[Seite 1↓]

I.  Einleitung

1 Abwehrmechanismen des Körpers

Zum Schutz vor Krankheitserregern haben mehrzellige Organismen verschiedene Abwehrmechanismen entwickelt mit dem Ziel, Pathogene zu zerstören bzw. zu neutrali­sieren. Im Falle des Eindringens pathogener Mikro­organismen in den Körper wird zu diesem Zweck ein komplexes System aus zellulären und humoralen Bestand­teilen akti­viert, welche das Immunsystem darstellen. Bei höheren Lebewesen lässt sich hier zwischen einer angeborenen und einer erworbenen Komponente unter­scheiden (Medzithov und Janeway 1997 und 1998).

1.1 Das angeborene Immunsystem

Das angeborene oder unspezifische Immunsystem ist in der Lage, pathogene Struk­turen bereits beim ersten Kontakt mit Hilfe sogenannter keimbahnkodierter Rezep­toren („pattern recognition receptors“ – PRRs) zu erkennen, die an konser­vierte Bestandteile von Mikroorganismen binden. Diese „pathogen assoziierten Struk­turen“ („pathogen-associated molecular patterns“-PAMPs) wie z.B. DNA, Doppelstrang-RNA, Lipopoly­saccharide, Peptidoglykane und Lipoteichonsäuren sind für das Über­leben der Mikro­organismen von essentieller Bedeutung (Janeway 1989, Medzithov und Janeway 1997). Die PRRs sind in zellständiger oder sezernierter Form nach Erkennung der PAMPs und der darauf folgenden Signaltransduktion an Phagozytose, proinflammato­rischer Zytokinausschüttung, Opsonierung und an der Aktivierung von Komplement- und Gerinnungs­kaskaden beteiligt (Medzithov und Janeway 2000, Janeway und Medzithov 2002).

1.2 Das erworbene Immunsystem

Reichen die Mechanismen des angeborenen Immunsystems allein zur Abwehr nicht aus, wird zusätzlich das erworbene oder spezifische Immunsystem aktiviert. Dieses erkennt seine Liganden über spezifische Antigenrezeptoren, die während der Onto­[Seite 2↓]genese durch somatische Rekombination und klonale Selektion entstehen, wodurch jede Zelle nur einen einzigen Antigenrezeptortyp ausbildet. Zur Aktivierung des erwor­benen Immunsystems sind kostimulatorische Signale der angeborenen Immunität erfor­derlich (Fearon und Locksley 1996, Medzithov und Janeway 1997, Janeway et.al. 1999).

1.3 Mechanismen der angeborenen Immunität

Pathogene Organismen aktivieren nach ihrem Eindringen in den Wirtsorganismus als erstes die humoralen und zellulären Mechanismen der angeborenen Immunität. Zu den humoralen Faktoren gehören Opsonine, wie das CRP und Mannan-bindende Proteine, Sauerstoffradikale, Enzyme wie Proteasen und Lysozym, anti­mikrobielle Peptide, Elemente und Aktivatoren von Komplement- und Gerinnungs­system und Mediatoren wie Chemokine und Zytokine (Nathan 1987, Bone 1991, Schumann et. al. 1994, Jane­way und Medzithov 2002).

Die Hauptzellen des unspezifischen Immunsystems sind Makrophagen und Granulo­zyten. Makrophagen gehen aus den im Blut zirkulierenden Monozyten hervor. Nach Verlassen der Blutbahn differenzieren sich diese zu spezialisierten gewebsständigen Zellen wie z.B. den Kuppfer-Zellen der Leber, Peritoneal­makrophagen oder Dendri­tischen Zellen. Die Zellen der angeborenen Immunität bekämpfen Krankheitserreger direkt durch rezeptorvermittelte Phago- und Endozytose oder indirekt über die Sezer­nierung antimikrobieller und proinflammatorischer Stoffe (Schumann et. al. 1994, Medzithov und Janeway 2000). Letztere können neben einer lokal begrenzten Entzün­dungsreaktion auch eine systemische Antwort des Organismus hervorrufen, die Akut­phase-Reaktion genannt wird (Baumann und Gauldie 1994, Gabay und Kushner 1999). Monozyten und Makrophagen sind der Hauptsyntheseort proinflammatorischer Zyto­kine und spielen so eine zentrale Rolle in der Entstehung der Akutphase-Reaktion und der Sepsis (Nathan 1987).

Neben den eigentlichen Immunzellen sind auch andere Zellarten in das Geschehen der Abwehr involviert, wie z.B. Endothel­zellen durch Expression von Adhäsionsmolekülen und glatte Muskelzellen durch Regu­lation des Gefäßtonus im Entzündungsgebiet (Haziot et. al. 1993, Loppnow et. al. 1995).


[Seite 3↓]

1.4  Zytokine – Mediatoren des Immunsystems

Als Zytokine bezeichnet man Stoffe, die der Kommunikation und Interaktion von Zellen dienen und die somit bei der Induktion und Regulation von Entzündungs­prozessen eine entscheidende Rolle spielen. Zytokine werden bei Stimulierung des Immun­systems, beispielsweise durch LPS, vermehrt synthetisiert. Sie vermitteln ihr Signal über spezi­fische Rezeptoren und können sowohl pro- als auch antiinflamma­torische Wirkungen haben (Nathan 1987, Vilcek und Lee 1991).

1.4.1 Proinflammatorische Zytokine

Der Tumornekrosefaktor-(TNF)α dient in niedrigen Konzentrationen der auto­krinen und parakrinen Regulation von Entzün­dungszellen im Gewebe. Mittels der durch TNF-α initiierten Expression von Adhäsions­molekülen auf Endothelzellen und der Aktivierung eingewanderter Leuko­zyten kommt es zur weiteren Zytokin­ausschüttung und zur Akkumulation von Entzün­dungszellen am Ort der Inflammation (Vasalli 1992).

Wird TNF-α in größeren Mengen freigesetzt, kann es in den Blutkreislauf gelangen und so systemisch wirksam werden. Dies führt u.a. durch Temperatursollwertverstellung im Hypothalamus zur Fieberinduktion, zur Ausschüttung weiterer Zytokine wie Interleukin-1 (IL-1) und IL-6 und synergistisch mit diesen zu veränderter Proteinsynthese in den Hepatozyten der Leber. Weiterhin beeinflusst TNF-α die Gerinnung, bewirkt eine kata­bole Stoff­wechsel­lage und führt direkt - oder indirekt durch Induktion von Mediatoren wie Stick­stoffoxid (NO) - über die Reduktion des Gefäßmuskeltonus und der Myokard­kon­traktilität zur Abnahme des Blutdrucks. Bei massiver TNF-α-Ausschüttung kann es so zu vermin­derter Gewebe­per­fusion und zu schweren metabolischen und Gerin­nungsstörungen bis hin zum Multiorganversagen und Schock kommen (Vasalli 1992, Parrillo 1993, Hack et. al. 1997).

