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β-Defensin 1

Neue Ergebnisse, die auch für die Mukoviszidose-Forschung bedeutsam sind

β-Defensine sind körpereigene Peptide des angeborenen Immunsystems, die vor allem in epithelialen Zellen, aber auch in bestimmten weißen Blutkörperchen (neutrophilen Granulozyten) vorkommen. Anders als bei anderen Defensinen konnte bei β-Defensin 1 jedoch in vitro bisher keine überzeugende antibakterielle Wirkung nachgewiesen werden.
Eine aktuelle Publikation einer Stuttgarter Arbeitsgruppe bringt jetzt möglicherweise neue Aspekte in die Diskussion um die β-Defensine (1). Ausgehend von der Erkenntnis, dass bei Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (Morbus Crohn und Colitis ulcerosa) Defekte in dem β-Defensin vorkommen, wurde schon früher postuliert, dass dadurch die körpereigene Immunabwehr geschwächt ist, Bakterien in die Darmwand eindringen können und die charakteristische Entzündung hervorrufen. Die Wirkung des β-Defensin 1 konnte jedoch bislang in vitro nicht richtig nachvollzogen werden. Die Arbeitsgruppe um B. Schröder in Stuttgart hat erstmals die Untersuchungen an dem β-Defensin 1 in einem Milieu, das dem im Darm gleicht (Dunkelheit und sauerstoffarme Umgebung), durchgeführt und konnte zeigen, dass das β-Defensin 1 eine überaus starke Wirkung gegen Candida albicans, aber auch gegen anaerobe, gram-positive Bakterien wie Bifidobacterium und Lactobacillus spec. hat. Die biochemische Veränderung des β-Defensin 1, die durch Licht und Sauerstoff verursacht wird (Redox-Reaktion), scheint die Wirkung des β-Defensins zu verändern.
Bei CF-Patienten wird die Bedeutung des β-Defensin 1 für die Abwehr von Bakterien seit längerer Zeit kontrovers diskutiert. Inwieweit die Ergebnisse der Stuttgarter Arbeitsgruppe auf die Situation bei CF-Patienten übertragbar ist, kann nur in weiteren Untersuchungen geklärt werden. Ein möglicher Schnittpunkt ist, dass auch bei CF das Redox-Gleichgewicht gestört ist. Außerdem herrscht auch im bakteriellen Biofilm in der Lunge ein sauerstoffarmes Milieu. Und treten möglicherweise bei CF-Patienten ähnliche Mutationen im Defensin-Gen auf wie bei Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen?
Jüngst publizierte Daten zur Bedeutung von Mutationen im β-Defensin-Gen 1 (DEFB1) zeigen widersprüchliche Ergebnisse. Im Januar 2011 publizierte eine italienische Arbeitsgruppe ihre Erkenntnisse bei 92 CF-Patienten mit F508del-Mutation in der nicht-translatierten Region des DEFB1 (2). Sie kam zu dem Schluss, dass eine Mutation (20G>A) in einem der drei untersuchten Bereiche mit einer milderen Ausprägung der Lungenerkrankung assoziiert ist. Die Mutation schien also protektiv zu wirken. Kurz zuvor hatte jedoch eine andere Arbeitsgruppe aus Italien die gleichen Gensequenzen auf ihre Bedeutung für die Ausprägung der Lungenerkrankung untersucht und gegensätzliche Ergebnisse gezeigt: Keine der drei untersuchten Mutationen im DEFB1 hatte einen Einfluss auf die Schwere der Lungenerkrankung (3).
Nach wie vor bleibt also die Bedeutung des β-Defensin 1 bei CF unklar, durch die aktuellen Ergebnisse bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen sind jedoch wichtige Ansatzpunkte geschaffen, die die Erforschung des β-Defensins auch bei CF noch einmal sehr interessant machen.

 

(1) Schroeder BO, et al. Reduction of disulphide bonds unmasks potent antimicrobial activity of human β-defensin 1. Nature 2011;469(7330):419-23.


(2) Crovella S, et al. A polymorphism in the 5' UTR of the DEFB1 gene is associated with the lung phenotype in F508del homozygous Italian cystic fibrosis patients. Clin Chem Lab Med. 2011;49(1):49-54.


(3) Segat L, et al. Analysis of DEFB1 regulatory SNPs in cystic fibrosis patients from North-Eastern Italy. Int J Immunogenet. 2010;37(3):169-75.