Aus der Klinik für Innere Medizin Schwerpunkt Pneumologie Direktor: Prof. Dr. C. Vogelmeier des Fachbereichs Medizin der Philipps-Universität in Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Gießen und Marburg GmbH, Standort Marburg Expression antimikrobieller Peptide in Bronchialkarzinomen Inauguraldissertation zur Erlangung des Doktorgrades der gesamten Medizin dem Fachbereich Medizin der Philipps- Universität Marburg vorgelegt von Dietlind Reimer geb. Görner aus Kiel Marburg 2008 angenommen vom Fachbereich für Humanmedizin der Philipps-Universität Marburg am: 08.04.08 Gedruckt mit Genehmigung des Fachbereiches Dekan: Prof. Dr. M. Rothmund Referent: Prof. Dr. Dr. R. Bals Koreferent: Prof. Dr. M. Lohoff Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung............................................................... 5 1.1 Allgemeines über antimikrobielle Peptide .................................................................5 1.2 Nomenklatur und Struktur............................................................................................6 1.2.1 Defensine ....................................................................................................................7 1.2.1.1 α-Defensine ............................................................................................... 7 1.2.1.2 β-Defensine ............................................................................................... 7 1.2.2 Cathelizidine ...............................................................................................................9 1.3 Funktionen antimikrobieller Peptide .........................................................................11 1.3.1Antimikrobielle Wirkung............................................................................................11 1.3.2 Nicht-antimikrobielle Funktionen ...........................................................................12 1.4 Bronchialkarzinom.......................................................................................................13 1.5 Tumorangiogenese .....................................................................................................15 1.5.1 Interaktion von AMPs und Tumorzellen ...............................................................16 1.6 Fragestellung ...............................................................................................................17 2. Material und Methoden ..................................... 18 2.1 Geräte ...........................................................................................................................18 2.2 Chemikalien..................................................................................................................18 2.3 Lösungen und Puffer ..................................................................................................18 2.4 Untersuchungsmaterial ..............................................................................................19 2.5 Immunhistochemischer Nachweis ............................................................................19 2.6 Kontrollen......................................................................................................................21 2.7 Quantitative Auswertung der Färberesultate ..........................................................21 2.8 Statistik..........................................................................................................................21 3. Ergebnisse........................................................... 23 3.1 Humane β-Defensine werden in NSCLC exprimiert..............................................23 3.2 Cathelizidine werden in NSCLC exprimiert.............................................................25 3.3 FPRL-1, der Rezeptor für LL-37, wird in NSCLC exprimiert ................................25 3.4 Der von Willebrand Faktor stellt Gefäßendothel in NSCLC dar ..........................28 3.5 Der Proliferationsfaktor Ki-67 ....................................................................................29 3.6 AMPs scheinen über HLA die Tumorprogression zu fördern...............................29 3.7 AMPs werden nicht in kleinzellige Bronchialtumoren exprimiert .........................30 4. Diskussion ........................................................... 32 4.1 Expression von AMPs in der Lunge .........................................................................32 4.2 Expression von AMPs in Tumoren ...........................................................................32 4.3 Antimikrobielle Peptide sind potentielle Wachstumsfaktoren...............................34 4.4 FPRL-1wird in NSCLC exprimiert.............................................................................35 4.5 Angiogenese im Tumor ..............................................................................................36 4.6 AMPs sind mit erhöhter Zellproliferation in Bronchialkarzinomen assoziiert.....37 4.7 AMPs fördern Vaskulogenese in Bronchialtumoren über dendritische Zellen ...................................................................................................................................38 5. Zusammenfassung ............................................ 39 6. Summary .............................................................. 40 7. Anhang ................................................................. 41 Literaturverzeichnis............................................................................................................42 Curriculum Vitae.................................................................................................................52 Danksagung........................................................................................................................53 Akademische Lehrer..........................................................................................................54 Ehrenwörtliche Erklärung..................................................................................................55 1. Einleitung 1.1 Allgemeines über antimikrobielle Peptide Antimikrobielle Peptide (AMPs) kommen ubiquitär in allen Eukaryonten, wie Säugetieren, Amphibien, Insekten, Pflanzen und Protozoen, vor (Gabay 1994) und stellen so einen konservativen Mechanismen der Evolution dar, den eigenen Organismus gegen Mikroorganismen zu schützen (Ganz, Lehrer 1995; Ganz, Weiss 1997; Lehrer, Ganz 1999). Untersuchungen am Menschen haben ergeben, dass individuelle AMPs verschiedene Aktivitäten haben, die über die antifungale, antivirale, antiparasitäre Abwehr hinaus in zahlreiche Prozesse eingehen (Hancock, Chapple 1999). Organismen, die über ein Immunsystem verfügen, das ohne B- und T-Zellen auskommt, sind in der Lage, sich gegen eindringende Mikroorganismen zu schützen (Charlet et al 1996). Einige Teile dieses Abwehrsystems sind auch beim Menschen vorhanden und haben nicht nur die Aufgabe der Abwehr, sondern auch die, das adaptive Immunsystem zu regulieren. Dieses angeborene Immunsystem ist eine erste Barriere gegen pathologische Einflüsse von außen (Fearon et al 1996; Matzinger 1998; Medzhitov, Janeway 1997) und steht zeitlich und räumlich vor dem adaptiven Immunsystem. Das angeborene Immunsystem hat also folgende Aufgaben: 1. Erkennung von Mikroorganismen als fremd, 2. initiale Bekämpfung und Eliminierung des Pathogens, 3. Aktivierung des adaptiven Immunsystems. AMPs sind mit ihrer Funktion als mikrobizide Substanzen und als Entzündungsmediatoren insbesondere an den Punkten 2 und 3 beteiligt und dienen damit als Effektorsubstanzen des angeborenen Immunsystems (Bals 2000). 