IL-1 wirkt mit seinen beiden funktionell ähnlichen Unterformen IL-1α und -β syner­gi­stisch mit TNF-α und verstärkt dessen Effekte auf Zellmetabolismus, Gerinnung, Fieber­in­duk­tion, Expression von Adhäsionsmolekülen und Synthese von Entzün­dungs­mediatoren wie IL-6, NO, PAF und von sogenannten Akutphase-Proteinen. Weiterhin stimuliert IL-1 die Hämatopoese und die Ausreifung von Lymphozyten (Dinarello und Wolff 1993, Dinarello 2000).


[Seite 4↓]

IL-6 ist der wichtigste Mediator für die Synthese von Akutphase-Proteinen in der Leber. Die Synthese von IL-6 wird durch TNF-α und IL-1 induziert und IL-6 selbst unterdrückt im Sinne eines Negativ-Feedbacks die IL-1-Synthese. IL-6 ist ein wichtiger Differen­zie­rungsmarker für hämatopoetische Stammzellen und es aktiviert u.a. Lymphozyten, Fibroblasten und Endothelzellen (Gauldie et. al. 1990, Akira et. al. 1993).

1.4.2 Zytokine mit antiinflammatorischer Wirkung

Die antiinflammatorischen Zytokine wirken einer übermäßigen Stimulation des Immun­systems entgegen. Zu ihnen zählen u.a. IL-4, IL-10 und IL-13. Sie hemmen die Aktivie­rung von Entzündungszellen und vermindern die Ausschüttung proinflammatorischer Zytokine (Moldawer 1994, van der Poll und van Deventer 1999). IL-4 fördert außerdem die Proliferation und Reifung von B-Lymphozyten und erhöht die Expression von MHC-II-Mole­külen auf diesen Zellen (Hart et. al. 1992, Baumann und Gauldie 1994). IL-10 hemmt die T-Zell-Funktion und reduziert die Zahl der exprimierten MHC-II-Moleküle auf Monozyten (Moore et. al. 1993).

1.5 Die Akutphase-Reaktion

Auf eine Gewebeschädigung durch z.B. Trauma, bakterielle Infektion oder Neoplasie antwortet der Körper mit einer komplexen Reaktion mit dem Ziel, eventuell einge­drun­gene Mikroorganismen zu beseitigen und geeignete Bedingungen für die Einlei­tung von Reparaturprozessen zu schaffen. Diesen Reaktionskomplex bezeichnet man als Akut­phase-Reaktion (Baumann und Gauldie 1994). Die Akutphase-Reaktion wird durch proinflamma­torische Zytokine hervorgerufen und geht sowohl mit lokalen Entzün­dungs­prozessen als auch mit allgemeinen Symptomen wie Fieber und Krank­heits­gefühl einher. Zu den systemischen Veränderungen zählen u.a. die Synthese von Akut­phase-Proteinen, Leuko- und Thrombozytose durch beschleunigte Ausreifung und Freisetzung von Blutzellen, die Erhöhung der Gefäßpermeabilität, Beeinflussung der Gerinnung, metabolische Umstellungen mit kataboler Bilanz und die Synthese weiterer Zytokine und Mediatoren (Kushner 1993, Baumann und Gauldie 1994, Moldawer 1994).


[Seite 5↓]

Zu den Akutphase-Proteinen zählt man Serumproteine, deren Konzentration während der Akutphase um mindestens 25% ansteigt oder abnimmt (Kushner und Mackiewicz 1987). Sie dienen u.a. der Abwehr und Wundheilung (Opsonine, Komplementfaktoren, Fibrinogen), dem Transport von z.B. Abbauprodukten zerstörter Zellen (Haptoglobin, SAP) und dem kontrollierten, gewebedestruktionsarmen Umbau extrazellulärer Matrix (Protease­inhibitoren: α1-Antichymotrypsin) (Doolittle 1984, Baumann und Gauldie 1994, Steel und Whitehead 1994, Kalsheker 1996, Suffredini et.al. 1999).

Im Laufe der systemischen Akutphase kann es, besonders wenn es dem Körper nicht gelingt, eingedrungene Krankheitserreger zu eliminieren, durch langanhaltende Entzün­dungsreize zu überschießenden Reaktionen und zur Dysbalance pro- und antiinflam­matorischer Prozesse kommen, die zur Schädigung von Organen und des gesamten Organismus bis hin zum Bild der Sepsis oder SIRS führen können (Parillo 1993, Hack et. al. 1997, Höflich und Volk 2002). Eine mögliche Ursache für eine solche Fehl­reak­tion ist die Einschwemmung von Bakterien oder deren Produkten, wie LPS, (Abbildung 1) in die Blutbahn (Glauser et. al. 1991).


[Seite 6↓]

Abbildung 1: LPS-abhängige Induktion proinflammatorischer Abwehrmechanismen in Monozyten, Makrophagen und Endothelzellen. Das Lipopolysaccharid (LPS) Gram-negativer Bakterien wird durch das LPS bindende Protein (LBP) monomerisiert und von LBP und sCD14 zu seinem zellulären CD14/TLR4/MD2-Rezeptorkomplex transportiert. Das sCD14 ermöglicht die Stimulation CD14-negativer Zellen. Über die intrazelluläre Domäne von TLR4 kommt es zur Aktivierung intrazellulärer Signaltrans­duktionskaskaden, die u.a. die Synthese proinflammatorischer Zytokine bewirken. Die systemische Wirkung dieser Zytokine zieht im Körper die Akutphase nach sich. Sie dient unter anderem der anti­mikro­biellen Abwehr. Bei einer zu starken oder unbalancierten Zytokinausschüttung kann es jedoch durch die Überstimulation des Immunsystems zu fehlerhaften Reaktionen bis hin zur Sepsis kommen.



