Hydroxyproline-containing collagen analogs trigger the release and activation of collagen-sequestered proMMP-2 by competition with prodomain-derived peptide P33-42.

BACKGROUND: Fibrolytic and profibrotic activities of the matrix metalloproteinases (MMPs)-2 and -9 play a central role in liver fibrosis. Since binding to the extracellular matrix influences the activity of both gelatinases, here the role of fibrillar collagens as the most abundant matrix components in fibrotic tissue was investigated. RESULTS: In situ zymography and immunohistology showed association of enzymatically inactive prodomain-containing proMMP-2 and proMMP-9 but not of their activated forms to fibrillar collagen structures, which are not substrates of these gelatinases. In solid-phase binding studies with human collagens and collagen fragments, up to 45% of [125I]-labeled proMMP-2 and proMMP-9 but not of active (act)MMP-2 and actMMP-9 were retained by natural collagenous molecules and by synthetic analogs containing repeated Gly-Pro-Hyp triplets (GPO). Surface plasmon resonance yielded binding constants for the interaction of collagen type I (CI) with proMMP-2 and proMMP-9 in a nanomolar range. Values for actMMP-2 and actMMP-9 were 30-40 times higher. Tenfold molar excesses of (GPO)10 reduced the interaction of CI with pro- and actMMP-2 by 22- or 380-fold and resulted in prodomain release accompanied by high enzymatic activation and activity. Pointing to gelatine substrate displacement, higher (GPO)10 concentrations blocked the enzymatic activity. The MMP-2 prodomain-derived collagen-binding domain peptide (P33-42) binds to the collagen-binding domain of MMP-2, thereby preserving enzymatic inactivity. Synthetic P33-42 peptide competed with proMMP-2 binding to CI and prevented (GPO)10-mediated proMMP-2 activation. In contrast to (GPO)10, P33-42 did not activate proMMP-2, making triple helical and hydroxyproline-containing (GPO)10 unique in modulating gelatinase availability and activity. CONCLUSIONS: These findings suggest novel strategies using collagen analogs for the resolution of liver fibrosis via fibrotic matrix-sequestered gelatinases.RIGHTS : This article is licensed under the BioMed Central licence at http://www.biomedcentral.com/about/license which is similar to the 'Creative Commons Attribution Licence'. In brief you may : copy, distribute, and display the work; make derivative works; or make commercial use of the work - under the following conditions: the original author must be given credit; for any reuse or distribution, it must be made clear to others what the license terms of this work are

The extracellular matrix of fibrotic liver tissue stores the proforms of gelatinases by binding to the tripelhelical structure of collagens

Bei der Induktion, Aufrechterhaltung und Auflösung der Leberfibrose spielen neben direkten zellulären Interaktionen die Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Leberzellen und der extrazellulären Matrix (EZM) eine zentrale Rolle. Dabei wirken EZM-Bestandteile, wie z.B. die Kollagene, nicht nur direkt auf die Zellen, sondern modulieren deren Aktivität auch indirekt durch die Speicherung von anderen Molekülen, wie z.B. Wachstumsfaktoren (Crinopexy). Neben Wachstumsfaktoren wurde auch für verschiedene Matrixmetalloproteinasen (MMPs), welche wesentlich am physiologischen und pathologischen Umbau der EZM beteiligt und therapeutisch von großem Interesse sind, eine Speicherung in der EZM hypothetisiert. Basierend darauf war Zielsetzung dieser Arbeit, die Interaktion bzw. die Speicherung von MMPs in der EZM weiter zu untersuchen, potentielle Bindungsstellen auf den Hauptkomponenten der EZM, nämlich den Kollagenen, zu analysieren und diese Bindung ggf. direkt - z.B. mit Peptidanaloga - zu modulieren. Immunhistologisch wurde in situ (APAAP) in fibrotischem Lebergewebe nachgewiesen, dass endogene MMPs auch außerhalb der produzierenden Zellen im Gewebe gebunden vorliegen. In Festphasenassays (96-Lochplatten, dot-blot) banden [125I]-markierte proMMPs bevorzugt an die Kollagene Typ I und III aber nur schwach an andere untersuchte EZM- Bestandteile. Die Proformen beider Enzyme wurden im Gegensatz zu den aktivierten Formen sehr stark durch die gereinigten Matrixmoleküle gebunden. Damit wurde erstmals gezeigt, dass die Bindung von Gelatinasen an Nichtsubstrat-Kollagene vom Aktivierungszustand des MMPs abhängig ist, die EZM also einen Speicher für die latenten Gelatinasen darstellt. Des Weiteren konnte in einem fluorimetrischen Aktivitätsassay für MMP-9 gezeigt werden, dass die Aktivierung selbst ebenfalls durch die Bindung an Kollagen unterdrückt wird. Die Bindungsversuche mit definierten Fragmenten von KI sowie synthetischen Kollagenmimetika, die sich im Wesentlichen durch den Anteil und die Rigidität vorhandener tripelhelikaler Strukturen unterschieden, zeigten, dass mit Zunahme des Anteils tripelhelikaler Strukturen (Zunahme in der Reihenfolge KI, α1-Kette von KI [α1(I)], CB8- bzw. CB7-Fragment von α1(I)), die Fähigkeit latente Gelatinasen zu binden, zunahm. So lag die Annahme nahe, dass nicht eine charakteristische Primärstruktur, sondern die Sekundärstruktur „kollagene Tripelhelix“ selbst als Konsensusstruktur für die Bindung der proMMPs fungiert. Dies wurde dadurch bestätigt, dass die Proformen beider Enzyme auch an das synthetische Kollagenpeptid Glycin-Prolin-Hydroxprolin (GPO)10 binden und (GPO)10 allein effizient die Bindung der proMMPs an immobilisiertes KI blockieren kann. Es konnte somit gezeigt werden, dass die tripelhelikale Struktur von Kollagenen die Konsensusbindungsstruktur für latente Gelatinasen darstellt. Durch Modulation mittels spezifischer (synthetischer) Peptide könnte es gelingen, diese latenten MMPs lokal zu aktivieren und somit die Fibrose/Zirrhose lokal im Sinne einer fibrolytischen Therapie zu modulieren.Interactions between different liver cells and the extracellular matric (ECM) play a central role in the initiation, perpetuation and resolution of liver fibrosis. Parts of the ECM not only interact directly with different liver cells but also modulate their activity by storage of other molecules like e.g. growth factors (crinopexy). Based on earlier findings it was hypothesized that the ECM functions as a reasonable storage site for matrix metalloproteinases (MMPs) which are essential for the remodelling of the extracellular matrix. Objective was to examine the interaction/storage of MMPs to the ECM and to identify possible binding sites and subsequently modulate the binding with collagen mimetics. Immunohistological staining (APAAP) of proMMP-2/-9 binding to the ECM emphasized a depot function of this non-cellular compartment in fibrotic tissues. Solid phase binding studies using clearly defined immobilized native collagens, type I collagen (CI) single chains, CI-derived peptides and synthetic peptides mimicking collagenous triple helical structures showed that the proMMPs and not the active gelatinases were directly retained by these ECM molecules. Binding strength was found to be enforced within the sequence: heterotrimeric CI, homotrimeric CI α-chains and a structural analog consisting of ten Gly-Pro-Hyp repeats ((GPO)10), thus confirming that not a primary structure but the secondary tripelhelical structure serves as a consensus motif for the proMMP-2/-9 binding to non- substrate collagens. In a fluorometric assay for MMP-9 it was shown that the activation itself can be suppressed by the binding to collagen. Thus, these findings may open a way to develop new strategies for the treatment of fibrosis based on synthetic peptides which can activate latent MMPs and modulate fibrolysis thereby locally

