Untersuchung Rezeptor-vermittelter Interaktionen zwischen Defensinen und Zellen des Immunsystems

Abstract

Humane Defensine sind natürliche antibiotisch wirkende Peptide. Auf der Basis der Position und Verbindung ihrer sechs hoch konservierten Cystein-Reste werden diese Defensine in zwei Familien eingeteilt: alpha- und beta-Defensine. Humane alpha-Defensine werden vornehmlich von neutrophilen Zellen (HNP-1 bis -4) sowie von intestinalen Paneth-Zellen (HD5 und HD6) exprimiert. Wenngleich alpha-Defensinen eine Funktion bei der Pathogenese von entzündlichen Darmerkrankungen nachgewiesen werden konnte, wird doch die Rolle bei der Modulation des zellulären Immunsystems bisher kaum verstanden. Humane beta-Defensine werden ausschließlich in epithelialen Zellen (der Haut, des respiratorischen, des urogenitalen sowie des gastrointestinalen Traktes) konstitutiv oder als Reaktion auf Cytokine oder Mikroorganismen synthetisiert. In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die a-Defensine HNP-1, HNP-3, HD-5 sowie die beta-Defensine HBD-1 bis -4 potente Chemotaxine für Makrophagen und Mastzellen, nicht aber für DC sind, wobei sie Galphai-Proteine sowie die MAP-Kinasen p38, ERK und teilweise auch JNK für ihre Signaltransduktion nutzen. Zusätzlich können HNP-1, HNP-3 und HD-5 in ähnlichem Maße naive und Gedächtnis-T‑Lymphocyten mobilisieren. Zudem induzieren die alpha‑Defensine die Migration von HMC-1 Zellen, sind aber im Gegensatz zu den beta‑Defensinen nicht in der Lage eine intrazelluläre Calciumfreisetzung hervorzurufen. Des Weiteren kann die von beta-Defensinen vermittelte Migration muriner Mastzellen durch Präinkubation der Zellen mit IgE und entsprechendem Antigen oder mit Ionomycin deutlich gesteigert werden. Ähnlich wie die humanen beta-Defensine mobilisiert auch das murine beta-Defensin mBD-8 murine Makrophagen, nicht aber murine T-Lymphocyten. In Übereinstimmung mit diesen Ergebnissen können die RBL-2H3-CCR6-Transfektanten nicht durch HBD-2 und –3 chemotaktisch angelockt werden. Durch den Einsatz der PKC-Inhibitoren GF109 sowie Gö6976 konnte gezeigt werden, dass eine homologe, PKC-unabhängige funktionelle Desensibilisierung sowohl zwischen den alpha‑ als auch zwischen den beta-Defensinen auftritt, was für einen gemeinsamen Rezeptor für HNP‑1, HNP-3 und HD-5 sowie für HBD-1 bis -4 auf den Zielzellen spricht. Die Untersuchung der heterologen Desensibilisierung durch den PKC-Aktivator PMA und die PKC-abhängige Überkreuz-Desensibilisierung der beiden Defensin-Familien zeigt, dass alpha‑Defensine die beta‑Defensin-induzierte Migration der untersuchten Makrophagen und HMC-1 Zellen auf eine PKC-abhängige Weise desensibilisieren können und umgekehrt. Dies führt zu der Annahme, dass es für jede der beiden Defensin-Familien einen gemeinsamen Rezeptor gibt.