[Seite 7↓]

2  Sepsis – Pathogenese, Definition, Epidemiologie und Lethalität

Die Akutphase-Reaktion als Teil der Immunantwort dient der Schaffung optimaler Be­din­gungen zur Bekämpfung von Krankheitserregern und anschließender Reparatur­prozesse durch mediatorvermittelte und –regulierte systemische Reaktionen. Diese Phase ist unter normalen Umständen zeitlich begrenzt (Baumann und Gauldie 1994). Besonders bei immungeschwächten Personen und bei genetisch oder durch Vorer­krankungen prä­disponierten Patienten und bei Persistenz der Erreger kann es jedoch – ver­mutlich durch Dysbalance der pro- und antiinflammatorischen Mediatoren – zur Fehl­regulation dieses Systems kommen mit der Folge von SIRS oder Sepsis (Glauser et. al. 1991, Parillo 1993).

Diese systemische Folgereaktion auf eine Vielzahl von Ereignissen wie Polytrauma, Tumorerkrankung, Pankreatitis oder Infektion wird laut der Vereinbarung einer Konsen­suskonferenz von 1991 als „systemic inflammatory response syndrom“ (SIRS) bezeich­net. Für die Diagnose SIRS müssen mindestens zwei der folgenden Kriterien erfüllt sein: Körpertemperatur > 38 °C oder < 36 °C, Herzfrequenz > 90/Minute, Atemfrequenz > 20/Minute oder PaCO2< 32 mmHg und Leukozyten > 12/μl oder < 4/μl oder > 10% un­reife neutrophile Granulozyten (Bone 1991, Bone et. al. 1992). Ist bei diesem Krank­heitsbild ein Erreger nachweisbar oder besteht der Verdacht auf eine infektiöse Ursache, so bezeichnet man dies als Sepsis. Es wurde in den letzten Jahren häufig über die Gültig­keit dieser Kriterien und über die Notwendigkeit weiterer kli­nischer, hämodynamischer oder Labor-Parameter diskutiert, bisher jedoch ohne abschlies­sendes Ergebnis (Matot und Sprung 2001). Kommt es neben den oben genannten Faktoren zusätzlich zu Hypotonie, Organfunktions- oder Perfusionsstö­rungen, spricht man von einer schweren Sepsis. Durch erhöhte Gefäßpermeabilität und Tonusverlust der Gefäßmuskulatur kann es zum massiven Blutdruckabfall kommen. Ist dieser trotz adäquater Flüssigkeitszufuhr nicht kontrollierbar, handelt es sich um das Bild eines septischen Schocks. Als Folge von Volumenfehlverteilung, Störungen des Gerinnungs­systems mit dissiminierter intra­vasaler Gerinnung (DIC) und Verbrauchs­koagulo­pathie, kardiopulmonaler Insuffizienz und daraus folgenden Mikro- und Makro­zirkula­tions­störungen kann es zum Multiorgan­versagen kommen (Cohen und Glauser 1991, Glauser et. al. 1991, Bone et. al. 1992). Oft kann im Verlauf der Sepsis zwischen einer anfänglichen hyper­dynamischen Phase mit überschießender Aktivierung und einer späten hypodyna­mischen Phase, im schwersten Fall mit einem Zusammenbruch des [Seite 8↓]Immunsystems (Immunparalyse), unterschieden werden, da es durch eine systemische Überstimulation des Immunsystems gegenregulatorisch zu einer Hemmung des Immunsystems kommt. Ein Umschlagen einer systemischen Entzündungsreaktion (SIRS) in eine antiinflam­matorische Phase wird hierbei als CARS (compensatory anti­inflammatory response syndrome) bezeichnet. Beide Krankheitsbilder können sich jedoch auch überlagern (Kox et. al. 2000, Volk et. al. 2000, Hotchkiss und Karl 2003).

In nur etwa 50 % der vermuteten Sepsisfälle gelingt ein Erregernachweis mittels Blut­kultur. Hierbei zeigen sich in letzter Zeit in jeweils etwa gleich vielen Fällen Gram-nega­tive und Gram-positive Bakterien, nachdem die Zahl der Gram-positiven Infektionen in den letzten Jahrzehnten stark zugenommen hat. In einem geringen Prozentsatz sind Mischinfektionen oder Pilze als Verursacher nachweisbar (Friedmann et. al. 1998, Brun-Buisson 2000, Martin et. al. 2003). Vom klini­schen Bild lassen sich Gram-positive und Gram-negative Infektionen nicht unterscheiden. Es wird jedoch vermutet, dass bei vielen negativen Kulturergebnissen und auch in einem Teil der Gram-positiven Fälle intermittie­rend aus dem Darm ins Blut überge­tretenes LPS für einen Großteil der Symptome verantwortlich ist, da in Studien in mehr als der Hälfte der Fälle des septi­schen Schocks im Plasma LPS nachweisbar war – unabhängig vom Blutkulturergebnis (Danner 1991, Hewett und Roth 1993, Parillo 1993).

Trotz hochwirksamer Antibiotika und großer Fortschritte in der Intensivtherapie ist die Sepsis nach wie vor ein problematisches Krankheitsbild mit hoher Inzidenz und Sterb­lichkeit. Durch die steigende Zahl der in Folge von Hochdosis-Chemotherapie, Trans­plan­tationsmedizin und AIDS immunsupprimierten Menschen und die Möglichkeiten der modernen Medizin, auch schwerstkranke Patienten am Leben zu erhalten, gibt es eine große Zahl von Personen, die vermehrt für bakterielle Infektionen anfällig sind (Matot und Sprung 2001).

In den letzten Jahren lag die allgemeine Inzidenz der Sepsis in westeuropäischen und nordamerikanischen Krankenhäusern bei 1-2 %, auf Intensivstationen mit 10-15 % jedochdeut­lich höher. Die Mortalität wird für die Sepsis mit 10-25 %, für Fälle von schwerer Sepsis mit 20-40 % und beim septischen Schock mit 40-80 % angegeben, wobei diese Zahlen bei schweren Vorerkrankungen noch höher liegen können (Rangel-Frausto et. al. 1995, Friedmann et. al. 1998, Brun-Buisson 2000, Matot und Sprung 2001). Eine neue Studie zur Epidemiologie der Sepsis in den USA bestätigte diese [Seite 9↓]Zahlen und zeigte trotz fallender relativer Mortalitätsrate eine Verdreifachung der absoluten Todes­fälle durch einen Anstieg der Inzidenz von Sepsis, schwerer Sepsis und septischem Schock (Martin et. al. 2003).

