The human cathelicidin hCAP-18

Disputatsen udgår fra Granulocytlaboratoriet, Hæmatologisk Klinik, H:S Rigshospitalet.

Cathelicidiner er en familie af antimikrobielle peptider, der deler et N-terminalt cathelindomæne, mens det antimikobielle peptid findes C-terminalt. hCAP-18 (human cationic antimicrobial protein of 18 kDa) eller LL-37 (efter det 37-aminosyres C-terminale antimikrobielle peptid, der fraspaltes holoproteinet) er det eneste humane medlem af cathelicidinfamilien og blev identificeret på Granulocytlaboratoriet i 1995. Disputatsarbejdet omfatter yderligere undersøgelser af hCAP-18.

Antistoffer mod hCAP-18 blev genereret ved immunisering af kaniner med rekombinant protein. Disse antistoffer blev brugt til at sætte en ELISA op for detektion af hCAP-18. Vha. antistofferne og ELISA'en var vi i stand til at vise, at hCAP-18 findes som et matrixprotein udelukkende i specifikke granula i humane neutrofile granulocytter. I specifikke granula fandtes hCAP-18 som holoprotein i sin antimikrobielt inaktive form. Biosyntesestudier med neutrofile forstadier fra knoglemarven viste, at hCAP-18 blev dannet i myelocytten og i metamyelocytten.

hCAP-18 blev fundet i høj koncentration i plasma. Vi fandt at, at hCAP-18 i plasma er til stede i højmolekylære, samt at disse højmolekylære former skyldes, at hCAP-18 binder til lipoproteiner i plasma.

For at aktivere den antimikoribielle aktivitet af hCAP-18 må det aktive antimikrobielle C-terminale peptid fraspaltes holoproteinet. Efter stimulation af neutrofile fandt vi hCAP-18 i sin processerede antimikrobielt aktive form, LL-37, ekstracellulært efter eksocytose. Spaltningen af hCAP-18 efter eksocytose blev medieret af proteinase 3 fra de azurofile granula.

hCAP-18 findes også udtrykt i forskellige epitelceller bl.a. i epididymis med en deraf følgende høj koncentration i seminal plasma. Ved det lave pH, der findes i vagina, blev hCAP-18 i seminal plasma processeret til det aktive antimikrobielle peptid ALL-38. Aspartatproteasen gastricsin var ansvarlig for processering af hCAP-18 i seminal plasma. Processeringen af hCAP-18 postcoitalt in vivo blev valideret ved analyse af postcoital vaginalvæske, hvor hCAP-18 fandtes i sin processerede antimikrobielt aktive form.

hCAP-18 bliver under normale forhold ikke udtrykt i keratinocytter i rask hud, men keratinocytter udtrykker hCAP-18 i huden in vivo ved den hyperproliferative hudsygdom psoriasis og ved sårheling. Efter stimulation af primære keratinocytter med insulin-like growth factor I fandt vi, at produktion af hCAP-18 bliver induceret i keratinocytter. Disse studier har påvist baggrunden for ekspressionen af hCAP-18 i keratinocytter samt andre epitelceller og defineret en immunologisk rolle for vækstfaktorer under sårheling.