5 1.2 Nomenklatur und Struktur Als AMPs werden Peptidmoleküle bezeichnet, die antimikrobielle Aktivität besitzen, weniger als 100 Aminosäuren lang und von individuellen Genen kodiert sind (Bals 2000). Da sie schnell produziert werden und weitverbreitet sind, scheinen sie ideal für eine schnelle und effektive Abwehr gegen Mikroben zu sein (Nissen-Meyer 1997). Alle antimikrobiellen Peptide sind kationisch oder amphiphil und dieses Merkmal bestimmt den Modus ihrer antimikrobiellen Aktion. Sie bestehen aus Clustern von hydrophoben und kationischen Aminosäuren, die in Sektoren des Moleküls organisiert sind (Zasloff 2002). Die Gene antimikrobieller Peptide von Eukaryonten weisen Intron-ExonStrukturen auf (Ganz, Lehrer 1994). Alle AMPs leiten sich vom großen Precursor eingeschlossen einer Signalsequenz ab (Zasloff 2002). Das primäre Translationsprodukt ist ein Präpropeptid, dessen N-terminales Targetingpeptid beim Eintritt in das endoplasmatische Retikulum abgespalten wird. Der Propeptidanteil, welcher oft negativ geladen ist, hat wahrscheinlich die Funktion, die Aktivität des eigentlichen Peptids durch ladungsabhängige Interaktionen zu inhibieren. Das Propeptid kann intrazellulär gespeichert werden. Die Aktivierung durch Abspaltung des Propeptidanteils erfolgt möglicherweise für einige Peptide noch intrazellulär (Bals 2000). Die Unterschiede in den Sequenzen sind so groß, dass die gleiche Peptidsequenz selten bei zwei verschiedenen Spezies von Tieren, auch nicht bei eng verwandten, wiedergefunden wird. Die Diversität reflektiert wahrscheinlich die Adaption der Spezies an die individuellen mikrobiellen Entwicklungen, die die besetzte Nische charakterisieren (Simmaco et al 1998; Boman 2000). Bis jetzt wurden mehr als 800 AMPs isoliert und beschrieben (Kamysz et al 2002). Beim Menschen sind bisher Substanzen der Defensin-, Cathelizidin- und Histatinfamilie isoliert worden (Bals 2000). 6 1.2.1 Defensine Defensine sind AMPs, die drei intramolekulare Disulfidbrücken von Cystein, einen hohen Anteil an Arginin besitzen und hauptsächlich β-Faltblattstruktur aufweisen (Ganz et al 1985). Sie werden in zwei Untergruppen geteilt, die αund β-Defensine, die sich u.a. in der Ausbildung ihrer Disulfidbrücken unterscheiden. 1.2.1.1 α-Defensine Humane α-Defensine sind zwischen 29 und 35 Aminosäuren lang und weisen eine dreisträngige β-Blattstruktur auf. Die α-Defensine des Menschen, human neutrophil peptides 1-4 (HNP1-4), finden sich vor allem in den primären (azurophilen) Granula neutrophiler Granulozyten, wo sie einen Hauptteil des Granulainhalts ausmachen und einen wichtigen nicht oxidativen Mechanismus zur Abtötung von Mikroorganismen darstellen (Lehrer et al 1991). Sie wurden auch in der Wand von Koronargefäßen beschrieben (Barnathan et al 1997), sowie in Gewebe epithelialer Tumoren (Abiko et al 1999; Bateman et al 1992; Mizukawa et al 2000). Human Defensin 5 und 6 (HD-5, HD-6) werden in den Paneth-Zellen des Dünndarms und teilweise im Urogenitaltrakt exprimiert (Bevins et al 1996), aber auch in den Atemwegen. HD-5 wird auch in Vagina und Ektocervix exprimiert. In Endocervix, Endometrium Maximalkonzentration Menstruationszyklus, während was darauf und der Eileiter erreicht sekretorischen hindeutet, dass die HD-5 seine Phase des Expression von hormonalen Faktoren abhängt (Quayle et al 1998). Außer der antimikrobiellen Funktion weisen sie auch eine Funktion als Entzündungsmediatoren (Hiemstra et al 1998) und Ionenkanäle (Lencer et al 1997; Maget-Dana, Ptak 1997) auf. 1.2.1.2 β-Defensine Humane β-Defensine sind zwischen 36 und 42 Aminosäuren lang und werden insbesondere an epithelialen Oberflächen produziert. Beim Menschen wurden bis jetzt die β-Defensine 1-4 isoliert (Bals et al 1998; Bensch et al 1995; Harder et al 1997). β-Defensine werden in verschiedenen Epithelien induziert, wie u.a. im Gastrointestinaltrakt (O’Neil et al 1999), Respirationstrakt (Singh et al 1998; 7 Harder et al 2000), Urogenitaltrakt und in der Haut (Harder et al 1997). Humanes β-Defensin-1 (hBD-1) wird konstitutiv exprimiert, die Transkription und Sekretion von hBD-2 dagegen werden durch inflammatorische Mediatoren stimuliert. hBD-1 wird als 68-Aminosäuren-Precursor synthetisiert, der sich später amino-terminal proteolytischen Prozessen unterzieht. Hohe Konzentrationen von hBD-1 mRNA erscheinen sowohl in den Henle Schleifen, distalen Tubuli und den Sammelrohren der Niere, als auch in Vagina, Cervix, Uterus und Eileiter. Rekombinante und natürliche Formen von hBD-1 sind in mikromolaren Konzentrationen antimikrobiell gegen E. Coli. Ihre Aktivität wird generell unter hohen Salzkonzentrationen gehemmt, aber es zeigt sich kein Effekt bei niedrigem pH-Wert (Zucht et al 1998). Ein murines Homolog von hBD-1 wird in vielen Geweben, u.a. im Respirationstrakt und distalen Nephron ausgeschüttet. Das murine Peptid demonstriert salzsensitive antimikrobielle Aktivität gegen Pseudomonas earoginosa und ist inaktiv gegen Burkholderia cepacia (Morrison et al 1998; Bals et al 1998b). hBD-2 wird vom Atemwegsepithel gebildet, sowohl vom Oberflächenepithel als auch von submukösen Drüsen. Diese Peptide zeigen eine salzsensitive antimikrobielle Aktivität über ein breites Spektrum und Synergien mit Lysozymen und Lactoferrin (Bals et al 1998). Defensine sind in vitro unter niedrig-Salz Konditionen mikrobizidal in mikromolaren (~µg/ml) Konzentrationen gramnegative Bakterien, Hefen, Pilze gegen und viele einige grampositive Viren. und Erhöhte Salzkonzentrationen hemmen kompetitiv die Defensinaktivität, wobei der inhibitorische Effekt durch die Eigenschaften der Zielmikroben beeinflusst wird. Defensine permeabilisieren mikrobielle Membranen, die reich an anionischen Phospholipiden sind und einen geringeren Gehalt an cholesterol- und neutralen phopholipidreichen Zellmembranen haben (Ganz 2002). Die mRNAs von hBD-2 und hBD-3 werden vor allem im Epithel entzündeter Haut produziert, aber auch wie hBD-1 im Respirationstrakt (Harder et al 2001). AMPs steigern auch indirekt die Abwehr. Beispielsweise scheinen Defensine die Widerstandsfähigkeit von Mäusen gegen lokale Infektionen zu erhöhen, indem die Rekrutierung von Neutrophilen in infizierten Geweben erhöht wird (Welling et al 1998). 8 Die Menge an Neutrophilen und die Konzentration von epithelialen Defensinen in respiratorischer Flüssigkeit wechselt dramatisch bei akuter Entzündung. Im Sputum von Patienten mit zystischer Fibrose reicht die Konzentration von neutrophilen Defensinen von 300 µg/ml bis zu 2 mg/ml (Soong et al 1997). Die Konzentration in BALF von Patienten ohne klinische Zeichen von Entzündungen liegt nur um 100 ng/ml (Schnapp et al 1998). Die Expression von antimikrobiellen Polypeptiden ist bei Entzündungen lokal moduliert. Entzündliche Stimuli setzen Chemokine frei, die Neutrophile rekrutieren, welche eine große Menge an Lysozym, Laktoferrin und neutrophilen Defensinen enthalten. Diese Stimuli steigern die Synthese von β-Defensinen in Epithelzellen (Singh 1998; Becker et al 2000). Bei chronischer Freisetzung induzieren sie die Differenzierung von respiratorischen Epithelzellen in sekretorische Zelltypen (Ganz 2002). 1.2.2 Cathelizidine Beim Menschen wurde bis jetzt nur ein Vertreter dieser Familie nachgewiesen, das LL-37, benannt nach den beiden N-terminalen Aminosäuren des aktiven Peptids, oder hCAP-18 (human cationic antimicrobial peptide). Cathelizidin ist charakterisiert durch eine hohe konservierte Signalsequenz und Pro-Region, zeigt aber substantielle Heterogenität in der C-terminalen Domaine, die das reife Peptid encodiert (Lehrer, Ganz 2002). Cathelizidin wird als Präpropeptid synthetisiert und zeichnet sich durch eine konservierte amino-terminale Sequenz aus, bei der die variable carboxy-terminale Domaine die antimikrobielle Aktivität enthält. Die Pro-Sequenz wird „cathelin“ genannt, nach ihrer Funktion, die Aktivität von Cathepsin L zu hemmen und ist 99 bis 114 Aminosäuren lang (Zanetti et al 1995). LL-37 wird in neutrophilen Granulozyten, B-Zellen und Makrophagen, eingeschlossen Alveolarmakrophagen, gebildet (Agerberth et al 2000), wo es zum sauerstoffunabhängigen Mechanismus der antimikrobiellen Aktivität beiträgt (Gudmundsson et al 1996; Cowland et al 1995). Außerdem wird es auf Körperoberflächen wie der Haut gefunden (Frohm et al 1997; Frohm et al 1996), sowie auch im Gastrointestinal- und Respirationstrakt und in serösen 9 und mukösen Zellen von submukosalen Drüsen (Bals et al 1998c). Die mRNA wurde auch in den Testes, in entzündeten humanen Keratinozyten (Frohm et al 1997), im squamösen Epithel von Mund, Zunge, Ösophagus, Cervix und Vagina (Frohm et al 1999) und im Respirationsepithel (Bals et al 1998c) nachgewiesen. LL-37 zeigt eine ungeordnete Struktur in Wasser, aber ist α-helikal in ionischer Umgebung von Plasma und intrazellulärer oder interstitialer Flüssigkeit. Bei ungefähr 50-100 µg/ml ist das Peptid