Neben der grundlegenden symptomatischen Behandlung, die hauptsächlich der Erhal­tung der Kreislauffunktionen dient, waren kausale Therapieansätze bisher wenig erfolg­reich. Die Gabe von Antibiotika zur Bekämpfung der Infektion ist zur Zeit nicht zu er­setzen, sie kann jedoch zur vermehrten Freisetzung von LPS und anderen immuno­genen Bakterienbestandteilen führen (Lepper et. al. 2002). Eine wesentliche Rolle zur Reduktion der Mortalität von schwerstkranken Patienten scheint neben der Sicher­stellung einer suffizienten Gewebeperfusion und –oxigenierung - durch frühzeitige Volumensubstitution, Einsatz von Katecholaminen und Bereitstellung eines ausreichen­den Sauerstoffangebotes - die konsequente Ein­stellung des Blutzuckers auf niedrigem Niveau zu spielen (Rivers et. al. 2001, Dellinger 2003). Bei Studien auf Intensiv­stationen profitierten besonders Patienten mit gesichertem septischen Fokus von einer intensiven Insulintherapie und die strenge Einstellung des Blutzuckers bei ITS-Patien­ten auf Werte unter 110 mg/dl senkte deutlich die Inzidenz von Septikämien (van der Berghe et. al. 2001).

2.1 Neue Therapieansätze

Die Forschungsergebnisse der letzten Zeit haben viele Einblicke in mögliche Ursachen und die Pathogenese der Sepsis erbracht. Diese Erkenntnisse wurden für die Entwick­lung und Erprobung neuer Therapiestrategien genutzt. Deren Mehrzahl brachte jedoch bisher noch nicht die gewünschten klinischen Ergebnisse.

Als bisher einziges Medikament zur kausalen Therapie der Sepsis wurde 2001 das akti­vierte Protein (APC), ein Protein des Gerinnungssystems mit antiinflammatorischen Eigenschaften, in den USA zugelassen. Der Einsatz von APC ist jedoch aufgrund unterschiedlicher Effektivität je nach Schweregrad der Sepsis und dem Risiko erhöhter Blutungsneigung auf schwere Erkrankungsfälle (APACHE II-Score > 24) beschränkt (Bernard et. al. 2001, Matthay 2001, Warren et. al. 2002).

Trotz vielversprechender Vorstudien brachten Phase-III-Studien der meisten poten­tiellen Therapiekandidaten wie z.B. verschiedener anti-Lipid-A-Antikörper, löslicher [Seite 10↓]TNF-α-Rezeptoren, anti-TNF-α-Antikörper, IL-1ra, Prostaglandin- und Bradikinin­anta­gonisten, PAF-Antagonisten und Hochdosis-Glukokortikoide keine Verbesserung der Mortalität. In einigen Fällen war diese sogar erhöht (Nathanson et. al. 1994, Zeni et. al. 1997, Vincent 1998, David 2001). Lediglich rBPI21, ein Protein, das von dem in Granu­lozyten vorkommenden BPI abgeleitet ist (siehe I.4.2.), zeigte bisher positive Ergeb­nisse in einer ersten Phase-III-Studie bei Kindern (Levin et. al. 2000). Es liegen jedoch bisher keine Ergebnisse eventuell neuerer Studien vor.

Das Regelwerk der Mediatoren des Immunsystems ist ein komplexes, bisher nur teil­weise verstandenes System von zahlreichen pro- und antiinflammatorischen Gegen­spielern, von denen im Laufe einer Infektion oder Immunantwort gegensätzliche Anteile zu verschiedenen Zeitpunkten dominieren können (hyperimmune Phase versus „Immunparalyse“). Die einzelnen Mediatoren können hierbei sowohl Vor- als auch Nachteile bringen (Höflich und Volk 2002, Hotchkiss und Karl 2003, Vincent 2002). Erfolgreiche Eingriffe in dieses System erfordern daher ein vollständiges Verständnis der ablaufenden Prozesse, was bisher leider nicht gegeben ist. Auch ist bei der Abstimmung der Therapie zu beachten, in welcher „Phase“ der Sepsis sich der Patient befindet. Daher wird eine einzelne Therapiemethode nicht ausreichen, um für sich allein und bei allen Patienten, oder selbst bei einem Patienten zu verschiedenen Zeit­punkten der Erkrankung, ausreichend wirksam zu sein. Eine Kombination mehrerer Strategien dürfte daher die meisten Aussichten auf Erfolg bieten (Vincent 2002).

Eine mögliche Strategie stellt hierbei die direkte Neutralisation von LPS durch den Ein­satz effektiver LPS-bindender Substanzen dar, die LPS als „erstes Glied der Kette“ zum Teil dem Zugriff des Abwehrsystems entziehen. So wird die Aktivation von Immunzellen inhi­biert, um eine Überstimulation zu verhindern.

3 Struktur der Lipopolysaccharide

Lipopolysaccharide (LPS, Abbildung 2) werden bei einem Großteil der Sepsisfälle als mögliches auslösendes Agens angesehen. Auch als Endotoxine bezeichnet, bilden sie den Haupt­bestand­teil der äußeren Zellwand Gram-negativer Bakterien und sind essen­tiell für deren Integrität. Endotoxine sind amphiphile Stoffe bestehend aus einem lipo­philen Anteil, dem Lipid A, und einer hydrophilen Region aus Polysaccha­riden (Raetz 1990, Rietschel et. al. 1994). Die LPS-Moleküle sind mit ihrem Lipid-A-Teil in der [Seite 11↓]Membran veran­kert und rufen bei Freisetzung im Wirtsorganismus – z.B. bei der Zell­teilung oder dem Untergang von Bakterien – eine starke Immunreaktion hervor. LPS zählt zu den poten­testen bekannten Immunstimulatoren (Rietschel et. al. 1996, Medtithov und Janeway 1998).

Das Lipid A ist der am höchsten konservierte Teil des Endotoxins und wurde als stärkster immunstimulatorischer Anteil identifiziert (Rietschel et. al. 1987). Strukturelle Veränderungen in diesem Bereich führen zu verminderter oder fehlender Toxizität (Krauss et. al. 1989). Das Lipid-A-Molekül besteht aus zwei aneinander gekoppelten
D-Glukosaminen mit je einer Phosphatgruppe in den Positionen 1 und 4‘ und meist 6 Fett­säuren mit 10 bis 22 Kohlenstoff-Atomen Länge, von denen vier primär mit den Zuckern verknüpft sind. Das Lipid A ist in sich amphiphil, wobei die Fettsäuren den hydrophoben Teil darstellen und das Disaccharid mit den beiden Phosphatgruppen den hydrophilen Kopf bildet (Rietschel et. al. 1987, Raetz 1990, Alexander und Rietschel 2001).

