Μελέτη του ρόλου των φυσικών αντιμικροβιακών πεπτιδίων στην παθογένεση των λοιμώξεων σε κιρρωτικούς ασθενείς

Abstract

Objective: To investigate the expression of natural antimicrobial peptides in chronic liver disease and the presence or not of a correlation with the etiology of liver disease. Moreover, to elucidate the correlation with factors related to bacterial translocation and the possible role of antimicrobial peptides (AMPs) in the pathogenesis of infections in cirrhotic patients and/or the role of AMPs as a biomarker of bacterial translocation in patients with end stage liver disease. Patients and Methods: The concentrations of hBD-1 and sCD14 in plasma and sera of patients with liver cirrhosis, chronic viral hepatitis and healthy controls, and in hepatic veins of cirrhotic patients, were measured by ELISA. The relative mRNA expression of various natural antimicrobial peptides was determined by Real-time RT-PCR in biopsies from the terminal ileum and colon. Moreover, experiments concerning immunohistochemistry and blood and tissue cultures were performed. Results: hBD-1 and sCD14 were significantly upregulated in peripheral blood of cirrhotic patients (18.26 ng/ml, 16.65-21.94, median, 95%CI for hBD-1 and 2777 ng/ml, 2701-3133, median, 95%CI for sCD14) compared to healthy controls (8.85 ng/ml, 7.46-9.69, median, 95%CI, P<0.0001 for hBD-1 and 1671 ng/ml, 1574-2026, median, 95%CI, P<0.0001 for sCD14) and concerning hBD-1 to patients with chronic viral hepatitis too (8.87 ng/ml, 9.09-12.88, median, 95%CI, P<0.0001).. The etiology of cirrhosis did not affect the concentration of either protein. The levels of hBD-1 protein correlated significantly with the levels of sCD14 in blood collected from hepatic veins of cirrhotic patients (Spearman r=0.6, P=0.0045). In contrast, no significant differences were observed in the intestinal mucosal mRNA expression of the Paneth cell specific defensin A5 or hBD-1 between patients with cirrhosis and healthy controls. Conclusions: hBD-1 is upregulated in patients with cirrhosis and highly correlates with LPS-induced protein, sCD14. The correlation of hBD-1 with the presence of gram negative bacteremia indicates a possible role of hBD-1 as a biomarker of bacterial translocation in patients with cirrhosis.

Σκοπός: Η μελέτη της έκφρασης των φυσικών αντιμικροβιακών πεπτιδίων στη χρόνια ηπατική νόσο και η ύπαρξη ή όχι συσχέτισης με την αιτιολογία της ηπατικής νόσου. Επιπλέον, η συσχέτισή τους με παράγοντες που σχετίζονται με τη βακτηριακή αλλόθεση και η ανάδειξη του πιθανού ρόλου των αντιμικροβιακών πετιδίων στη παθογένεση των λοιμώξεων στους κιρρωτικούς ασθενείς ή/και του ρόλου τους ως δείκτη βακτηριακής αλλόθεσης στους ασθενείς με τελικού σταδίου ηπατική νόσο.Ασθενείς και Μέθοδοι: Οι συγκεντρώσεις της hBD-1 και του sCD14 στο πλάσμα και στον ορό αντίστοιχα ασθενών με κίρρωση του ήπατος, με χρόνια ιογενή ηπατίτιδα και σε υγιείς μάρτυρες, καθώς και στις ηπατικές φλέβες κιρρωτικών ασθενών, μετρήθηκαν με ELISA. Η σχετική έκφραση του mRNA διαφόρων αντιμικροβιακών πεπτιδίων προσδιορίστηκε Real-time RT-PCR σε βιοψίες από τον τελικό ειλεό και το παχύ έντερο. Επίσης, διενεργήθηκαν πειράματα ανοσοϊστοχημείας και καλλιεργειών σε ιστικά τεμαχίδια και πειράματα καλλιεργειών ολικού αίματος.Αποτελέσματα: Παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση της hBD-1 και του sCD14 στο περιφερικό αίμα των ασθενών με κίρρωση του ήπατος (18.26 ng/ml, 16.65-21.94, διάμεσος, 95%CI για την hBD-1 και 2777 ng/ml, 2701-3133, διάμεσος, 95%CI για το sCD14) σε σύγκριση με τους υγιείς μάρτυρες (8.85 ng/ml, 7.46-9.69, διάμεσος, 95%CI, P<0.0001 για την hBD-1 και 1671 ng/ml, 1574-2026, διάμεσος, 95%CI, P<0.0001 για το sCD14) και όσον αφορά στην hBD-1 και με τους ασθενείς με χρόνια ιογενή ηπατίτιδα (8.87 ng/ml, 9.09-12.88, διάμεσος, 95%CI, P<0.0001). Η υποκείμενη αιτία της κίρρωσης δεν επηρέαζε τη συγκέντρωση καμίας εκ των δύο πρωτεϊνών. Τα επίπεδα της hBD-1 παρουσιάζουν στατιστικά σημαντική συσχέτιση με τα επίπεδα του sCD14 στον ορό που συλλέχθηκε από τις ηπατικές φλέβες των κιρρωτικών ασθενών (Spearman r=0.6, P=0.0045). Αντιθέτως, δεν παρατηρήθηκαν διαφορές μεταξύ κιρρωτικών ασθενών και υγιών μαρτύρων στην τοπική έκφραση του mRNA ούτε της A5 ντεφενσίνης ή της hBD-1 στο εντερικό επιθήλιο.Συμπεράσματα: Η hBD-1 υπερεκφράζεται στους ασθενείς με κίρρωση του ήπατος και σχετίζεται σε στατιστικά σημαντικό επίπεδο με το sCD14, ενός μορίου του οποίου η έκφραση επάγεται από την παρουσία του λιποπολυσακχαρίτη (LPS). Η συσχέτιση της hBD-1 με την παρουσία μικροβιαιμίας από gram αρνητικά μικρόβια, αναδεικνύει τον πιθανό ρόλο της hBD-1 ως δείκτη βακτηριακής αλλόθεσης σε ασθενείς με κίρρωση του ήπατος.