Untersuchungen zur Aktivierung des Aryl-Hydrocarbon-Rezeptors durch Staphylokokken

Die Haut des Menschen hat als Grenzorgan zu seiner Umwelt eine wichtige Schutzfunktion. Ein wesentlicher Teil stellt der Schutz vor Infektionen mit pathogenen Keimen dar. Dafür müssen Keratinozyten Mikroorganismen erkennen und eine Aktivierung des Immunsystems auslösen. Diese Aufgabe wird durch Rezeptoren, zu denen auch der Aryl-Hydrocarbon-Rezeptor (AhR) gehört, erfüllt. Der AhR ist ein intrazellulärer Transkriptionsfaktorrezeptor, der zunächst im Zusammenhang mit Vergiftungen durch Dioxine untersucht wurde. Mittlerweile sind vielfältige Funktionen des AhR bekannt, die die Homöostase der Haut aufrechterhalten. Für die Homöostase der Haut spielt eine ausgeglichene Besiedlung durch Mikroorganismen, zu denen auch Staphylokokken gehören, eine wichtige Rolle. Basierend auf unpublizierten Ergebnissen der Arbeitsgruppe Harder sollte in dieser Arbeit im Wesentlichen die Aktivierung des AhRs durch den abundanten Haut-Kommensalen Staphylococcus (S.) epidermidis untersucht werden. Über diesen ist bekannt, dass seine Besiedlung der Haut die kutane Immunabwehr verbessert. Durch Analyse der Aktivierung des AhR-Zielgens CYP1A1 konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass S. epidermidis Faktoren < 2 kDa sezerniert, die den AhR in kultivierten Keratinozyten aktivieren. Stimulationen von Keratinozyten mit Kulturüberständen von S. epidermidis, die in unterschiedlichen Tryptophan- Konzentrationen kultiviert worden sind, ergaben, dass mehr Tryptophan zu einer stärkeren AhR Aktivierung führte. Somit handelt es sich bei den AhR-Aktivatoren im Kulturüberstand von S. epidermidis vermutlich um Tryptophanmetabolite. Des Weiteren konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, das das pathogenen Bakterium Staphylococcus aureus auch Faktoren < 2 kDA sezerniert, die den AhR in Keratinozyten aktiveren können. Diese Ergebnisse zeigen, dass Staphylokokken generell in der Lage sind, den AhR in Keratinozyten zu aktiveren. Welche Auswirkungen dies auf die angeborene kutane Abwehr hat, müssen weitere Studien ergeben. Des Weiteren müssen zukünftige Studien die verantwortlichen AhRAktivatoren identifizieren und zeigen, ob es sich dabei um direkte Ligandenbindung an den AHR handelt oder um eine indirekte AhR-Aktivierung durch Modulation endogener AhR Liganden. Ein besseres Verständnis der Rolle des AhR in der Erkennung von Mikroorganismen könnte langfristig zur Optimierung der Therapie oder Prophylaxe von Infektionserkrankungen beitragen.

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