Tryptophanstoffwechsel von Malassezia furfur : Isolierung des ersten Metaboliten Malassezin

Abstract

Malassezia-Hefen gelten als Erreger der Pityriasis versicolor (PV), einer Hauterkrankung, die mit makulösen Hyperpigmentierungen eines breiten Farbspektrum einhergeht. Die Hyperpigmentierungen können im Laufe der Erkrankung in depigmentierte Areale mit eingeschränkter Melaninsynthese übergehen (Pityriasis versicolor alba). Charakteristisch für das hyperpigmentierte Stadium der Erkrankung ist die feine Schuppung der Haut sowie die gelblich-grünliche Fluoreszenz der Herde im UV-Licht. Trotz Vorliegen verschiedener Hypothesen ist die Genese der Hyper- und Depigmentierungen sowie der Fluoreszenz der Erkrankungsherde nicht geklärt. Die Kultur von Malassezia-Hefen ist auf einem Minimalmedium aus Agar, einer Lipid- und einer Stickstoffquelle möglich. Mit Tryptophan als alleiniger Stickstoffquelle bilden Kulturen von Malassezia furfur ein braunes Pigment mit gelblich-grüner Fluoreszenz. In der vorliegenden Arbeit wurde durch Kopplung verschiedener chromatographischer Verfahren ein Weg zur Aufreinigung einzelner Pigmentkomponenten erarbeitet. Dabei konnte gezeigt werden, dass der Pigmentstoffwechsel von M. furfur mit der Bildung von Indolen einhergeht. Ein erster Metabolit wurde isoliert. Es handelt sich um das 2,3 -Methylenbisindolyl-3-carbaldehyd, ein bisher in der Naturstoffchemie unbekanntes Indolderivat mit Eigenschaften eines Aryl-Kohlenwasserstoff-Rezeptor-Agonisten. Eine mögliche Rolle dieser Substanz bei der Entstehung der Schuppung der Herde durch Interaktion mit dem AHR ist zu diskutieren. Bei der DC-Trennung des Pigments findet sich ein breites Farbspektrum von gelben, roten, violetten und braunen Banden, teils mit Fluoreszenz. Die farbliche Vielfalt der gebildeten Pigmente könnte das Farbspektrum derHautveränderungen bei der PV erklären. Im Pigment enthaltene Fluorochrome könnten die Ursache für die Fluoreszenz in den Läsionen der PV darstellen. Durch Assay-geleitete Fraktionierung des Pigments von M. furfur wurde eine DC-Bande detektiert, die in in-vitro-Untersuchungen die Tyrosinase hemmt. Die Inhibition der Melanogenese durch Bestandteile des Pigments könnte eine Erklärung für die Depigmentierungen bei PVa bieten. Wenn auch ein endgültiger Beweis für eine Verbindung der Trp-abhängigen Pigmentsynthese von M. furfur mit der Pathogenese der Erkrankung aussteht, ergibt sich sich hier ein neues Konzept, welches einige bisher unerklärbare Phänomene wie Hyper-, Depigmentierungen undFluoreszenz der Erkrankung erklären kann. Pityriasis versicolor is a common superficial skin disease caused by yeasts of the genus Malassezia. The disease is characterised by fine scaling and disturbance of skin pigmentation. Patients show hyperpigmented macules of a broad spectrum of colours with green-yellowish fluorescence under UV-light. Hyperpigmented areas can become depigmentated in the courseof the disease (pityriasis versicolor alba). The pathogenic mechanism responsible for these changes in skin pigmentation is not known yet. Malassezia-yeasts can be cultured on a minimal medium consisting of agar, a lipid and a nitrogen source. With tryptophan as single nitrogen source M. furfur shows production of a brown pigment with green-yellowish fluorescence. In the present work a method for isolation of single compounds of the pigment produced bycultures of M. furfur has been worked out. It was shown that pigment production goes together with indole formation. By coupling different chromatographic procedures a firstmetabolite (2,3 -methylenbisindolyl-3-carbaldehyde) was isolated. This hitherto unknown indole derivative shows agonism at the aryl hydrocarbon receptor. By interaction with this receptor this substance is possibly responsable for the typical scaling of the skin lesions. Thin layer chromatography revealed a variety of differently coloured bands (yellow, red and brown) as well as fluorochromes. The broad spectrum of pigments might explain the different colours of hyperpigmented lesions in pityriasis versicolor. Likewise, the fluorochromes demonstrated can explain the yellow-green fluorescence of pityriasis versicolor under UVlight. By assay-guided fractionation of the pigment produced by M. furfur a thin layer chromatography band was detected that shows inhibition of tyrosinase. Inhibition of this key enzyme in melanin synthesis could be an explanation for the depigmented areas in pityriasis versicolor alba.Even though a relationship between tryptophan-dependent pigment synthesis of M. furfur and the pathogenesis of pityriasis versicolor has not been finally proven, it represents a new concept which can elucidate some clinical features as hyperpigmentation, depigmentation and fluorescence of the skin lesions in pityriasis versicolor.