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Einleitung: Antimikrobielle Peptide (AMP) werden mittlerweile nicht nur als körpereigene Antibiotika beschrieben, es wurde inzwischen eine Beteiligung der AMP in der Abwehr maligne transformierter körpereigener Zellen wie etwa humaner Kopf-Hals-Plattenepithelkarzinome (HNSCC) nachgewiesen. Zu den AMP zählt auch das beim Menschen einzige Cathelicidin, das human Cationic Antimicrobial Peptide (hCAP18). Das aktive C-terminale Fragment wird als LL-37 bezeichnet. Wir konnten nachweisen, dass das Derivat LL-32 von LL-37 selektiv zytotoxisch auf HNSCC-Tumorzellen wirkt.

Methoden: Vier weitere synthetische Derivate von LL-37 wurden designt und diese mit Hilfe von Zytotoxizitätsassays untersucht. Außerdem wurden anhand von Strukturvergleichen und Literaturrecherchen die für die zytotoxische Wirkung der Peptide essenziellen Aminosäuren und Strukturmotive identifiziert und durch gezielten Peptidaustausch verändert.

Ergebnis: Wir konnten zeigen, dass es einen Zusammenhang zwischen Struktur und Wirksamkeit der Derivate gibt. Dabei zeigte sich, dass sowohl hydrophobe Cluster als auch kationische Bereiche in der Struktur für die Wirkung der Derivate essenziell sind. Die Deletion nur eines hydrophoben Clusters führte zu einer vollständigen Aufhebung der Zytotoxizität. Damit konnten wir sowohl selektiv zytotoxische Peptide identifizieren als auch Derivate, die keine Zytotoxizität aufweisen.

Diskussion: Anhand der von uns erhobenen Daten haben Cathelicidine das Potential durch synthetische Modifikation in der Zukunft neoadjuvant zur gezielten Tumortherapie eingesetzt zu werden. Zur weiteren Verbesserung der Peptide könnten durch gezielten Aminosäurenaustausch die essenziellen Strukturmotive verstärkt und damit die selektive Tumorzytotoxizität gefördert werden.