Different susceptibility of elastase inhibitors to inactivation by proteinases from Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa
Research article published in Biol Chem Hoppe Seyler (1991)
Abstract
Neutrophil elastase is thought to contribute to the lung pathology in patients with cystic fibrosis (CF). Therefore, intrapulmonary application of elastase inhibitors might be beneficial for these patients. Inactivation of such inhibitors by bacterial proteinases, however, is an important consideration in this therapy. We studied the effects of Staphylococcus aureus proteinase (STAP) and Pseudomonas aeruginosa elastase (PsE) on native (alpha 1-AT) and recombinant (rAAT) alpha 1-antitrypsin, recombinant secretory leukocyte proteinase inhibitor (rSLPI) and the leech inhibitor eglin C. All inhibitors were inactivated by these bacterial proteinases showing pronounced differences in their susceptibilities to proteolytic cleavage. Comparing the turnover rate (mol of inhibitor inactivated by one mol bacterial proteinase/min), rAAT and alpha 1-AT were approximately 20,000-fold more susceptible to STAP than rSLPI and 50,000-fold more susceptible than eglin C. Pseudomonas aeruginosa elastase inactivated all inhibitors more rapidly than STAP. rAAT and alpha 1-AT were 13-fold and 17,000-fold more susceptible than rSLPI and eglin C, respectively. Incubation of the rAAT-elastase complex with equimolar amounts of STAP did not result in release of elastase activity. Upon simultaneous addition of STAP and leukocyte elastase to rAAT, there was undisturbed elastase inhibition indicating that complex formation with elastase proceeded at a faster rate than inactivation of rAAT by the bacterial proteinase. From these results of inactivation in vitro and considering the immunogenic potential of the inhibitors studied here, we conclude that rSLPI may be the appropriate choice for anti-elastase therapy in CF.
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Zusammenfassung
Leech inhibitor eglin C compared to alpha-1-antitrypsin, alpha-1-antichymotrypsin, and rSLPI for susceptibility to bacterial proteinases; eglin C 50,000-fold less susceptible than alpha-1-AT.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese In-vitro-Studie untersuchte, wie leicht mehrere Inhibitoren der neutrophilen Elastase — darunter der aus dem Blutegel gewonnene Inhibitor eglin C — durch bakterielle Proteinasen von Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa inaktiviert werden, im Zusammenhang mit einer möglichen Anti-Elastase-Therapie bei Mukoviszidose. Eglin C erwies sich als deutlich resistenter gegen die staphylokokkale Proteinase als alpha-1-antitrypsin (etwa 50.000-fach weniger anfällig), was veranschaulicht, dass ein Protein des Blutegel-Sekretoms eine bemerkenswerte Stabilität gegenüber abbauenden Enzymen bieten kann, wenngleich die Autoren letztlich rSLPI für diese spezielle Mukoviszidose-Anwendung bevorzugten. Für ASH stützt dies die umfassendere Aussage, dass aus hirudo gewonnene Inhibitoren biochemische Eigenschaften besitzen (hier die proteolytische Robustheit), die es wert sind, in der Wirkstoffforschungsgeschichte des Sekretoms katalogisiert zu werden. Ehrlicher Vorbehalt: Dies ist zellfreie vergleichende Biochemie, die auf einen Anwendungsfall außerhalb der Blutegeltherapie abzielt (inhalative Mukoviszidose-Behandlung); sie zieht keine Schlussfolgerung zur Blutegeltherapie und weist keine klinische Wirksamkeit nach.
Zitation
Different susceptibility of elastase inhibitors to inactivation by proteinases from Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa.
Sponer M et al. · Biol Chem Hoppe Seyler, 1991
Verwandter klinischer Kontext
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: June 18, 2026