cytotoxisch. Diese Aktivität wird durch humanes Serum gehemmt (Johansson et al 1998). Die Konzentration von LL-37 wurde schon in verschiedenen Körperflüssigkeiten bestimmt, wo sie hohe Konzentrationen in Höhe von 1-5 µg/ml im Serum (Sorensen et al 1997), in Atemwegsflüssigkeit (Agerberth et al 1999; Bals et al 1998d; Schaller-Bals et al 2002), in Wunden und in Blasenflüssigkeit (Frohm et al 1996) während Infektionen und Entzündungen erreichte. Cathelizidine interagieren mit der inneren und der äußeren Membran von gramnegativen Mikroorganismen (Gutsmann et al 1999; Gutsmann et al 2000). Die Wechselwirkung der AMPs mit Lipoplysacchariden (LPS) besteht an der Oberfläche gramnegativer Bakterien, um an der Oberfläche zu akkumulieren und die mikrobielle Zelle zu durchbohren (Hancock 1997). Einige grampositive Bakterien sind in geringer Konzentration anfällig auf Cathelizidine (Turner et al 1998). Außerdem zeigt LL-37 eine geringe Salzsensitivität. Das Peptid bindet LPS kooperativ und mit hoher Affinität (Turner et al 1998) und inaktiviert so dessen Aktivität (Nagaoka et al 2002, 2001). Synthetisches LL-37 ist aktiv Organismen, eingeschlossen gegen gramnegative Pseudomonas und aeruginosa grampositive und wirkt wahrscheinlich synergistisch mit anderen Abwehrmolekülen wie Lactoferrin und Lysozym (Bals et al 1998c). In den Atemwegen wird LL-37 in den gleichen Zelltypen produziert, in denen auch β-Defensine und andere Abwehrsubstanzen gebildet werden (Bals et al 1998). Nach intrazellulärer Speicherung wird LL-37 bei der Sekretion durch Endoproteolyse aktiviert. Die Überexpression von LL-37 mittels Gentransfermethoden resultiert in einer Steigerung der lokalen Infektabwehr in Tiermodellen von zystischer Fibrose, Lungenentzündung oder septischem Schock (Bals et al 1999; Bals et al 1998). 10 Neben der direkten antimikrobiellen Funktion haben Cathelizidine verschiedene Rollen als Mediatoren von Entzündungen. Sie beeinflussen diverse Prozesse wie die Zellproliferation und Migration, Immunmodulation, Wundheilung und Angiogenese (Bals, Wilson 2002). Sie stimulieren auch Mastzellen, Zytokine und Histamin freizusetzen (Niyonsaba 2001). LL-37 bindet an FPRL-1, einem G-Protein-gekoppelten, verschiedenen sieben-transmembranen Zelltypen einschließlich Zellrezeptor, Makrophagen, der in Neutrophilen und Untergruppen von Lymphozyten gefunden wurde (Yang et al 2000). 1.3 Funktionen antimikrobieller Peptide Das Wirkungsspektrum antimikrobieller Peptide ist breit und umfasst nicht nur grampositive und gramnegative Bakterien, sondern auch Pilze und Viren mit Lipidhülle. Die antimikrobielle Aktivität ist in vitro nicht so hoch wie die einiger konventioneller Antibiotika, doch sie töten Bakterien im Gegensatz dazu im Verlauf weniger Minuten; sie sind mikrobizid. Es besteht eine geringe Tendenz zur Ausbildung von Resistenzentwicklung Resistenzen umfassen (Hancock bei 1997). β-Defensinen Mechanismen Veränderungen zur von Effluxpumpensystemen (Shafer et al 1998) oder die Modifikation von Oberflächenbestandteilen der äußeren Hülle von Mikroorganismen (Lysenko et al 2000; Peschel et al 1999). 1.3.1Antimikrobielle Wirkung AMPs spielen eine wichtige Rolle in der erfolgreichen Entwicklung komplexer multizellulärer Organismen (Zasloff 2002). Die meisten antimikrobiellen Peptide sind bei physiologischem pH-Wert positiv geladen. Dadurch kommt es zu Interaktionen mit negativen Ladungen auf der Oberfläche von Mikroorganismen, insbesondere mit LPS (Zasloff 2002), welche die Hauptkomponente der äußeren Membran von gramnegativen Bakterien sind (Kamysz et al 2003). Es führt schließlich zu ihrer Permeabilisierung, da die 11 Peptide komplett die LPS-gebundenen divalenten Kationen ersetzen, die die Struktur der Membran stabilisieren (Hancock 1999). Die LPS-bindende Kapazität der antimikrobiellen Peptide ist wichtig für die klinischen Vorteile gegenüber klassischen Antibiotika, da sie eine Endotoxämie verhindert (Gough 1996). Die Selektivität der antimikrobiellen Peptide besteht in der unterschiedlichen Membranzusammensetzung von höheren Eukaryonten und Mikroben. Die äußere Membran Phospholipiden, wie höherer Eukaryonten Phosphatidylcholin ist und aus elektrisch Sphingomyelin, neutralen aufgebaut, während bakterielle Membranen negativ geladenes Phosphatidylglycerol und Cardiolipin besitzen (Matsuzaki 1999). Ein anderer Unterschied ist der Mangel an Cholesterol in der bakteriellen Membran. Diese Parameter scheinen wichtig für die Selektivität antimikrobieller Peptide zu sein (Andreu et al 1998). Einige Peptide töten Bakterien, ohne die Membran zu permeabilisieren. Sie penetrieren Zellen und interagieren mit physiologischen Prozessen. Z.B. können Defensine Einzelstrang-DNA aufbrechen (Bateman et al 1991). Defensine und Histatine töten Pilze durch nichtlytische Freisetzung zellulären ATPs, welches sich anschließend an mutmaßliche purinerge Rezeptoren bindet und den zytotoxischen Weg aktiviert (Edgerton et al 2000). Defensine verhindern die Infektfähigkeit einiger Viren (Daher et al 1986, Aboudy et al 1994). Dieser Effekt wird durch das Binden des Peptids an die virale Hülle verursacht, während analog dazu unbehüllte Viren in ihrem infektiösen Potential nicht beeinflusst werden (Kamysz et al 2003). 1.3.2 Nicht-antimikrobielle Funktionen AMPs werden aufgrund ihrer membranpermeabilisierenden Eigenschaften für ein weites Mikrobenspektrum als Effektormoleküle dem angeborenen Immunsystem zugeordnet. Neben ihrer direkten antimikrobiellen Merkmale können diese Peptide Komponenten des angeborenen Immunsystems modellieren (Kamysz et al 2003). Defensine und PR-39 wirken als Chemokine für Monocyten und Neutrophile (Territo et al 1989; Huang et al 1997). Defensine erhöhen die antigenspezifische Immunantwort, indem sie die Produktion von 12 Lymphokinen induzieren, welche die adaptive Immunantwort unterstützen (Kamysz et al 2003). Außerdem beeinflussen sie die Produktion verschiedener Zytokine. Defensine können an den CCR6 Chemokin-Rezeptor binden und andere CCR6 Liganden kompetitiv hemmen. Die mit CCR6 beladenen Zellen stellen eine chemotaktische Antwort zu den Defensinen dar (Yang 1999). Defensine induzieren die Migration humaner natürlicher T-Zellen und unreifer dendritischer Zellen (Yang 2000b). Die chemotaktische Aktivität der Defensine wird generell bei Konzentrationen beobachtet, die nicht bakterizid sind. In Monozyten stimulieren Defensine die Expression von TNF-alpha und IL-1 (Chaly et al 2000), während sie in Lungenepithelzellen die Expression von IL-8 erhöhen (van Wetering et al 1997). AMPs spielen auch eine Rolle bei der Angiogenese und der Wundheilung (Gennaro et al 2002) und können mitogene Eigenschaften aufweisen (Murphy et al 1993). So stimulieren Defensine das Wachstum von Fibroblasten und Epithelzellen in vitro. Aus diesem Grund ist die effektive Konzentration der Defensine vergleichbar mit der erwarteten Konzentration während der Wundheilung in vivo. Diese Daten legen nahe, dass Defensine eine Doppelrolle bei Hautverletzungen spielen. Neben der Vorbeugung mikrobieller Infektionen können sie auch den Wundheilungsprozess induzieren. Defensine, die eine Konzentration von 10 µg/ml nicht überschritten, steigerten die Proliferation von A549 Lungenepithelzellen (Aarbiou et al 2002). Biopsien von renalem Karzinomgewebe zeigten die intrazelluläre Expression von diesen Defensinen und in vitro wurde demonstriert, dass Defensine in renalen Karzinomzelllinien bei einer Konzentration von nicht mehr als 25 µg/ml die DNA Synthese stimulierten. Dieses mag eine mögliche Rolle der α-Defensine in der Proliferation bei normalen oder Tumorzellen in der Niere spielen (Müller et al 2002). 