Der mittlere Teil des LPS, die R- oder Kern-Region, wird in einen inneren und einen äußeren Anteil untergliedert, bei dem die interspezifische Variabilität von innen nach außen zunimmt. Charakteristische Zucker des inneren Anteils sind die 2-keto-3-desoxy-D-manno-Octansäure (Kdo), welche mit dem Lipid A verknüpft ist, und L- oder D-glycero-D-manno-heptosen, während die äußere Kern-Region überwiegend aus Hexo­sen wie D-Glukose, D-Galaktose oder N-acetyl-D-Glukose aufgebaut ist (Raetz 1990, Holst und Brade 1992).

Das O-Antigen, der äußerste Teil des LPS, ist aus einer variablen Anzahl sich wieder­holender Oligosaccharide aufgebaut, die für jede Bakterienspezies spezifisch sind, anti­genen Charakter besitzen und bei einigen Stämmen auch ganz fehlen (sogenanntes rough-LPS) (Raetz 1990). Der Lipid-A-Teil mit seinen anionischen Gruppen bildet zusammen mit der inneren Kern-Region einen stark negativ geladenen Bereich und bietet so einen Angriffspunkt für zahlreiche natürliche und synthetische Peptide und Proteine (David 2001).


[Seite 12↓]

Abbildung 2: Schematische Struktur der Lipopolysaccharide (LPS, Endotoxine). Der in der Zell­wand Gram-negativer Bakterien verankerte Lipid-A-Teil ist aus einem biphosphorylierten Disaccharid aus Glucosaminen (GlcN) und meist 6 Fettsäuren aufgebaut und besitzt die größten immunstimulatorischen Eigenschaften im LPS-Molekül. Der kovalent an das Lipid A gebundene Polysaccharidanteil ragt aus der Bakterienhülle heraus und enthält in der inneren Kernregion den Zucker Kdo sowie L- oder D-glycero-D-manno-heptosen (Hep) und weitere Phosphatgruppen. Die äußere Kernregion besteht vorwiegend aus Hexosen (Hex). Das O-Antigen ist aus bis zu 50 sich wiederholenden Oligosaccharideinheiten aufgebaut, die in Anzahl und Aufbau zwischen den einzelnen Bakterienspezies stark variieren oder auch ganz fehlen können.

Endotoxine bilden als amphiphile, kegelförmige Moleküle im wässrigen Milieu Micellen. In dieser polymeren Form ist LPS nur gering immunogen. Nur monomeres LPS ist in der Lage, auch in geringen Konzentrationen eine Antwort des Immunsystems hervor­zu­rufen. Eine spontane Diffusion einzelner LPS-Moleküle aus den Micellen erfolgt jedoch nur sehr langsam. In seine potentiell toxische Form wird LPS aber durch Serumproteine gebracht, die in der Lage sind, einzelne Moleküle aus den Micellen herauszulösen und zu ihren zellulären Rezeptoren zu transportieren, was im Falle signaltransduzierender Rezeptoren zur Zellaktivierung und Induktion proinflamma­to­rischer Zytokine führt (Seydel et. al. 1993, Hailmann et. al. 1994, Takayama et. al. 1994).

4 Erkennung von LPS durch das angeborene Immunsystem

Zur Erkennung von und Reaktion auf bakterielle Bestandteile wie LPS haben höhere Organismen eine Reihe von Mechanismen entwickelt, an denen Serumproteine und zelluläre Rezeptoren maßgeblich beteiligt sind. Für die Vermittlung der zellulären Antwort auf LPS spielen die löslichen Faktoren LBP und sCD14 als Transportproteine und die membranständigen Rezeptoren mCD14 und TLR4 die Hauptrolle. Mit ihrer Hilfe [Seite 13↓]wird eine intrazelluläre Signalkaskade aktiviert, die zur Synthese und Freisetzung von Mediatoren des Immunsystems führt (Schumann et. al. 1990, Wright et. al. 1990, Cow et.al. 1999). Daneben gibt es eine Reihe von Serumproteinen und Rezeptoren (auf die später exemplarisch eingegangen wird), die LPS zwar binden, aber nicht zur Zell­stimulation führen und deren Rolle in Bezug auf LPS z.T. noch unklar ist.

4.1 Das Lipopplysaccharid bindende Protein (LBP)

Das Lipopplysaccharid bindende Protein (LBP) von 58 kDa Größe zählt zu den Akut­phase-Proteinen und ist beim Gesunden mit 5-10 µg/ml im Serum nachweisbar, wo es größtenteils mit Lipoproteinen assoziiert vorliegt. Während der Akutphase kann seine Konzentration auf bis zu 100-300 µg/ml ansteigen. LBP bindet LPS mit hoher Affinität und katalysiert dessen Monomerisierung und Transfer zu zellulären und löslichen Akzeptoren. Beim Transport von LPS zu mCD14 verstärkt es die immunstimula­to­rischen Effekte des LPS um den Faktor 100-1000, so dass bereits 1 µg/ml ausreichen, um eine Zytokinausschüttung zu initiieren (Hailmann et. al. 1994, Schumann et. al. 1990 und 1996). Neben seiner Fähigkeit, die Wirkung von LPS auf das Immunsystem zu ver­stärken, zeigt LBP jedoch in hohen Konzentrationen im Tiermodell auch protek­tive Eigenschaften (Lamping et. al. 1996).

Neben der Stimulation von Zellen via TLR4/MD-2 kann die Bindung von LPS an LBP und CD14 auch zur Detoxifizierung von LPS führen. Bei der Bindung großer LPS-Kom­plexe an mCD14 kommt es zur Internalisation und Neutralisation dieser ohne Aktivie­rung der Zelle (Wright et. al. 1990, Gegner et. al. 1995, Hamann et. al. 2001). Daneben vermittelt LBP nicht nur den Transport von LPS an seine zellulären Rezeptoren, sondern auch die Detoxifikation von LPS durch dessen Transfer in Lipoproteine, die dann von verschiedenen Zelltypen internalisiert werden. Dieser Vorgang wird durch sCD14 um den Faktor 30-50 verstärkt. An HDL gebundenes LPS verliert seine immun­stimulatorischen Eigenschaften, da sein Lipid-A-Teil in die Phospholipidoberfläche des Lipoproteins eingelagert wird und somit Immunrezeptoren nicht mehr zugänglich ist (van Lenten et. al. 1986, Wurfel et. al. 1994 und 1995). Eine LPS-neutralisierende Wirkung wurde neben HDL auch für LDL, VLDL und Chylo­mikronen nachgewiesen (Harris et. al. 1990). Der Vorgang der Neutralisierung von LPS durch den Transfer in Lipoproteine läuft insgesamt eher langsam ab, er könnte jedoch durchaus für den [Seite 14↓]protektiven Effekt von hohen LBP-Konzentrationen vor größeren LPS-Mengen verant­wortlich sein (Netea et. al. 1998).

