title: Antibakterielle und antivirale Wirkung des human bactericidal permeability increasing protein und hieraus abgeleiteter Peptide
title: Antibacterial and antiviral effects of the human bactericidal permeability increasing protein and peptides derived from it
titleType: AlternativeTitle
Creators: name: Rosenthal, Matthias
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2023
Subjects: Immunologie
grampositiv
Acinetobacter
human bactericidal permeability increasing protein antimicrobial peptides Immunology gramnegative grampositive Influenza Acinetobacter Kleb
gramnegativ
Immunologie BPI rhuBPI human bactericidal permeability increasing protein
Klebsiella
BPI
Medical sciences Medicine
Medizin
Influenza
Pseudomonas Escherichia c
antimikrobielles Protein
rhuBPI

description: Die bakterielle Resistenz gegenüber antibiotischer Therapiekonzepte spielt eine wichtige Rolle in der Medizin. Dabei können die Resistenzfaktoren der Bakterien gegenüber Antibiotika auf unterschiedlichste Art und Weise wirken. Die klinisch relevantesten Erreger in diesem Zusammenhang wurden von der WHO in der, von gramnegativen Bakterien dominierten, ESKAPE-Liste zusammengefasst. Deshalb ist die Beschreibung von alternativen Therapieansätzen zur Bekämpfung bakterieller Infektionen eine wichtige Aufgabe. Als Alternative könnten zum Beispiel antimikrobielle Proteine, die unser Immunsystem bereitstellt und vor allem auf Haut und Schleimhäuten zu finden sind, dienen. Besonders für diese antimikrobiellen Proteine ist, dass trotz der Evolution Bakterien weiterhin keine Panresistenz gegenüber der gesamten Bandbreite der antimikrobiellen Proteine ausbilden konnten.
Das humane bactericidal permeability increasing protein (BPI) ist ein Vertreter einer lipidbindenden Glykoproteinfamilie. die mehrere antimikrobielle Proteine umfasst und vor allem in neutrophilen Granulozyten zu finden ist.
In der vorliegenden Arbeit wurde erstmalig ein systematischer Vergleich der Wirkung von BPI und hieraus entwickelter Peptide gegenüber verschiedenen Bakterien durchgeführt. Dazu wurde zu Beginn der Arbeit BPI rekombinant in Dmel-2 Zellen hergestellt. Die antimikrobielle Testung zeigte, dass auch panresistente gramnegative Bakterien empfindlich gegenüber BPI waren, was zu einer deutlichen Wachstumshemmung bei Acinetobacter spp., E. coli spp., Enterobacter cloacae und Pseudomonas aeruginosa führte. Auffällig waren die Resistenzen von Klebsiella spp. und Proteus mirabilis gegenüber BPI, die bei den Klebsiellen am wahrscheinlichsten auf die sehr dicke Polysaccharidkapsel der Zellwand zurückzuführen ist und bei Proteus sehr wahrscheinlich auf den sehr langen Lipopolysaccharidketten, die als eine Art Schutzschirm dienen könnten, basieren. 
Bei den grampositiven Bakterien kam es lediglich bei Listeria monocytogenes zu einer antimikrobiellen Wirkung, während Staphylokokken und Streptokokken eine bereits beschriebene natürliche Resistenz gegenüber BPI zeigten. Die Empfindlichkeit der Listerien gegenüber BPI wurde bereits beschrieben, doch sind die molekularen Mechanismen hierfür noch unbekannt.
Darüber hinaus zeigte lediglich das huBPI-Peptid, wie in Vorarbeiten bereits beschrieben, eine inhibitorische Wirksamkeit gegen die Infektiösität von Influenzaviren, während das rekombinante huBPI keinen antiinfektiven Einfluss auf Influenza-Viren hat. Worauf diese Unterschiede in der Wirkung von BPI-Peptid und rekombinantem Protein begründet sind, bleibt in dieser Arbeit ungeklärt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass BPI und hieraus abgeleitete Peptide das Potenzial für die Entwicklung antimikrobieller Wirkstoffe allerdings primär im Bereich der gramnegativen Bakterien haben. Dazu müssen jedoch weitere Analysen durchgeführt werden, wie zum Beispiel pharmakologische Untersuchungen zur Verträglichkeit der Proteine oder Peptide in vivo. Bei der Kontrolle der Influenza-Infektion spielt die Prävention über vorhandene Impfstoffe die wesentliche Rolle. Allerdings werden trotzdem immer wieder schwerwiegende Influenza-Infektionen registriert. Hierbei könnte das von BPI abgeleitete Peptid möglicherweise auch bei viralen Infektionen zukünftig eingesetzt werden. Jedoch müssen auch dazu, wie bereits bei den Bakterien angeführt, weiterführende Experimente angeschlossen werden.