1.4 Bronchialkarzinom Mit 25% aller Karzinome ist das Bronchialkarzinom weltweit beim Mann der häufigste Tumor, der zum Tode führt. Bei der Frau steht er an zweiter Stelle der 13 Krebstodesursache. Das Bronchialkarzinom ist für 95-98% aller bösartigen Tumoren der Lunge verantwortlich. Histologisch werden Bronchialkarzinome nach der WHO-Klassifikation eingeteilt. Klinisch ist die Unterteilung in kleinzellige Karzinome (SCLC) und nichtkleinzellige Karzinome (NSCLC) für Therapie und Prognose von besonderer Bedeutung. Es kommen aber häufig Kombinationen aus den verschiedenen Tumortypen vor. Beim SCLC liegt die Häufigkeit bei 20%, es hat die schlechteste Prognose, da es in 80% der Fälle bei Diagnosestellung schon weit fortgeschritten und metastasiert ist. Das SCLC tritt vorwiegend im Bereich der zentralen und intermediären Segment- und Segmentbronchien auf. Diese Tumoren sind durch ein manschettenförmiges, Wachstumsmuster intramural-bronchiales gekennzeichnet. Kleinzellige und Karzinome perivasales sind nach Stromadestruktion durch eine frühzeitige Intravasation mit Anschluss an die Lymph- und Blutgefäße und eine dadurch bedingte frühzeitige Entwicklung von Lymphknotenmetastasen bzw. hämatogener Metastasierung charakterisiert. Das histomorphologische Bild wird von kleinen, nacktkernig erscheinenden, zytoplasmaarmen Zellen mit hyperchromatischen pleomorphen Kernen geprägt. Zell- und Kerndurchmesser variieren zwischen 4 und 9 µm. Die WHO-Klassifikation von 1999 unterscheidet bei den epithelialen bösartigen Neubildungen 4 Hauptgruppen nichtkleinzelliger Karzinome: - Plattenepithelkarzinome - Adenokarzinome - Großzellige Karzinome - Kombinierte adenosquamöse Karzinome Plattenepithelkarzinome sind mit 30-40% aller Bronchialkarzinome die häufigsten. Sie entwickeln sich als isolierte Rundherde in der Peripherie oder im Bereich der Segment- und Subsegmentbronchien als stenosierend wachsende Tumoren. Besonders bei Patienten im höheren Lebensalter zeigen sich im fortgeschrittenen Tumorstadium häufig Nekrosen und ausgedehnte Kavernen. Mikroskopisch zeichnen sich die Karzinome durch den mehr oder weniger deutlichen Aufbau von epidermisähnlichen Epithelverbänden aus. 14 Das Adenokarzinom tritt vor allem in der Lungenperipherie auf. Als Folge ausgeprägter Regressionsphänomene im Bereich der Blutgefäße der zentralen Stromateile und bei offensichtlich besonderer angioinvasiver Tendenz der Tumorzellen sind häufig zentrale Nekrosen und Vernarbungen anzutreffen. Mikroskopisch erkennt man atypische drüsenähnliche Strukturen. In diesen atypischen Zellen können histochemisch Schleimsubstanzen oder Sekretvakuolen nachgewiesen werden, auch mehrkernige Riesenzellen treten auf. Das großzellige Karzinom tritt in weniger als 10% der Fälle auf. Meist handelt es sich um Tumoren mit führender plattenepithelialer oder adenoider Komponente, in denen herdförmig auch gehäuft mehrkernige Riesenzellen entwickelt sind. (Thieme Innere Medizin, Ukena, Schlimmer et Sybrecht; Herold Innere Medizin; Classen, Diehl, Kochsiek Innere Medizin) 1.5 Tumorangiogenese Angiogenese und Formation neugebildeter Gefäße im Tumor sind entscheidend für seine Entwicklung und Progression. Die Gefäße zeigen inkomplette und unreife Strukturen mit veränderter Funktion. Die Morphologie variiert in verschiedenen Tumoren von vorläufigen Endothelzellproliferationen bis hin zu großen Gefäßen mit dicker Wand ohne Muskelschicht. Es zeigt sich ein unkontrolliertes, nichtlimitiertes Wachstum und Hypertrophie der Endothelzellen. Hypoxie ist ein wichtiger Stimulus in der Tumorangiogenese. Im Tumorgewebe bewirkt Hypoxie Zelltod und induziert die Expression verschiedener Angiogenesefaktoren (Bian et al 2004). Auch Chemokine und ihre Rezeptoren tragen durch direkte Aktivierung von Tumorzellen und Förderung der Angiogenese via Endothelzellen zum Tumorwachstum bei (Balkwill 2004; Wang et al 1998). LL-37 induziert die Angio- und Arteriogenese. Die angiogene Aktivität von LL-37 wird durch eine direkte Aktion der endothelialen Zellen vermittelt (Koczulla et al 2003). 15 1.5.1 Interaktion von AMPs und Tumorzellen Wie schon gesagt, stammt die grundsätzliche Aktivität der antimikrobiellen Peptide von ihrer Möglichkeit, mit negativ geladenen Molekülen ihrer Zielmembran zu interagieren. Tumorzellen können sich in ihrer Membranzusammensetzung von nichttransformierten Zellen unterscheiden. In der Membran von Melanom- und Karzinomzellen wurde ein 3-7-fach höherer Phosphatidylseringehalt im Vergleich zu normalen humanen Keratinocyten gefunden (Utsugi et al 1991). Solche Differenzen können eine höhere Anfälligkeit der Tumorzellen für membranpermeabilisierende Peptide ergeben. Defensine induzieren Tumorzelllyse in Abhängigkeit von ihrer Konzentration. Dieser Effekt wird nach 3 Stunden mit einem Plateau zwischen 8-14 Stunden beobachtet. Allerdings wird lytische Aktivität durch Serum gehemmt. Peptidneutralisation und Abbau in extrazellulären Kompartimenten kann ein Problem in ihrem klinischen Nutzen darstellen (Kamysz et al 2003). Ersetzen der L-Aminosäuren durch ihre D-Isomere oder Modifikationen von Peptidenden kann dem Abbau vorbeugen und die tumorizidale Aktivität insgesamt erhöhen (Moore et al 1994). Der Verlust der Aktivität könnte durch Insertion der Gene, die für AMPs kodieren, direkt in die Tumorzelle vermieden werden. Tumorwachstum wurde auch reduziert oder ganz gehemmt, wenn diese transformierten Zellen in Nacktmäuse gespritzt wurden (Winder et al 1998). Über Expression antimikrobieller Peptide wurde bei mehreren Tumorzelllinien berichtet, wo sie abhängig von ihrer Konzentration mitogene oder nekrotische Aktivität ausüben (Müller et al 2002). hBD-1 wird in Nierenzell- und Prostatakarzinomen signifikant herunterreguliert (Donald et al 2003). Nierenzellkarzinome haben eine 7-fach niedrigere Expression von hBD-1 als gesundes renales Gewebe (Young et al 2001). Außerdem treten im Nierenzellkarzinom am chromosomalen Ort von hBD-1 (8p23) Deletionen mit nachfolgendem Heterozygotieverlust innerhalb der schmalsten überlappenden Region auf (Schullerus et al 1999). hBD-2 wird in oralem Squamosazellkarzinom exprimiert (Yoshimoto et al 2003; Sawaki et al 2002). In oralem mukoepidermoid Karzinomgewebe wurden auch HNP und hBD-2 nachgewiesen (Mizukawa et al 2001). 16 HNP-1, -2, und -3 sind nicht nur zytotoxische Peptide mit begrenzter Expression in Neutrophilen und in einigen Lymphozyten, sondern werden auch in Nierenzellkarzinomen ausgeschüttet (Müller et al 2002). In physiologischen Konzentrationen stimulierten HNP-1, -2 und -3 die Zellproliferation in selektiven Nierenzellkarzinomzelllinien in vitro, aber in hohen Konzentrationen waren sie für alle Nierenzellkarzinomzelllinien zytotoxisch. Welche biologische Aktivität AMPs ausüben, ist häufig abhängig von ihrer Konzentration, z.B. beeinflussen sie in niedriger Konzentration die Signaltransduktion oder Proliferation und in höherer die Tumorzelllyse und Lyse von Mikroben (Kamysz et al 2003). 1.6 Fragestellung Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Expression antimikrobieller Peptide qualitativ und quantitativ in Bronchialkarzinomen nachzuweisen. AMPs spielen nicht nur in der Abwehr von Organismen eine Rolle, sondern sind auch Mediatoren in Entzündungen und beteiligt an Wundheilung, Chemotaxis und Angiogenese. Sie werden u. a. im Atemwegsepithel und in Abwehrzellen exprimiert. In verschiedenen Studien konnten AMPs auch in Tumoren nachgewiesen werden. Insgesamt ist die Rolle von AMPs in Tumoren noch unklar und es gibt einige widersprüchliche Daten. Die Vielzahl der bisher isolierten AMPs deutet jedoch auf ein komplexes Wirkungssystem hin. In dieser Arbeit wurden Gewebeschnitte von verschiedenen Lungenkarzinomen immunhistochemisch auf hBD-1, hBD-2, LL-37 und FPRL-1, den LL-37Rezeptor, untersucht und deren Auftreten in nichtkleinzelligen und kleinzelligen Karzinomen quantifiziert. Außerdem wurden die Tumoren noch auf den von Willebrand Faktor, Ki-67, HLA und FPRL-1 getestet und diese Ergebnisse mit denen der AMPs verglichen. 17 2. Material und Methoden 2.1 Geräte - Mikroskop (Leitz Laborlux12) - Objektträger (Fa. Menzel GmbH / Braunschweig) - Deckglas (Fa. Menzel GmbH / Braunschweig) - Microtom (Leica SM 2000R) - Brutschrank (Fa. Joucon EB 170 ELEC SANS THERM) - Mikrowelle (AEG Micromat Duo) 2.2 Chemikalien - Xylol - Ethanol (unvergällt) - 3% H2O2 - Aqua dest. - Mayer’s Hämalaun 2.3 Lösungen und Puffer - PBST: 200 mg/l KCl; 200 mg/l KH2PO4; 8 g/l NaCl; 1,15 g/l Na2HPO4; 0,05% Tween - Ethanol (100%, 96%, 80% 70% und 50%): unvergälltes Ethanol wurde durch Verdünnung mit Aqua dest. auf die entsprechende Konzentration eingestellt 18 2.4 Untersuchungsmaterial Es wurden 53 verschiedene nichtkleinzellige Bronchialtumoren bearbeitet, davon waren 18 Plattenepithelkarzinome, 26 Adenokarzinome, 5 großzellige Karzinome und 4 adenosquamöse Karzinome. Außerdem wurden noch 5 kleinzellige Bronchialtumoren untersucht. Die Tumoren stammten aus der Pathologie der Philipps-Universität Marburg und waren von Patienten, die im Uniklinikum operiert wurden, sowie von einer Studie aus Hamburg. Die retrospektive Auswertung des Untersuchungsgutes wurde von der Ethikkommission Marburg genehmigt. 