Neue Rolle für die p53-Familie bei der bakteriellen Translokation

Hintergrund Die bakterielle Translokation ist ein Schlüsselprozess der spontan bakteriellen Peritonitis (SBP), einer Komplikation der Leberzirrhose. Intestinale Epithelzellen sind die initiale Barriere gegen kommensale Bakterien. Die p53-Familie schützt die Zellen gegen Stress und DNA-Schäden, u.a. durch Induktion von Zellzyklusarrest und Zelltod. Fortschreitende Leberzirrhose führt zu Veränderungen der intestinalen Expression von p53-Familienmitgliedern. Ziel der Arbeit war die Untersuchung der Effekte SBP-relevanter Bakterien auf intestinale Epithelzellen hinsichtlich Regulation der p53-Familie und bakterieller Translokation.

Methoden HCT-116 und Caco-2 Epithelzellen wurden mit Escherichia coli (ATCC25922, O6:Hnt oder isoliert aus Aszites) ko-kultiviert. Die Regulation von p53/p73 wurde mittels qPCR und Western Blot bestimmt. Der Zelltod wurde mittels Durchflusszytometrie (AnnexinV-APC/DAPI) und Elektronenmikroskopie untersucht. Caspase-Inhibitor Z-VAD-FMK (50µM) diente zur Zelltod-Charakterisierung.

Ergebnisse Eine reduzierte Mukusdicke in Biopsien von Patienten mit Leberzirrhose erleichtert den direkten Kontakt zwischen Bakterien und Epithelzellen. Dieser Kontakt führt in vitro zur Destabilisierung von Zell-Zell-Kontakten

durch Degradation von E-Cadherin und Occludin. Bakterien aus dem Aszites von Patienten mit SBP führen zu einem Abbbau von Occludin über das zelluläre Proteasom, wogegen E-Cadherin von einer neuen bakteriellen Protease gespalten wird. Bakteriell-induzierte DNA-Schäden führen zudem zu einer transienten Induktion von p53 und p73 in Epithelzellen, assoziiert mit der Induktion von Paraptose, einem Nekrose-ähnlichen Zelltod. Unmittelbar nach der Induktion von p53/p73 triggern Bakterien über die Phosphorylierung von MDM2 die Degradation der p53-Proteine. Eine analoge Reduktion von p53/p73 wird auch in Biopsien von Patienten mit SBP beobachtet.

Schlussfolgerung Bakterien triggern aktiv die Suppression von p53-Familienmitgliedern in intestinalen Epithelzellen. Als Reaktion auf starke bakterielle Reize induzieren intestinale Epithelzellen Paraptose. Diese Daten weisen auf eine neue Rolle der Bakterien-vermittelten Regulation von p53 im intestinalen Epithel hin, welche die bakterielle Translokation und die Entwicklung einer SBP fördern.

Publication History

Article published online:
07 September 2021