4.2 Die Familie der Lipidtransfer/LPS-bindenden Proteine

Ein weiteres Protein, das in der Lage ist LPS zu binden, jedoch im Gegensatz zu LBP rein LPS-neutralisierend und bakterizid wirkt und nicht zur Zellstimulation via CD14 führt, ist das BPI (bactericidal/permeability increasing protein), welches aus den Granula neutro­philer Granulozyten stammt (Elsbach und Weiss 1993, Weiss 2003). Im Serum Gesunder ist es nur in geringen Mengen von weniger als 1 ng/ml nachweisbar. Bei Infektionen steigt es jedoch auf rund 8 ng/ml an und erreicht am eigentlichen Infek­tionsherd weit höhere Konzentrationen (Opal et. al. 1994). Der Vergleich des 1997 kristallographierten Proteins mit anderen Proteinen einer Datenbank führte zur Auf­stellung einer neuen Proteinfamilie, zu der außer BPI und LBP auch die beiden Serum­proteine Phospholipid-Transferprotein (PLTP) und Cholesterinester-Transfer­protein (CETP) gezählt werden (Beamer et. al. 1997, Kirschning et. al. 1997, siehe Tabelle 1). Diese beiden Proteine binden an Lipidstrukturen wie Phospholipide (PLTP), Choleste­rinester und Triglyceride (CETP) und katalysieren deren Transport und Aus­tausch (Tall 1995). PLTP katalysiert auch den Transfer von LPS zu HLD. Inwiefern es jedoch in vivo für dessen Detoxifizierung oder stimulatorischen Eigenschaften eine Rolle spielt, ist bislang unklar (Hailmann et. al. 1996). LBP weist gegenüber diesen Proteinen eine Sequenz­übereinstimmung auf Aminosäureebene von 44 % für BPI (58 % auf DNA-Ebene), 25 % für PLTP und 23 % für CETP auf (Drayna et. al. 1987, Gray et. al. 1989, Day et. al. 1994, siehe Tabelle 1). Für LBP selbst ist ebenfalls die Fähigkeit nachge­wiesen, Phospholipide zu transpor­tieren. Es wird für deren Bindung jedoch eine andere Bin­dungsstelle als für LPS postuliert (Hailmann et. al. 1996, Yu et. al. 1997).

Aufgrund der großen Anzahl konservierter Aminosäuren konnte nach der Computer­analyse eines kristallographierten BPI-Moleküls ein Homologiemodell für LBP erstellt werden. Die Proteine haben eine boomerangförmige Struktur mit zwei apolaren Bindungs­taschen (Beamer et. al. 1998).


[Seite 15↓]

Tabelle 1:Familie der Lipidtransfer/LPS-bindenden Proteine. LBP (Lipopolysaccharid bindendes Protein), BPI (bactericidal/permeability increasing protein), PLTP (Phospholipid-Transfer-Protein), CETP (Cholesterinester-Transfer-Protein).

Peptid

Funktion

Homologie zu LBP

LBP

Bindung und Transfer von LPS

 

-

BPI

Neutralisation von LPS

 

44 %

PLTP

Bindung und Transfer von Phospholipiden und LPS

 

25 %

CETP

Bindung und Transfer von Cholesterinestern und Triglyce­riden

 

23 %

4.3 CD14

CD14 ist als Rezeptor für Endotoxin wirksam, wobei es nicht nur monomeres LPS, sondern auch LPS-tragende Partikel, LPS-LBP-Komplexe und Gram-negative Bak­te­rien bindet (Wright et. al. 1990). Als membranständiger Rezeptor wird mCD14 vor allem auf Monozyten und Makrophagen exprimiert, in geringerem Ausmaß aber auch auf Gra­nulozyten und Lymphozyten. Das 55 kDa große Glykoprotein ist mit einem GPI-Anker an der Zell­membran befestigt. Es besitzt jedoch selbst keinen transmembra­nären Anteil, so dass für die Signalübertragung in die Zelle ein weiterer Rezeptor nötig ist (Haziot et. al. 1988, Wright et. al. 1990). Dieser wurde mit TLR4 nicht nur auf CD14-positiven, sondern auch auf CD14-negativen LPS-sensitiven Zellen wie Endothel- und Epithel­zellen, glatten Muskelzellen und Fibroblasten identi­fiziert (Pugin et. al. 1993, Alexander und Rietschel 2001).

Im Serum mit 2-6 µg/ml vorhandenes lösliches sCD14 ist maßgeblich am Transport von LPS im Serum und an der Stimulierung dieser Zellen beteiligt (Frey et. al. 1992). Das lösliche CD14 stammt aus verschiedenen Quellen. Es wird entweder direkt ins Blut sezerniert oder enzyma­tisch durch LPS-ausgelöstes sogenanntes „shedding“ vom GPI-Anker abgespalten. Der Mechanismus des „shedding“ spielt möglicherweise eine Rolle beim Schutz CD14-positiver Zellen vor Überstimulation, da hierdurch die Rezep­tor­dichte auf der Zelle ver­ringert wird (Bazil und Storminger 1991, Durieux et. al. 1994). LPS kann so jedoch auch vermehrt durch sCD14 zu CD14-negativen Zellen transpor­tiert werden und diese stimulieren. Neben dem Transfer von LPS und LPS-LBP-[Seite 16↓]Komplexen zu CD14-positiven und –negativen Zellen verstärkt sCD14 auch den Trans­port dieser zu Lipo­proteinen (Wurfel et. al. 1995).

4.4 Toll-like-Rezeptoren

Die vor kurzem entdeckte Gruppe der Toll-like-Rezeptoren (TLR’s) weist große struktu­relle Ähnlichkeiten der intrazellulären Domäne zum IL-1-Rezeptor und zum Drosophila-Toll-Protein (dToll) auf. Diese werden deshalb zu einer gemeinsamen Proteinfamilie gezählt. Das Toll-Gen der Fruchtfliege Drosophila ist bedeutend für deren Ontogenese und mikrobielle Abwehr (Lemeitre et. al. 1996 und 1997). Die durch Toll-Gene kodierte Proteinfamilie der dToll, TLR’s und IL-1-Rezep­toren weist eine Leucin-reiche extra­zelluläre Domäne und ähnliche intrazelluläre Anteile auf, dient der Abwehr und induziert eine Signaltransduktionskaskade, die zur Akti­vierung von Transkriptionsfaktoren führt (Belvin und Anderson 1996, Rock et. al. 1998).