2.5 Immunhistochemischer Nachweis Die Tumorgewebe waren in Paraffinblöcke eingebettet. Von den Blöcken wurden am Mikrotom 3 µm dicke Schnitte angefertigt. Die Schnitte wurden auf einen Objektträger aufgebracht und über Nacht bei 37° C getrocknet. Die Schnitte wurden entparaffiniert, indem sie zwei mal zehn Minuten in Xylol getaucht wurden. Darauf folgte das Rehydrieren in absteigender Alkoholreihe mit 100%, 96%, 80%, 70% und 50% Ethanol. Die Schnitte wurden kurz in Aqua dest. getaucht, danach kamen sie 5 Minuten in 3% H202 in Aqua dest., um die endogene Peroxidase zu eliminieren. Es folgte wieder Aqua dest. und anschließend phosphatgepufferte Salzlösung mit Tween (PBST). Die immunhistochemische Untersuchung wurde mit dem Histostain-Plus Kit von Zymed durchgeführt. Dabei wurde darauf geachtet, dass die Gewebeschnitte nie austrockneten. Die Präparate wurden für 10 Minuten mit 2 Tropfen (100 µl) von der Serum-Blocklösung behandelt, um unspezifische Hintergrundfärbung zu reduzieren. Nach dem Entfernen der Lösung folgte die Gabe des ersten Antikörpers auf die Schnitte mit je 100 µl. Als Antikörper gegen humanes βDefensin 1 (hBD-1), humanes β-Defensin 2 (hBD-2), Cathelicidin (LL-37), formyl peptide receptor like 1 (FPRL 1), sowie Ki-67 , HLA und den von Willebrand Faktor (vWF) wurden verwendet: 19 Antikörper Produkte, Typ anti-humanes Polyklonales Antiserum im Hasen gegen rekombi- β-Defensin 1 (hBD-1) nantes hBD-1 anti-humanes Polyklonales Antiserum im Hasen gegen rekombi- β-Defensin 2 (hBD-2) nantes hBD-2 anti-Cathelizidin Polyklonales Antiserum im Hasen gegen rekombi- (LL-37) nantes LL-37 anti-formyl peptide Polyklonales receptor like1 (FPRL-1) Serhan (Boston, USA) anti-von Willebrand Rabbit Anti-Human von Willebrand Factor Code No. Faktor (vWF) A 0082 (DakoCytomation) anti-Ki-67 Clone Ki-S5 M7187 (DakoCytomation) anti-HLA Clone CR3/43 M0775 (DakoCytomation) Antiserum, bezogen von Charles Antikörper gegen hBD-1 und hBD-2 wurden 1:100, gegen LL-37 1:50 und gegen FPRL-1, vWF, HLA und Ki-67 1:200 in PBS verdünnt. Nach einer Inkubationszeit von 60 Minuten wurden die Schnitte für drei mal 5 Minuten mit PBST unter leichtem Schütteln gewaschen. Vom biotinbehandelten zweiten Antikörper (Reagens B vom Histostain-Plus Kit), der als Verbindungsstück zwischen erstem Antikörper und dem Streptavidin-Peroxidase Konjugat diente, wurden 2 Tropfen (100 µl) für 10 Minuten aufgetragen. Nach dreimaligem Waschen mit PBST für je 5 Minuten wurden die Schnitte für 10 Minuten mit 2 Tropfen (100 µl) Streptavidin-Peroxidase Konjugat behandelt. Dieses bindet an den Biotinrest des zweiten Antikörpers. Es folgte wieder das Waschen mit PBST für drei mal 5 Minuten. Jeder Schnitt wurde dann für 10 Minuten mit 2 Tropfen (100 µl) AEC, der Substrat-Chromogen-Lösung behandelt. Die Peroxidase katalysiert das Substrat und konvertiert das Chromogen zu einer roten Ablagerung, welches die Lokalisation der Antikörper demonstriert. Darauf folgte noch ein Waschen mit Aqua dest.. Zur Gegenfärbung wurden die Schnitte für 30 Sekunden in Hämalaun getaucht, danach für 15 Minuten unter Leitungswasser gespült und mit Aquatex eingedeckt. 20 2.6 Kontrollen Bei allen immunhistochemischen Färbungen wurden parallel positive und negative Kontrollen mitgeführt, um die Qualität des Nachweises der verschiedenen Antikörper zu überprüfen. Zur Kontrolle des Färbeprozesses diente der Antikörper gegen den vWF, da dieser stets positiv war. Als Negativkontrolle dienten histologische Schnitte, welche statt mit dem Primärantikörper mit PBST unter ansonsten gleichen Bedingungen inkubiert wurden. 2.7 Quantitative Auswertung der Färberesultate Die Schnitte wurden mit Hilfe eines Mikroskops bei einer Vergrößerung von 10 x 20 ausgewertet, ob sich eine Anfärbung zeigt. An vier verschiedenen Stellen wurden in vier Feldern durch ein Gitterraster am Objektiv (0,025cm2) die Anzahl der Tumorzellen insgesamt und die angefärbten Tumorzellen gezählt. Außerdem wurden die Tumorschnitte nach ihrer Intensität von 0 bis 3 eingeteilt. Dabei war 0 keine Färbung, 1 geringe, 2 mittlere und 3 sehr starke Färbung. Beim vWF wurden ausgewertet, wie viele Gefäße im Tumor vorkommen. Bei positiven Schnitten wurden an 4 x 4 unabhängigen Stellen die Gefäße im Tumor pro Gitterrasterausschnitt gezählt. Die Negativ-Kontrollen zeigten kein Signal. 2.8 Statistik Der Anteil der LL-37-, hBD-1-, hBD-2-, FPRL-1-, Ki-67- und HLA-positiven Zellen an der Gesamttumorzellzahl wurde in Prozent als LL-37-, hBD-1-, hBD2-, FPRL-1-, Ki-67- und HLA-Index angegeben. Es wurden der Mittelwert sowie die Standardabweichung der Färbeindices in den unterschiedlichen Gruppen berechnet. Mit Hilfe des Friedmann Tests und des Chi2-Tests wurden die unabhängigen Gruppen miteinander 21 verglichen und auf signifikante Unterschiede untersucht. Als statistisch angesehen. 22 signifikant wurde ein p<0,05 3. Ergebnisse 3.1 Humane β-Defensine werden in NSCLC exprimiert In früheren Studien wurden humane β-Defensine im Gastrointestinaltrakt (O’Neil et al 1999), Respirationstrakt (Singh et al 1998; Harder et al 2000), Urogenitaltrakt und in der Haut (Harder et al 1997) nachgewiesen. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob hBD-1 und hBD-2 in Bronchialtumoren vorkommen. Dabei zeigte sich, dass sich bei hBD-1 in 91% der bearbeiteten NSCLCSchnitte Tumorzellen anfärbten, wohingegen sich bei hBD-2 Tumorzellen in nur 38% der Schnitte färbten. Positive Tumorzellen waren meist diffus im gesamten Tumor nachweisbar, bei wenigen Schnitten zeigten sich punktuell positive Zellnester (Abb. 1). Bei den positiven NSCLC-Schnitten färbten sich mit den Antikörpern gegen βDefensine knapp ein Drittel der Tumorzellen an (hBD-1 64% +/-28% SD, hBD-2 61% +/-32% SD) (Abb. 2). Bei hBD-1 hatten 36% aller Schnitte eine sehr starke, 32% eine mittlere und 23% eine geringe Färbung. Wohingegen sich bei hBD-2 nur 4% der Schnitte stark färbten, 19% mittel und 17% gering (Abb. 4). 23 A B C D E F G H 50 µm 50 µm Abb. 1: Nachweis von hBD-1 und hBD-2 in Bronchialtumoren. (A, B, D: hBD-1 in Plattenepithelkarzinomen. C: hBD-1 in adenosquamösem Karzinom. E – H: hBD-2 in Plattenepithelkarzinom. Vergrößerung bei A, E, F, H 200-fach; bei B, C, D, G 400-fach) 24 3.2 Cathelizidine werden in NSCLC exprimiert Wir untersuchten, ob LL-37 in Bronchialtumoren nachweisbar ist, da dieses Peptid eine Rolle als Wachstumsfaktoren spielen kann und in anderen Tumoren, wie beispielsweise in Mammakarzinomen und oralen Squamosazelltumoren, nachgewiesen wurde (Heilborn et al 2004; Mizukawa et al 2000). Die Ergebnisse (Abb. 2) zeigten, dass 53% der NSCLC-Schnitte eine Anfärbung der Tumorzellen aufwiesen. Bei den positiven Tumoren färbten sich im Durchschnitt 55% +/-32% SD der Tumorzellen an. Die positiven Zellen waren diffus im gesamten Tumor nachweisbar. 15% aller Schnitte zeigten eine geringe Färbung, 26% eine mittlere und 11% eine starke Färbung (Abb. 4). A B 100% Anteil an angefärbten Tumorenzellen/Tumor angefärbte Tumorzellen/Tumor angefärbte Tumoren angefärbteTumoren bei AMPs 80% 60% 40% 20% 0% 1 hBD-1 2 hBD-2 3 LL-37 100% 80% 60% 40% 20% 0% 1 4 FPRL-1 hBD-1 2 3 hBD-2 Abb. 2: Nachweis von AMPs in Bronchialtumoren (A) und Anteil angefärbter Zellen (B) 3.3 FPRL-1, der Rezeptor für LL-37, wird in NSCLC exprimiert Da FPRL-1 LL-37 als Rezeptor zur Aktivierung von Neutrophilen, Monozyten und T-Zellen dient, stellte sich die Frage, ob FPRL-1 in Tumorgewebe der Lunge vorhanden ist und ob ein Zusammenhang zu LL-37 besteht, so dass LL37, das von Tumorzellen abgegeben wird, die Aktivität des Tumors direkt über FPRL-1 beeinflusst. Die Ergebnisse zeigten, dass FPRL-1 in 80% der untersuchten NSCLC-Schnitte anfärbbar war (Abb.3). 