Wirkung der Pityriarubine - neue Tryptophan-Metabolite von Malassezia furfur auf humane Granulozyten

Abstract

Die Gewinnung der in dieser Arbeit untersuchten Pityriarubine erfolgte im Wesentlichen nach der Methode von W. Steglich, H.-J. Krämer und P. Mayser [91,110]. Dabei wird zunächst die Bildung von Pigment über spezielle Kulturbedingungen mit Tryptophan als einziger Stickstoffquelle induziert. Die nachfolgende Isolierung der Pityriarubine A, B und C aus diesem aus Hunderten von Einzelsubstanzen bestehenden Pigmentes geschieht mittels einer Abfolge verschiedener Extraktions- und Chromatographieschritte. In den durchgeführten Versuchen wurde unter anderem die Wirkung der Pityriarubine auf die granulozytäre Freisetzung reaktiver Sauerstoffspezies ( burst ) untersucht. Hierfür wurden auf verschiedenen Ebenen des Signaltransduktionsprozesses wirkende Aktivatoren verwendet, so dass sich Wirkungsstärke und Wirkungsspezifität der untersuchten Substanzen diskutieren lassen. Darüber hinaus wurde zur besseren Vergleichbarkeit auch der bekannte PKC-Inhibitor Arcyriarubin A getestet, ein Bisindolylmaleimid, dessen chemische Struktur deren der Pityriarubine ähnelt. In den Versuchen erwiesen sich die Pityriarubine A, B und C als hochpotente Inhibitoren der granulozytären Aktivierung. Sie zeigten trotz ihrer recht unterschiedlichen Struktur eine einheitliche Wirkungsspezifität, die sich gegenüber der Vergleichssubstanz Arcyriarubin A deutlich abgegrenzte. Diese Spezifität äusserte sich darin, dass der durch die natürlichen Aktivatoren Fmlp und IL-3, sowie durch das Calciumionophor A23187 induzierte burst gehemmt wurde, nicht aber der durch Zymosan oder durch PKC- und G-Protein-Aktivatoren, wie DAG, Phorbolester oder Natrium-Fluorid. Im Gegensatz dazu differenzierte das Arcyriarubin A nicht zwischen all diesen Aktivatoren und zeigte außer bei Zymosan immer eine Wirkung. Neben der Wirkung auf den granulozytären burst wurde auch die Wirkung auf die durch A23187 ausgelöste Leukotrienausschüttung und auf die LPS-ausgelöste Interleukin-8-Ausschüttung getestet. Hier zeigten die Pityriarubine wie auch das Arcyriarubin A eine Inhibiton der durch A23187 induzierten Ausschüttung der Leukotriene LTB4, sowie 6-trans-LTB4 und 6-trans-12-epi-LTB4, konnten aber ebenso wenig wie das Arcyriarubin A die LPS-induzierte IL-8-Ausschüttung hemmen. Von besonderem Interesse ist die Produktion der Pityriarubine durch M. furfur als möglicherweise entzündungshemmende Substanzen vor dem Hintergrund, dass eine Reihe der bisher aus dem Pigment isolierten und biologisch charakterisierten Sekundärmetabolite eine Verbindung mit der Pathogenese der Pityriasis versicolor vermuten lassen, einer durch Malassezia verursachten und weltweit verbreiteten Hautmykose. So könnten die immunmodulatorischen Eigenschaften der Pityriarubine mit einem weiteren bisher nicht geklärten klinischen Charakteristikum der Pityriasis versicolor assoziiert werden: der im Vergleich zu anderen Hautmykosen ausgesprochen gering ausgeprägten entzündlichen Infiltration betroffener Areale. The pityriarubins investigated in this study were isolated mainly by the method of W. Steglich, H.-J. Krämer and P. Mayser [91,110], during which pigment synthesis is induced by special culture conditions with tryptophan as the sole nitrogen source. The subsequent isolation of pityriarubin A, B and C from this pigment, which consists of hundreds of substances, occurs by further extraction and chromatography. The following experiments examined the influence of the pityriarubins on the release of reactive oxygen species ( respiratory burst ). Activators used in the process stimulate on different levels of the signaling pathways, allowing analysis of the pityriarubins potency and specifity. Moreover, the well-known bisindolylmaleimid and PKC-inhibitor arcyriarubin A, whose structure is related to that of pityriarubins, was tested in the same manner for better comparision of the results. The experiments revealed the pityriarubins A, B and C to be highly potent inhibitors of granulocytes activation. Despite their dissimilar structure, they show a uniform and highly specific influence on the burst , clearly distinct from arcyriarubin A. This specifity is expressed by the inhibition of the fmlp-, IL-3- and calcium-ionophor A23187-induced burst and the absence of an effect in bursts activated by zymosan or PKC- and G-protein-activators such as DAG, phorbol-12-myristate-13-acetate or sodium fluoride. In contrast to the inhibitory profile of the pityriarubins, the arcyriarubin A does not distinguish between these activators and constantly shows an effect, lacking only the zymosan-induced burst . In addition to the influence on the respiratory burst , the effect on the expression of leucotriens induced by A23187 and the LPS-induced IL-8-expression was tested. Here the pityriarubins as well as the arcyriarubin A showed inhibition of the expression of LTB4, 6-trans-LTB4 and 6-trans-12-epi-LTB4. However, they could not influence the IL-8-expression. Production of the pityriarubins by M. furfur as possibly anti-inflammatory substances is of special interest. Previously isolated and biologically characterized metabolites suggests a possible role for these compounds in the pathophysiology of pityriasis versicolor, a worldwide common skin mycosis in humans. In conclusion, the immunmodulating effects of the pityriarubins could be related to an additional significant clinical feature: the relative lack of inflammatory signs in lesions of pityriasis versicolor as compared with other dermal mycoses.