Spontan bakterielle Peritonitis – eine neue Funktion der p53 Familie in der bakteriellen Abwehr?

Hintergrund Aszites und spontan bakterielle Peritonitis (SBP) sind schwerwiegende Komplikationen einer Leberzirrhose. Mit einer SBP in der Vorgeschichte beträgt die 1-Jahres-Mortalität bis zu 66 % und repräsentiert damit eine der häufigsten Todesursachen von Patienten mit Leberzirrhose. Entscheidend für die Entstehung einer SBP ist eine bakterielle Translokation, bei der Darmbakterien oder deren Bestandteile (z. B. LPS) aus dem Darm in den Aszites und die mesenterial gelegenen Lymphknoten translozieren. Risikofaktoren für die bakterielle Translokation sind unter anderem eine bakterielle Dysbiose und eine instabile epitheliale Barriere, die bei Patienten mit Leberzirrhose vermehrt auftreten. Mit der Permeabilitätsstörung wird ein erhöhter Zellstress im Epithel induziert, der die Beteiligung der p53 Familien vermuten lässt. Da die molekularen Mechanismen der SBP bis heute nicht geklärt sind, untersuchten wir die Rolle der p53 Familie als potentieller Stresssensor bei intestinalen Bakterien-Wirtszell-Interaktionen.

Methoden Untersucht wurden Kolonbiopsien von 19 Kontrollen und 9 Patienten mit Leberzirrhose. Die Rolle der p53 Familie wurde anhand von p53 und p73 auf RNA und Proteinebene studiert. Zudem wurde ein in vitro Modell mit intestinalen Epithelzellen (HCT-116 p53wt vs. HCT-116 p53^-/-) etabliert, das wir mit E. coli Bakterien (ATCC25922, O6:Hnt) für bis zu 4 h kokultivierten. Proteinregulationen von p53 und p73 wurden mittels Western Blot analysiert. Zielfunktionen der p53 Familie studierten wir anhand von Caspase-3 und PARP Prozessierung via Western Blot und Durchflusszytometrie mit zVad-FMK (50 µM).

Ergebnis Kolonbiopsien von Patienten mit Leberzirrhose wiesen vergleichsweise zu den Kontrollen deutlich reduzierte p53 RNA- und Proteinspiegel auf. Die p73 RNA Menge von Child-Pugh A Patienten lag über dem Durchschnitt der lebergesunden Kontrollen. Mit fortschreitender Leberzirrhose waren die RNA- und Proteinspiegel von p73 stark vermindert.

Bei der Kokultivierung von HCT-116 Zellen mit E. coli O6:Hnt wurde analog zu den ex vivo Daten eine transiente Induktion von p73 detektiert. Bei längerer Stimulationszeit und steigender Bakterienkonzentration nahm der p73 Proteinspiegel hingegen stetig ab. Trotz reduzierter Proteinspiegel von p53 und p73, wurden erhöhte Zelltodraten registriert. Diese Zelltodform war Apotose-unabhängig.

Schlussfolgerung Eine fortschreitende Leberzirrhose ist durch eine Reduktion des intestinalen Expressionsprofils der p53 Familie charakterisiert. Lebende E. coli Bakterien forcieren die Reduktion der p53 Familienmitgliedern und tragen so zu einer verlängerten bakteriellen Replikation bei, was die Entwicklung der SBP fördert. Zur Inhibition des bakteriellen Wachstums induzieren intestinale Epithelzellen einen Apoptose-unabhängigen Zelltod. Zusammenfassend, zeigen wir mit diesen Daten eine neue Rolle der p53 Familie in der bakteriellen Abwehr.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
10. Juni 2021