25 LL-37 In 27 % wiesen die Tumorschnitte eine starke Intensität auf, in 31% eine mittlere und in 22% eine geringe. Beim Vergleich des Vorkommens von LL-37 und FPRL-1 waren von 51 bearbeiteten Schnitten 26 Tumorschnitte bei beiden Antikörpern positiv. Wenn LL-37 positiv ist, ist FPRL-1 zu 96% auch positiv (26 von 27 Schnitten). Umgekehrt ist LL-37 zu 90% negativ, wenn FPRL-1 negativ ist (9 von 10 Schnitten). Es besteht ein hochsignifikanter Zusammenhang im Auftreten von LL-37 und FPRL-1 (Fisher's exact test p=0,004; Tab. 1). Tab. 1: Auftreten von FPRL-1 und LL-37 in Bronchialtumoren LL-37 FPRL-1 positiv negativ gesamt positiv 26 15 41 negativ 1 9 10 gesamt 27 24 51 26 A B 50µm 50 µm C D 50µm 50 µm E F 50µm 100 µm G H 100 µm 50µm Abb. 3: Nachweis von LL-37 und FPRL-1 in verschiedenen Bronchialtumoren. (A, B, D: LL-37 in Plattenepithelkarzinomen. C: LL-37 im adenosquamösen Karzinom E, F: FPRL-1 in Plattenepithelkarzinomen, G, H: FPRL-1 in Adenokarzinomen. Vergrößerung bei A, B, F, H 200fach; C, D 400-fach; E, G 100-fach) 27 Verteilung der Intensität bei NSCLS 70% 60% 50% 0 40% 1 30% 2 20% 3 10% 0% LL-37 hBD-1 hBD-2 FPRL-1 Ki-67 HLA AMP Abb. 4: Intensität des Färbung von AMP in Bronchialtumoren in drei Intensitätsstufen, 0 = Keine, 3 = sehr starke Färbung. 3.4 Der von Willebrand Faktor stellt Gefäßendothel in NSCLC dar Wir untersuchten die Expression des vWF, der in Gefäßendothelien vorhanden ist, da LL-37 Angiogenese induziert und sich die Frage stellte, inwieweit dieser Prozess auch in NSCLC stattfindet. Es wurde gezeigt, dass Gefäße in NSCLC vorkommen. In 57% der Tumorenschnitte fanden sich Strukturen, die vWFpositiv waren. Im Durchschnitt waren in positiven Tumorschnitten 9 +/- 6 angefärbte Gefäße pro Gesichtsfeld darstellbar. Vergleicht man die Expression des vWF mit der von AMPs, so zeigt sich, dass bei positivem LL-37 mehr Gefäße pro Gesichtsfeld auftreten als bei negativen LL-37 Tumorschnitten. Im Vergleich dazu ist es bei hBD-1 umgekehrt, während hBD-2 fast keinen Unterschied in der Gefäßanzahl zeigt. Die Ergebnisse waren jedoch nicht signifikant (LL-37: p = 0,232; hBD-1: p = 0,872; hBD-2: p = 0,698) Tab. 2: Vergleich vWF (durchschnittliche Gefäßzahl) und Auftreten von AMPs LL-37 vWF hBD-1 hBD-2 pos neg pos neg pos neg 5,96 4,00 4,74 7,81 5,17 4,95 28 3.5 Der Proliferationsfaktor Ki-67 Hier wurde untersucht, ob ein Zusammenhang zwischen der Expression des Proliferationsfaktor Ki-67 und der Expression der AMPs besteht, da auch AMPs an der Regulation der Epithelzellproliferation beteiligt sind (Heilborn et al 2003). Bei Ki-67 sind in 87% der Tumorschnitte positive Tumorzellen nachweisbar (Abb. 5). Von den positiven Schnitten werden im Durchschnitt 11% ± 9% SD der Tumorzellen angefärbt. Vergleicht man Ki-67 mit den AMPs, so zeigt sich, dass Ki-67 bei positivem AMP-Ergebnis immer eine höhere Anzahl positiver Tumorzellen pro Tumor aufweist als bei einem negativen AMP-Ergebnis (Tab. 3). hBD-1 weist den größten Unterschied auf, der auch signifikant ist (p < 0,001; LL-37: p = 0,732; hBD-2 p = 0,398). Dieser Wert deutet darauf hin, dass AMPs an der Tumorproliferation beteiligt sein können. 3.6 AMPs scheinen über HLA die Tumorprogression zu fördern Es wurde untersucht, ob ein Zusammenhang zwischen der Expression von AMPs und HLA, das als Nachweis für dendritische Zellen (DC) verwendet wurde, besteht. DC spielen eine Rolle in der Initiation der primären antigenspezifischen Immunantwort und vermitteln auch die Vaskularisierung von Tumoren (Conejo-Garcia et al 2004). HLA ist in 98% der Schnitte im Tumor nachweisbar (Abb. 5). Dabei färben sich bei positiven Schnitten durchschnittlich 13% ± 16% SD der Tumorzellen an. Vergleicht man HLA mit den AMPs ergibt sich bei einem positiven AMPErgebnis für HLA immer eine höhere Anzahl angefärbter Tumorzellen als bei negativem AMP-Ergebnis (Tab 3). Auch hier zeigt hBD-1 einen signifikanten Unterschied (hBD-1: p < 0,001; hBD-2: p = 0,398; LL-37: p = 0,655). 29 Tab. 3: Vergleich AMP und HLA LL-37 hBD-1 hBD-2 pos neg pos neg pos neg Ki-67 11% 8% 10% 2% 11% 8% HLA 14% 11% 13% 4% 15% 11% 3.7 AMPs werden nicht in kleinzellige Bronchialtumoren exprimiert Bei den SCLC zeigte sich in keinem der untersuchten Schnitte eine Färbung. 30 A B C D E F 200µm G H 50µm Abb. 5: Darstellung des von Willebrand Faktor, KI-67 und HLA in Bronchialtumoren. (A: vWF im Plattenepithelkarzinom. B: vWF im Adenokarzinom. C, D: vWF im großzelligen Karzinom. E – G: KI-67 in Plattenepithelkarzinomen. H: HLA im Adenokarzinom. Vergrößerung bei B, C, D, F, G H 200-fach; bei A, E 100-fach) 31 4. Diskussion Die wesentliche Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass Bronchialkarzinome des Menschen AMPs produzieren. Alle untersuchten AMPs sind in unterschiedlichem Ausmaß in NSCLC exprimiert. Die Produktion von AMPs korrelierte mit der Expression von HLA und Ki-67. 4.1 Expression von AMPs in der Lunge Es ist bekannt, dass LL-37/hCAP-18 im normalen Respirationstrakt in serösen und mukösen Drüsen und im Oberflächenepithel der Luftwege exprimiert wird, wo es eine breite antimikrobielle Aktivität am Oberflächenepithel aufweist (Bals et al 1998). Die mRNA von hBD-1 und hBD-2 wird auch in der gesunden Lunge in Oberflächen- und submucosalen Drüsen des Epithels exprimiert (Bals et al 1998). Die Expression von hBD-2 wird durch Entzündungsmediatoren induziert, wohingegen hBD-1 unabhängig von Entzündungen exprimiert (Singh et al 1998) und nicht durch Zytokine, Lipopolysaccharide oder Phorbolester induziert wird (22,6 Zhao et al 1996). Goldman et al (1997) berichteten über eine starke Expression von hBD-1 in einem trachealen Xenograft Modell, das keine Exposition zu irgendeinem Entzündungsmediator aufwies. 4.2 Expression von AMPs in Tumoren Da AMPs möglicherweise eine potentielle Rolle als Wachstumsfaktoren spielen, stellte sich die Frage, inwieweit sie Einfluss auf Tumoren ausüben. In dieser Arbeit konnten AMPs mittels Immunhistochemie in Bronchialkarzinomen nachgewiesen werden. Dabei konnte hBD-1 in über 90% der untersuchten Schnitte nachgewiesen werden. Bei positiven Schnitten waren in über der Hälfte bis zwei Drittel der Zellen Antikörper gegen AMPs nachweisbar. 32 Auch andere Untersuchungen bestätigten eine Assoziation der AMPExpression mit dem Tumorwachstum. Untersuchungen von hBD-1 und hBD-2 im Serum zeigten bei Patienten mit Bronchialkarzinom höhere Konzentrationen als bei gesunden (Arimura et al 2004). In anderen Tumoren konnte die Expression antimikrobieller Peptide nachgewiesen werden. In oralen Squamosazelltumoren und in oralen Mucoepidermoidtumoren wurden hohe Konzentrationen von hBD-2 gefunden (Mizukawa et al 2000, 2001; Sawaki et al 2002). In humanem Vulvaepithel konnte eine höhere Konzentration von hBD-3 bei malignen Zellen nachgewiesen werden als bei gesunden (Shnitsar et al 2004). Humanes βDefensin-4 konnte in den meisten Ovarialkarzinomen mit starker Expression in Tumorinseln nachgewiesen werden (Conejo-Garcia et al 2004). In Nieren- und Prostatakarzinomen dagegen wurde geringere Mengen an β-Defensinen gefunden als im gesunden Gewebe (Young et al 2001; Donald et al 2003). Die Expression von LL-37 in Neutrophilen war signifikant niedriger bei Patienten mit akuter myeloischer Leukämie, besonders bei jenen mit Infektionen. Auf der Ebene der mRNA zeigte sich jedoch kein signifikanter Unterschied. Da LL-37 eine Rolle in der Abwehr spielt, kann der Mangel an LL-37 bei akuter myeloischer Leukämie eine Erklärung für die Anfälligkeit für Infektionen sein (An et al 2005). Bei Mammakarzinomen wurde gezeigt, dass die LL-37-Expression nicht einheitlich ist, da sich nicht alle Tumorzellen auf LL-37 anfärben ließen. Es wurden aber deutlich positive Zellen angrenzend an Zellen ohne feststellbare LL-37 mRNA und Protein gefunden. Der Grad der Expression variierte bedeutend in allen Zellen aller Tumortypen (Heilborn et al 2004). Nierenzellkarzinome zeigten eine siebenfach geringere Expression von βDefensingenen als gesundes Nierengewebe (Young et al 2001). Die hBD-1Expression nahm in malignen Epithelzellen von humanen Nierenzell- und Prostatakarzinomen im Vergleich zu gesundem Gewebe ab. Auch konnte eine direkte zytotoxische Aktivität von hBD-1 gegenüber Zellen nachgewiesen werden (Donald et al 2003). In Nierenzellkarzinomen stimulierten die humanen α-Defensine HNP-1, -2 und – 3 die Proliferation von Zelllinien in physiologischen Konzentrationen, in hohen 33 Konzentrationen waren sie jedoch für alle Nierenzellkarzinomzelllinien zytotoxisch (Müller et al 2002). 