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Verstanden
Beratung

Chronisch obstruktive Lungenerkrankungen (COPD) führen weltweit zu erhöhter Morbidität und Mortalität. Anti-mikrobielle Peptide (AMP) spielen eine wichtige Rolle bei der Verteidigung gegen Infektionen, Entzündungen und bei der Reparatur bronchialer Grenzflächen. Mit ihrer aktuellen Studie haben die Autoren die AMP-Spiegel im Sputum im Verhältnis zu klinischen Parametern und inflammatorischen Markern bei stabiler COPD und akuter Exazerbation einer COPD (AECOPD) untersucht.

In die dreijährige Bergen-COPD-Studie wurden 433 COPD-Patienten und 325 Kontroll-Patienten aufgenommen. Induziertes Sputum wurde auf AMPs, humanes Cathelicidin (hCAP18/LL37), auf den sekretorischen Leukozyten Protease Inhibitor (SLPI) und auf die inflammatorischen Marker IL-8, IL-6 und TNF-a (Tumor Necrosis Factor alpha) untersucht. Gleichzeitig wurden im Blut die systemischen hCAP18/LL37 und Vitamin D-Spiegel erfasst.

Die AMP-Spiegel im Sputum waren im Vergleich zu Kontroll-Patienten (n=45) höher, wenn die COPD-Patienten (n=215) stabil waren. Sie veränderten sich bei AECOPD. Dann stiegen die hCAP18/LL37-Spiegel im Sputum an, und die SLPI sanken ab. Die Plasma hCAP18/LL37-Spiegel zeigten ein vergleichbares Verhalten. Bei einer stabilen COPD wiesen hohe hCAP18/LL37-Spiegel auf ein erhöhtes AECOPD-Risiko und eine Kolonisierung mit nicht typisierbaren Haemophilus influenzae Erregern, ein höheres Alter und höhere inflammatorische Marker hin.

Veränderte Sputum-Spiegel ausgewählter AMPs sind mit der Entzündung der Atemwege und einem erhöhten AECOPD-Risiko verbunden. Die Autoren vermuten deshalb, dass AMPs eine Rolle beim Schutz der Atemwege vor invasiven Infektionen spielen.

Kommentar:

Die Oberfläche des Respirationstraktes ist eine wichtige Grenzfläche zur Abwehr von Atemwegsinfektionen. Die Aufrechterhaltung eines feuchten Milieus im alveolären System und die Sekretion von antimikrobiellen Proteinen (AMP - Cathelicidine) und sekretorischen Leukozyten Protease Inhibitoren (SLPI) auf die epitheliale Oberfläche dient neben weiteren Faktoren der Gesunderhaltung und Funktion der Lunge und der pulmonalen Infektabwehr. Persson et al. konnten jetzt zeigen, dass Cathelicidine mit Entzündungen der Atemwege bei stabilen COPD- Patienten und bei Patienten mit Exazerbationen assoziiert sind. COPD-Patienten besitzen eine veränderte Immunantwort, die sich sowohl in höheren inflammatorischen Markern und AMP-Werten im Sputum als auch im Plasma im Vergleich zu Kontroll-Patienten widerspiegelt. Sie bestätigen eine ältere Studie von Parameswaran, mit der bereits gezeigt werden konnte, dass die Besiedlung der Atemwege bei COPD-Patienten mit nicht typisierbaren H influenzae und M catarrhalis den AMP-Status beeinflusst. Der AMP-Status scheint, bei der Bewältigung von Atemwegsinfektionen eine signifikante Rolle zu spielen. Der aktive Vitamin D-Metabolit 1,25(OH)2D ist Co-Faktor bei der Cathelicidin-Expression und beeinflusst den AMP-Status. In der Korrelations-Analyse konnte Persson et al. bei den Kontrollpatienten eine Verbindung zwischen den 25(OH)D-Serumspiegeln und den Cathelicidin-Plasmaspiegeln (r=0,11, p=0,04) nachweisen. Ein Vitamin D-Mangel führte bei allen untersuchten Gruppen (stabile COPD, COPD-Exazerbation, Kontrolle) zu niedrigeren Cathelicidin-Plasma-Spiegeln.

Text: Dr. med. Jürgen Hower, Facharzt für Kinder- und Jugendmedizin
Quellen: Persson, LJ et al. Antimicrobial peptide levels are linked to airway inflammation, bacterial colonisation and exacerbations in chronic obstructive pulmonary disease. Eur Respir J 2017 Mar 15; 49(3)
Parameswaran, GI et al. Effects of Bacterial Infection on Airway Antimicrobial Peptides and Proteins in COPD. Chest 2011 Sep; 140(3): 611-617
Wang TT et al. Cutting edge: 1,125-dihydroxyvitamin D3 is a direct inducer of antimicrobial peptide gene expression. J Immunol 2004; 173: 2909-2912
Hansdottir, S et al. Respiratory epithelial cells convert inactive vitamin D to its active form: potential effects on host defense. J Immunol 2008; 181: 7090-7099

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