beneficial effects of probiotic bacteria in a defensin-mediated defense reaction, the observed decreasing hBD-2 concentration may potentially be the indirect result of an anti-inflammatory effect of L.s./L.GG. on OKF6 cells, since hBD-2 levels are known to closely correlate with inflammation itself.
Keywords: probiotic bacteria; human beta-defensin-2; oral keratinocytes; Lactobacillus salivarius; Lactobacillus rhamnosus GG

Other Languages

In etlichen Studien konnte die gesundheitsfördernde Wirkung von probiotischen Bakterien nachgewiesen werden. Heutzutage werden diese zahlreich in der Nahrungsmittel- und Kosmetikindustrie verwendet, um das Immunsystem des Menschen positiv zu beeinflussen. Probiotische Bakterien oder deren Extrakte können zum Beispiel die Produktion von Zytokinen anregen oder herabsetzen und dadurch Entzündungsreaktionen verhindern oder die körpereigene Abwehr steigern. Auch die Produktion des humanen Beta-Defensins-2 (hBD-2) kann durch probiotische Bakterien verändert werden. Dieses wirkt im menschlichen Körper wie ein körpereigenes Antibiotikum und wird von verschiedenen Zellen kontinuierlich gebildet. Gerade in entzündetem Gewebe unterliegt es einer gesteigerten Produktion. Inwieweit sich die hBD-2-Produktion in oralen Keratinozyten der Zelllinie OKF6/hTERT-2 verändert, während diese mit den Extrakten der probiotischen Bakterien Lactobacillus salivarius (L.s.) und Lactobacillus rhamnosus GG (L.GG.) inkubiert wurden, war das Ziel dieser Arbeit. Die Ergebnisse zeigen deutlich eine verringerte hBD-2-Produktion der oralen Keratinozyten nach der Stimulation mit den Bakterienextrakten zu verschiedenen Konzentrationen und Zeiten. Ein günstiger Therapieansatz durch die Gabe von probiotischen Bakterienextrakten bei entzündlichen Erkrankungen der Mundschleimhaut, wäre durch eine gesteigerte hBD-2-Produktion denkbar. Dieses bekämpft nämlich pathogene Erreger und unterstützt somit die Immunabwehr. Mit den Bakterienextrakten von L.s. und L.GG. ließ sich die Produktion von hBD-2 in den oralen Keratinozyten nicht steigern. Einen anti-inflammatorischen Effekt der Extrakte auf die Zellen ist dennoch nicht auszuschließen, da die hBD-2-Konzentration auch indirekt als Indikator einer Entzündung angesehen werden kann und hier mit zunehmender Bakterienextraktkonzentration sinkt. Jedoch sind andere Ursachen für den Konzentrationsabfall ebenso denkbar.
Schlagwörter: probiotische Bakterien; orale Keratinozyten; humanes Beta-Defensin-2; Lactobacillus salivarius; Lactobacillus rhamnosus GG
 

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