4.3 Antimikrobielle Peptide sind potentielle Wachstumsfaktoren AMPs scheinen eine wichtige Rolle für die Biologie von Tumoren zu spielen und das Tumorwachstum sowie die Neovaskularisation zu unterstützen. In dieser Arbeit konnten LL-37, hBD-1 und hBD-2 in NSCLC in unterschiedlichen Anteilen an angefärbten Tumorzellen und in unterschiedlicher Anzahl an positiven Versuchen nachgewiesen werden. Dieses weist darauf hin, dass AMPs das Tumorwachstum beeinflussen. Humane Tumorzelllinien exprimieren LL-37 in unterschiedlichen Anteilen. Exogene Applikation von LL-37 zu Tumorzelllinien führt zu einer zunehmenden Proliferation und zum gesteigerten Wachstum anheftungs-unabhängiger Kolonien (von Haussen et al 2007). Heilborn et al (2004) nahmen nach verschiedenen Versuchen mit Brusttumoren an, dass LL-37 das Tumorwachstum in Mammakarzinomen fördert. Die hCAP18 Expression von high-grade Tumoren war signifikant höher als im normalen Brustgewebe. Diese hCAP18/LL-37 Expression könnte einen Wachstumsvorteil für diese Tumoren wiederspiegeln. So erfolgte eine Transfektion der humanen Zelllinie HEK293 und HaCaT mit einem hCAP18 Expressionsvektor. Es konnte eine signifikant höhere Proliferationsrate der transfizierten Zellen nachgewiesen werden (Heilborn et al 2004). LL-37 stimuliert die Wundheilung in humanen Lungenepithelzellen, sowie die Proliferation und Migration der Lungenepithelzellen (Shaykhiev et al 2005). LL37 reguliert auch die Reparatur von Hautwunden (Heilborn et al 2003). hBD-2 könnte eine Rolle in Squamosazelltumoren spielen, da es dort wie auch im angrenzenden gesunden Gewebe vorkommt, welches zu dem Schluss führen könnte, dass hBD-2 zum Tod von normalen an Squamosazelltumoren angrenzende Keratinocyten führt und so indirekt in der Multiplikation von Tumorzellen assistiert (Yoshimoto et al 2003). Auf der anderen Seite induziert hCAP18(109-135) in vitro in humanen oralen Squamosazelltumoren Apoptose und mitochondriale Depolarisation in SAS-H1 34 Zellen, jedoch nicht in gesunden humanen gingivalen Fibroblasten und humanen Keratinocytenzelllininen (Okumura et al 2004). Da AMPs in der vorliegenden Arbeit in NSCLS nachgewiesen wurden, scheinen sie am Tumorwachstum beteiligt zu sein. Andere Autoren zeigten bei der Expression von AMPs in humanen Zellen einen Antitumoreffekt. So führt die Expression von Cecropin in einigen Tumorzelllinien zu einem kompletten Verlust oder zu einem reduzierten Tumorwachstum (Winder et al 1998). Die transgene Expression des Cathelizidin PR-39 des Schweins reduziert die Invasivität vom humanen hepatocellulären Karzinom (Ohtake et al 1999). Defensine in humanen Granulozyten induzierten Tumorzelllyse. Dieser Effekt wurde nach 3 Stunden mit einem Plateau bei 8-14 Stunden beobachtet (Kamysz et al 2003). In vitro wurde bei einer Inkubation von murinen Teratokarzinomzellen mit Defensinen ihre Onkogenität in vivo reduziert (Lichtenstein et al 1986). Einige Autoren wiederum vermuten, dass die erhöhte AMP-Konzentration in Karzinomen das Ergebnis von Infektionen oder der Stimulation durch Zytokine sein könnte (Mizukawa et al 2000, 2001; Sawaki et al 2002). Durch die Abnahme von LL-37 konnte bei Patienten mit akuter myeloischer Leukämie die größere Infektanfälligkeit erklärt werden (An et al 2005). 4.4 FPRL-1 wird in NSCLC exprimiert FPRL-1 dient LL-37 als Rezeptor zur Aktivierung von Neutrophilen, Monozyten und T-Zellen (Yang et al 2000, Agerberth et al 2000). In dieser Arbeit konnte der G-protein-gebundene, siebentransmembrane Zellrezeptor FPRL-1 in Bronchialtumorgewebe nachgewiesen werden. Es besteht ein signifikanter Zusammenhang mit der Expression von LL-37. LL-37 könnte die Aktivität von Tumorzellen direkt über FPRL-1 beeinflussen. LL-37 stimuliert die Proliferation von Epithelzellen teilweise durch FPRL-1. Der Proliferationseffekt von LL-37 nahm um 50% ab, wenn der Rezeptor mit 35 Pertussis-Toxin geblockt wurde (Heilborn et al 2004). Dieses weist darauf hin, dass FPRL-1 beteiligt ist und LL-37 somit über einen autokrinen Effekt eine Rolle im Tumorwachstum spielt. 4.5 Angiogenese im Tumor Angiogenese ist die Voraussetzung für Tumorwachstum, -invasion und Metastasierung (Vermeulen et al 1996). Verschiedene Studien untersuchten den Zusammenhang zwischen Tumorzellproliferation und intratumoraler Mikrogefäßdichte (Vermeulen et al 1995, Fox et al 1993, Mattern et al 1996). Angiogenese beeinflusst Tumorwachstum durch den Perfusionseffekt und durch parakrine Effekte der Endothelzellen auf Tumorzellen. Neugebildete Gefäße schaffen die Möglichkeit, dass Tumorzellen in die Zirkulation eintreten und so Fernmetastasen bilden (Vermeulen et al 1996). Die Zahl der Mikrogefäße und Angiogenese beeinflussen die Prognose von Lungenkarzinomen (Jin et al 2000). Das Zytoplasma von Bronchialkapillaren, Venolen und Arteriolen und größeren Gefäßen der Lunge schüttet kontinuierlich den vWF aus (Kawanami et al 2000). Die steigende Ausschüttung des vWF ist mit Regeneration und Hypertrophie endothelialer Zellen nach Verletzung verbunden (Reidy et al 1989). Angiogenese ist mit einer schlechten Prognose bei NSCLC assoziiert (Shijubo et al 2000). In dieser Arbeit konnten Gefäße im Tumor mit dem endothelialen Marker vWF nachgewiesen werden. Dabei konnte jedoch beim Nachweis von LL-37, hBD-1 und hBD-2 kein signifikantes Ergebnis in Bezug auf die Gefäßdichte nachgewiesen werden. Ein neuer pathogener Mechanismus zur Unterstützung der Vaskulogenese in Tumoren konnte beschrieben werden (Conejo-Garcia et al 2004). β-Defensine und der vascular endothelial growth factor-A (Vegf-A) kooperieren, um die Tumorvaskulogenese zu unterstützen. β-Defensine aktivieren dendritische ZellPrecursor mit CCR6 im Tumor. Vegf-A transformiert diese in endothelähnliche Zellen, die in die Vaskulogenese und die Funktion als Promotor von Tumorprogression verwickelt sind. Die Coexpression von Defb29 und Vegfa in 36 Tumoren von Mäusen förderte das Tumorwachstum durch die Akkumulation von CD11c+ DC mit vaskulärer Kompetenz. Die Höhe dieser Coexpression entspricht der von Defb4 und Vegfa in humanen Ovarialkarzinomen (ConejoGarcia et al 2004). LL-37 induziert die Angiogenese durch FPRL-1. Das Peptid aktiviert direkt die Endothelzellen, daraus resultiert eine Proliferation und Formation von Gefäßstrukturen in Endothelzellen in Kultur (Koczulla et al 2003). Die Formation neuer Gefäße ist für Gewebereparatur und Wundheilung erforderlich (Buschmann et al 2000; Carmeliet 2000). Die Zahl der Mikrogefäße, die in primären Adenokarzinomen der Lunge gefunden wurde, zeigt eine positive Korrelation mit Rückfall und Metastasen der Tumoren (Shibusa et al 1998; Yuan et al 1995). In dieser Arbeit konnte kein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Nachweis von LL-37 und der Gefäßdichte nachgewiesen werden. 4.6 AMPs sind mit erhöhter Zellproliferation in Bronchialkarzinomen assoziiert LL-37 spielt eine Rolle in der Epithelzellproliferation (Heilborn et al 2003). In dieser Arbeit konnte bei Tumoren, die mit Ki-67 behandelt wurden, eine erhöhte Anzahl positiver Tumorzellen nachgewiesen werden, wenn sie auch positiv auf AMPs reagierten. Ein signifikanter Zusammenhang konnte zwischen dem Vorkommen von hBD-1 und Ki-67 gezeigt werden. Ki-67 ist in die Zellproliferationsregulation involviert und so ein etablierter prognostischer Faktor für Lungenkarzinome (Martin et al 2004). Es besteht ein Zusammenhang zwischen hoher Zellproliferationsrate und Tumoraggressivität (Tubiana et al 1989). Die Expression von Ki-67 ist ein Faktor für eine schlechte Überlebensprognose bei NSCLC (Martin et al 2004). Wie der Zusammenhang zwischen AMPs und dem Proliferationsfaktor Ki-67 zeigt, ist LL-37 nicht nur in die Reepithelialisierung von Hautwunden und chronischen Ulcera involviert (Heilborn et al 2003), sondern bewirkt auch in Lungentumoren eine Proliferation. 