Als erstes Toll-Äquivalent wurde 1997 TLR4 entdeckt. Mittlerweile sind bereits neun weitere Mitglieder der TLR-Familie beschrieben (Medzithov et. al. 1997, Akira 2003, Takeda et. al. 2003). Primär wurde TLR2 als CD14-Co­rezeptor für die Erkennung von LPS postuliert (Kirschning et. al. 1998). Inzwischen gilt aber als sicher, dass diese Funktion TLR4 zufällt. Es konnte gezeigt werden, dass Mutationen im TLR4-Gen bei Mäusen zur LPS-Hyposensibilität führen und es gibt Hinweise darauf, dass dies auch beim Menschen der Fall ist (Poltorak et. al. 1998, Chow et. al. 1999, Arbour et. al. 2000). Für die Erkennung von LPS und die daraus resultierende Zellstimulation wurde mit MD-2 noch ein weiteres Molekül entdeckt, das an die extra­zelluläre Domäne von TLR4 bindet und die Signaltransduktion verstärkt (Shimazu et. al. 1999).

4.5 Lipopolysaccharid-abhängige intrazelluläre Signaltransduktion

Die Aktivierung der Signalkaskade über die intrazelluläre Domäne von dToll, IL-1-Re­zeptor und TLR führt zu einer raschen Induktion des Transkiptionsfaktors NFκB. Dieser reguliert die Transkription einer Vielzahl von Genen, deren Produkte an Abwehr- und Entzündungsreaktionen beteiligt sind. Als erstes wurde diese Signaltrans­duktions­kaskade für den IL-1-Rezeptor beschrieben. Inzwischen wurden die einzelnen Kompo­nenten dieser Kaskade auch für die TLR-Signalwege nachgewiesen (Ghosh et. al. [Seite 17↓]1998, Zhang et. al. 1999). Nach der Bindung von LPS an den CD14/TLR4/MD-2-Komplex wird über die zytoplas­matischen Moleküle MyD88, IRAK, TRAF6, TAK1 und IKK’s das im Zytosol an IκB gebundene NFκB freigesetzt und anschließend durch dessen Wanderung in den Zellkern eine Reihe von Genen aktiviert, die z.B. die Synthese von Zytokinen und Adhäsionsmolekülen kontrollieren (Karin und Ben-Neriah 2000, Medzithov und Janeway 2000).

Weiterhin kommt es durch die LPS-induzierte Signalkaskade in der Zelle zur Akti­vie­rung sogenannter Mitogen-akti­vierter Proteinkinasen (MAPKs) wie p38, p42/44 (=ERK1/2) und JNKs. Diese haben ebenfalls Einfluss auf eine Reihe von Transkrip­tionsfaktoren bei der Synthese proinflam­matorischer Mediatoren wie TNF-α und auf zellregulatorische Proteine (Alexander und Rietschel 2001, Guha et. al. 2001).

4.6 Weitere Lipopolysaccharid-bindende Proteine

Für eine Reihe weitere Serumfaktoren und Rezeptoren ist die Fähigkeit nachgewiesen worden, an LPS zu binden. Ihre Rolle in der LPS-Organismus-Interaktion ist jedoch nur zum Teil geklärt. Die Bindung des Komplementrezeptors 3 (=CD11/18) an LPS auf der Oberfläche intakter Bakterien führt zu deren Phagozytose (Wright und Jong 1986). Der Scarvenger-Rezeptor vermittelt die Internalisation und Detoxifizierung von einer Vielzahl Liganden u.a. auch von LPS (Kodama et. al. 1990). Das kationische Peptid CAP18 ist ein typischer Vertreter antimikrobieller Peptide, die LPS binden und neutrali­sieren (Larrick et. al. 1991). Auch Transferrin, CRP, Lysozym, Lactoferrin, α2-Makro­globulin und SAP sind in der Lage, LPS zu binden und seine Effekte abzuschwächen (Takada et. al. 1994, Appelmelk et. al. 1994, Berger und Beger 1987, de Haas et. al. 1998, Janeway und Medzithov 2002).

5 Das LALF-Protein

In den Blutzellen des Pfeilschwanzkrebses Limulus polyphemuswurde ein weiteres Protein identifiziert, das über eine ähnliche Bindungsregion wie LBP und BPI hochaffin an LPS binden kann und zusätzlich das Wachstum Gram-negativer Bakterien hemmt (Warren et. al. 1992, Hoess et. al. 1993). Dieses Protein – als Limulus-anti-LPS-Faktor (LALF) oder Endotoxin-neutralisierendes-Protein (ENP) bezeichnet (Abbildung 3) – [Seite 18↓]inhibiert in vivo eine durch LPS ausgelöste Gerinnungskaskade und ist die Grundlage des LAL-Assays zur Detektion von LPS (Levin et. al. 1972, Tanaka et. al. 1982).

Abbildung 3: Röntgenstrukturanalyse des Limulus-anti-LPS-Faktors (LALF) und schematische Struktur der LPS-Bindungsdomäne. Die einer Publikation von Hoess entnommene und modifizierte Abbildung A des LALF-Proteins wurde von Norbert Lamping zur Verfügung gestellt und weiter bearbeitet. Abbildung B wurde nach einer Publikationsabbildung von Ried gefertigt. Die im 3D-Modell der Röntgen­strukturanalyse nach oben weisende „Schleifenstruktur“ der LPS-Bindungsregion des LALF ist aus einer Serie alternierender hydrophober und hydrophiler Aminosäuren aufgebaut, deren Reste wie in Abbildung B dargestellt in entgegengesetzte Richtungen der Haarnadelschleife weisen.

5.1 Die LPS-Bindungsregion von LALF, LBP und BPI

Sowohl LBP und BPI als auch LALF sind in der Lage, effektiv LPS zu binden. Vergleicht man die Aminosäuresequenz der LPS-Bindungsstellen, fällt auf den ersten Blick keine Übereinstimmung auf. Bei genauer Analyse lässt sich jedoch ein gemein­sames Muster aus alternierenden hydrophoben und hydrophilen Aminosäuren fest­stellen (Abbildung 4).