37 4.7 AMPs fördern Vaskulogenese in Bronchialtumoren über dendritische Zellen Dendritischen Zellen (DC) vermitteln bei der Vaskularisierung von Tumoren durch Kooperation mit β-Defensinen und Vegf-A. β-Defensine fördern so die Tumorprogression (Conejo-Garcia et al 2004). In der vorliegenden Arbeit wurde der Zusammenhang zwischen AMPs und DC in Bronchialkarzinomen untersucht. Als Nachweis für DC wurde HLA verwendet. Die Zahl HLA-positiver Zellen war signifikant höher, wenn die Tumorschnitte bei LL-37, hBD-1 oder hBD-2 positiv waren. DC sind antigenpräsentierenden Zellen (APC) und spielen eine Rolle in der Initiation der primären antigenspezifischen Immunantwort (Banchereau et al 1998, Sallusto et al 1999). HLA wird nicht nur in Immunsystemzellen sondern auch in Epithelzellen exprimiert (Hirschberg et al 1982, Concha et al 1995). Bronchialtumoren, die HLA II exprimieren, gehören zu den gutdifferenzierten Epidermoid und Adenokarzinomen, wohingegen in SCLC keine Expression stattfindet (Redondo et al 1991). Dieses konnte in dieser Arbeit auch nachgewiesen werden. Bei einer Anfärbung der NSCLC-Schnitte mit HLA-Antikörpern waren 98% der Schnitte positiv. Es konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von hBD-1 und HLA in NSCLC gezeigt werden. 38 5. Zusammenfassung Antimikrobielle Peptide (AMPs) sind Effektormoleküle des angeborenen Immunsystems. Sie werden in Epithel- und Abwehrzellen exprimiert. AMPs inaktivieren Mikroben und beeinflussen zelluläre Prozesse, wie Angiogenese, Entzündungen und Zellwachtum. Daraus ergibt sich, dass AMPs auch eine Rolle in der Biologie von Tumoren spielen können. Defensine und Cathelizidine sind AMPs, die in der Lunge exprimiert werden und so möglicherweise auch in Lungenkarzinomen. Ziel dieser Arbeit war, zu untersuchen, ob AMPs in Lungenkarzinomen exprimiert werden. Die Versuche erfolgten an nichtkleinzelligen (NSCLC) und kleinzelligen (SCLC) Bronchialkarzinomschnitten mittels immunhistochemischer Methoden. Dabei wurde die Farbreaktion der Antikörper LL-37, hBD-1, hBD-2, FPRL-1, Ki-67 und HLA quantitativ und qualitativ ausgewertet. Die Arbeit zeigt, dass AMPs in NSCLC exprimiert werden. hBD-1 wurde in 91%, hBD-2 in 38% und LL-37 in 55% nachgewiesen. In SCLC werden keine AMPs exprimiert. Bei positivem Nachweis von LL-37, hBD-2 und vor allem hBD-1 konnte eine vermehrte Anzahl von dendritischen Zellen (DC) sowie von Zellen mit dem Proliferationsfaktor Ki-67 gezeigt werden. In dieser Arbeit zeigt sich auch ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Expression von LL-37 und FPRL-1 in Bronchialtumoren. Bei positivem Ergebnis von LL-37 konnten vermehrt Gefäße nachgewiesen werden, während sich bei hBD-1 kein bzw. bei hBD-2 ein umgekehrtes Ergebnis zeigte. Die Bildung von LL-37/hCAP-18 könnte die Tumorvaskularisation begünstigen, auch wenn das Ausmaß der Gefäßdichte nicht mit der AMP-Expression assoziiert war. LL-37 könnte in zweifacher Weise das Tumorwachstum fördern, einmal durch direkte Aktivierung von Tumorzellen oder indirekt über die Gefäßproliferation. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass AMPs als Abwehrsubstanzen, mit Funktion in Wundheilung und Gefäßwachstum, in Lungenkarzinomen exprimiert werden und möglicherweise auch das Wachstum von Tumorzellen beeinflussen. 39 6. Summary Antimicroial peptides (AMPs) are effector molecules of the innate host defense system. They are produced by epithelial and host defense cells. AMPs inactivate microbes and, in addition, impact on cellular processes such as angiogenesis, inflammation, or cell growth. These findings implicate a role of AMPs in cancer biology. Defensins and cathelicidins are families of AMPs that are expressed in the human lung and thus potentially also in epithelial lung cancers. It has been the aim of this study to examine whether AMPs are expressed in lung cancer. Paraffin-embedded samples of human lung cancer were immunostained for LL37, hBD-1, hBD-2, FPRL-1, HLA, Ki-67 and vWF using polyclonal antibodies. The results are analysed quantitative and qualitative. This study showes, that AMPs are expressed in NSCLC. HBD-1 was detected in 91%, hBD-2 in 38% and LL-37 in 55%. In SCLC there are not any expression. If LL-37, hBD-1 and hBD-2 were positive, there were more dendritic cell and cells with Ki-67. This study shows a significant correlation between the expression of LL-37 and FPRL-1 in lung carcinomas. If LL-37 was positive, there were more vessels, whereas hBD-1 showed no and hBD-2 a reversed result. LL-37/hCAP-18 could favour the tumour vasculogenese, also there was no significance. The vascularisation could be by a direct effect from FPRL-1 at the endothelial cells. LL-37 could support the tumour growth in two ways: It could activate tumour cells direct or indirect through vessel proliferation. In summary, AMPs of the defensin and cathelicidin family are expressed in human lung cancer. They potentially are involved in tumor generation and growth. 40 7. Anhang 41 Literaturverzeichnis Aarbiou J, Ertmann M van Wetering S, et al. Human neutrophil defensins induce lung epithelial cell proliferation in vitro. J Leukoc Biol 2002;72:167-174 Abiko Y, Mitamura J, Nishimura M, et al. Pattern of expression of beta defensins in oral squamous cell carcinoma. Cancer Lett 1999; 143:37-43 Aboudy Y, Mendelson E, Shalit I, et al. Activity of two synthetic amphiphilic peptides and magainin-2 against herpes simplex virus types 1 and 2. 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Görner Anschrift: Hohlweg 5, 37217 Witzenhausen Geburtsdaten: 24.09.1977 in Kiel Familienstand: verheiratet, 1 Tochter Schulbildung 1984–1988 Grundschule Russee, Kiel 1988-1997 Gymnasium im Bildungszentrum Mettenhof, Kiel 1997 Abitur Freiwilliges Soziales Jahr 1997–1998 Kurheim Köhlbrand in St. Peter-Ording Studium 1998-2005 Medizinstudium an der Philipps-Universität Marburg März 2001 Physikum März 2002 1. Staatsexamen März 2004 2. Staatsexamen 2004-2005 Praktisches Jahr im Roten Kreuz Krankenhaus, Kassel (Innere Medizin und Chirurgie) und im Klinikum Kassel (Gynäkologie) Juni 2005 3. Staatsexamen Famulaturen 2001 Innere Medizin im ev. Krankenhaus Weende, Göttingen 2002 Gesundheitsamt Marburg-Biedenkopf 2003 Gynäkologie im Neu-Mariahilf Krankenhaus, Göttingen Anästhesie im Neu-Mariahilf Krankenhaus, Göttingen Berufstätigkeit ab Juli 2005 Assistenzärztin im Kreiskrankenhaus Wittgenstein, Bad Berleburg, Innere Medizin; Dr. Kolbe 52 Danksagung Meinem Betreuer, PD Dr. med. Dr. rer. nat. R. Bals, danke ich für das Thema dieser Arbeit, für die vielfältigen Anregungen bei der Versuchsdurchführung und nicht zuletzt bei der kritischen Durchsicht meiner Textentwürfe. Prof. Dr. med. C. Vogelmeier danke ich für die Schaffung der Rahmenbedingungen innerhalb seiner Klinik, die mir die Durchführung der experimentellen Untersuchungen ermöglichten. Bedanken möchte ich mich bei der AG Bals für die nette Aufnahme und die Hilfsbereitschaft in der Einarbeitung in die Labortechnik. Insbesondere bin ich Annette Püchner zu Dank verpflichtet, die bei praktischen Problemen immer eine Lösung wußte. Der Pathologie danke ich für die Lungenkarzinompräparate und technische Unterstützung Recht herzlich bedanken möchte ich mich bei Christine Burr für das Korrekturlesen der Arbeit. Ganz herzlich danke ich auch meinem Mann Dr. agr. Lars Reimer für die Hilfe bei der statistischen Datenanalyse sowie für die mentale Unterstützung. 53 Akademische Lehrer Meine Akademischen Lehrer an der Universität Marburg (einschließlich Rotes Kreuz Krankenhaus Kassel und Klinikum Kassel) waren die Damen und Herren Professoren/Hochschuldozenten: Arnold, Aumüller, Bals, Barth, Basler, Baum, Bien, Cetin, Dimpfl, Duda, Gemsa, Görg, Gotzen, Gudermann, Hadji, Happle, Hasilik, Hesterberg, Kern, Klaus, Klingmüller, Kretschmer, Krieg, Kroll, Lill, Löffler, Löser, Lohoff, Lorenz, Maisch, Mennel, Moll, Mueller, Neubauer, Oertel, Remschmidt, Renz, Röhm, Rothmund, Schäfer, Sommer, Vogelmeier, Voigt, Wagner, Werner, Wulf 54 Ehrenwörtliche Erklärung Ich erkläre ehrenwörtlich, dass ich die dem Fachbereich Humanmedizin Marburg zur Promotionsprüfung eingereichte Arbeit mit dem Titel: „Expression antimikrobieller Peptide in Bronchialkarzinomen“ im Zentrum für Innere Medizin, Schwerpunkt Pneumologie, der PhilippsUniversität Marburg unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. C. Vogelmeier mit der Unterstützung durch Herrn PD Dr. Dr. R. Bals ohne sonstige Hilfe selbst durchgeführt und bei der Abfassung keine anderen als die in der Dissertation angeführten Hilfsmittel benutzt habe. Ich habe bisher an keinem in- oder ausländischem Medizinischen Fachbereich ein Gesuch um Zulassung zur Promotion eingereicht noch die vorliegende oder eine andere Arbeit als Dissertation vorgelegt. Marburg, im April 2008 Dietlind Reimer 55