Im LALF-Protein bildet die 1993 von Hoess postulierte LPS-Bindungsregion eine expo­nierte schleifenförmige Struktur. Durch die abwechselnde Ausrichtung der hydro­philen [Seite 19↓]und hydrophoben Aminosäurereste zu beiden Seiten der Bindungsschleife wird dieser ein in sich amphiphiler Charakter verliehen (Abbildung 3).

Bei LBP und BPI bilden eine Reihe positiv geladener Aminosäuren, die im Wechsel mit hydrophoben Aminosäuren angeordnet sind, an einer exponierten Stelle der N-termi­nalen Region des boomerangförmigen Proteins einen Bereich, der über elektro­statische Wechselwirkungen an die negativ geladenen phosphorylierten Zucker des Lipid A-Teils von LPS bindet (Beamer et. al. 1998, Lamping et. al. 1996).

Die postulierten Bereiche der Proteine konnten in Versuchen mit synthetischen Pepti­den dieser Regionen als LPS-Bindungsstelle nachgewiesen werden und sind zwischen den drei Proteinen austauschbar, ohne dass hierdurch die ursprüngliche Funktion der Proteine wesentlich beeinflusst wird (Battafarno et. al. 1995, Schumann et. al. 1997).

Abbildung 4: Aminosäuresequenz der LPS-Bindungsdomäne des LALF-Proteins und der Familie der Lipidtransfer/LPS-bindenden Proteine. Dargestellt ist die alternierende Folge hydrohpiler und hydrophober Aminosäuren der LPS-Bindungssequenz der Proteine LALF (Limulus-anti-LPS-Faktor), LBP (Lipopolysaccharid bindendes Protein) und BPI (bactericidal/permeability increasing protein).

6 Peptide in der Medizin

Zur Bekämpfung von pathogenen Mikroorganismen nutzten die meisten höheren Lebe­wesen neben vielen anderen Abwehrmechanismen sogenannte antimikrobielle Peptide. Meist handelt es sich hierbei um kleine, 12-50 Aminosäuren lange, kationische Peptide, typischerweise mit α-helikaler-, β-Faltblatt- oder Schleifenform. Bisher konnten mehr als 500 solcher „cationic peptides“ identifiziert werden, so z.B. Defensine, Bactericin, Indo­licin, CAP 18 oder Nisin (Hancock 1997, Hancock und Scott 2000).


[Seite 20↓]

Auch in der Medizin spielen – z.T. synthetisch hergestellte und veränderte – Peptide eine Rolle. Diese werden u.a. als Antibiotika eingesetzt, wie z.B. Bacitracin, Ramo­planin und die Glycopeptide Vancomycin und Teicoplanin, welche jedoch nur bei Gram-positiven Infektionen wirksam sind (McCafferty et. al. 2002). Das als Goldstandard zur Detektion und Quantifizierung von LPS eingesetzte Decapeptid Polymyxin B wird u.a. zur Lokaltherapie Gram-negativer Infekte besonders in der Ophthalmologie verwendet. Es ist aufgrund seiner Toxizität jedoch nicht systemisch einsetzbar (David 2001, Robert und Adenis 2001).

Die Herstellung solcher Peptide kann relativ kostspielig sein. Mit standardisierten Verfahren (wie der für die hier untersuchten Peptide verwendeten Festphasen-Synthese) können jedoch einfach strukturierte Peptide schnell in größeren Mengen produziert werden und sie sind im Vergleich zu z.B. rekombinant hergestellten Peptiden oder Proteinen einfach zu modifizieren, wodurch ihre biologische Aktivität leicht optimiert werden kann. Die resultierenden Peptide können so z.T. weitaus effektiver sein als ihre natürlichen Vorbilder. Bei kurzen Peptiden mit einfacher räumlicher Struktur ist zudem keine aufwendige „Nachbearbeitung“ nötig. So zählt z.B. das durch Festphasen-Synthese hergestellte Polymyxin B zu den preiswertesten lokal einge­setzten Antibiotika in der Ophthalmologie (Robert und Adenis 2001, de Visser et. al. 2003).

7 Zielsetzung der Arbeit

Bei der Infektion eines Organismus mit Gram-negativen Bakterien kommt es zur Frei­setzung von Lipopolysacchariden (LPS) aus der äußerer Zellwand der Bakterien. Die LPS-Moleküle lagern sich in wässrigem Milieu zu Micellen zusammen, die wenig immunstimulatorisch sind. Der Wirtsorganismus ist jedoch in der Lage, LPS über ver­schiedene humorale und zelluläre Faktoren zu erkennen und durch Aktivierung des Immunsystems darauf zu reagieren. Dabei spielen das Lipopolysaccharid bindende Protein (LBP) und sCD14 eine wichtige Rolle, indem sie LPS aus den Micellen mono­merisieren, zu seinen zellulären Rezeptoren transferieren und so die immunogene Wirkung von LPS verstärken. Die LBP- und sCD14-vermittelte Bindung von LPS an den mCD14/TLR4-Rezeptorkomplex auf der Oberfläche von Monozyten und Makro­phagen [Seite 21↓]führt über die Aktivierung einer intrazellulären Signalkaskade zur Aktivierung der Zelle und zur Ausschüttung von Mediatoren der Abwehr. Eine übermäßige Stimu­lierung des Immunsystems durch LPS mit überschießender Produktion proinflammato­rischer Zyto­kine kann zu dem in der Klinik gefürchteten Bild der Sepsis führen.

Ein Protein des Pfeilschwanzkrebses Limulus polyphemus, der Limulus-anti-LPS-Faktor (LALF), ist in der Lage, LPS hochaffin zu binden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit soll der Einfluss synthetischer, von der LPS-Bin­dungssequenz des LALF-Proteins abge­leiteter Peptide auf die Stimulation des Immun­systems durch LPS untersucht werden. Hierzu soll mit Hilfe eines Bindungsassays zuerst ermittelt werden, ob die Peptide spezifisch mit LBP um die gleiche Bindungsstelle am LPS-Molekül kompeti­tieren und es soll die LPS-Bindungsfähigkeit anhand der Struktur der Peptide analysiert werden. Weiterhin soll nachgewiesen werden, ob die Peptide in der Lage sind, die LPS-ab­hängige Aktivierung von Zellen der murinen Makrophagenlinie RAW 264.7 und iso­lierter humaner Monozyten zu inhibieren und deren Ausschüttung von Tumornekrose­faktor-(TNF)-α bzw. Stickstoffoxid (NO) zu hemmen.


© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.
DiML DTD Version 3.0Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML-Version erstellt am:
11.03.2005