Molecular Diagnosis of Infectious Gastroenteritis

Die infektiöse Gastroenteritis gehört zu den häufigsten Erkrankungen überhaupt. Leitsymptom ist die akute Diarrhö mit oder ohne Erbrechen. Aufgrund des selbstlimitierenden Charakters der Erkrankung ist die Therapie in erster Linie symptomatisch und unabhängig vom auslösenden Pathogen. Eine Erregerdiagnostik ist nur sinnvoll, wenn deren Ergebnis erwartungsgemäß eine Änderung der Therapie oder des Hygienemanagements nach sich zieht. Die konventionelle Stuhldiagnostik beruht auf kulturellen, immunologischen und mikroskopischen Nachweisverfahren. Sie wurde in den letzten Jahren durch molekulare Verfahren erweitert. Insbesondere wurden von verschiedenen Herstellern so genannte integrierte Gastroenteritispanel auf den Markt gebracht, bei denen mittels Multiplexpolymerasekettenreaktion eine einzige Stuhlprobe simultan auf eine Vielzahl bakterieller, viraler und protozoaler Erreger untersucht werden kann. In diesem Beitrag wird anhand von klinischen Studien der Stellenwert dieser Verfahren im Vergleich zu den konventionellen Methoden der Stuhldiagnostik diskutiert. Zusammenfassend zeigen die molekularen Gastroenteritispanels bei deutlich kürzerer Prozessierungszeit signifikant höhere Detektionsraten. Ob aber die verbesserten Detektionsraten zu einer Verbesserung von Therapie oder Hygienemanagement führen, ist noch fraglich, sodass ihr Einsatz derzeit nur in speziellen Situationen als Zusatzmethode zur konventionellen Diagnostik empfohlen wird.Infectious gastroenteritis is a very common disease. The main symptom is acute diarrhoea with or without vomiting. Due to the self-limiting character of the disease, therapy is primarily symptomatic and independent of the triggering pathogen. A pathogen diagnosis is only useful if the result of the diagnosis is expected to lead to a change in therapy or hygiene management. Conventional stool diagnostic workup is based on cultural, immunological and microscopic detection methods. In recent years, it has been extended by molecular methods. In particular, various manufacturers have brought so-called integrated gastroenteritis panels onto the market, in which a single stool sample can be tested simultaneously for a variety of bacterial, viral and protozoal pathogens using multiplex polymerase chain reaction. In this article, the significance of these methods compared to conventional methods of stool diagnostic workup is discussed on the basis of clinical studies. In summary, the molecular gastroenteritis panels show significantly higher detection rates with significantly shorter processing time. However, it is still questionable whether the improved detection rates lead to an improvement in therapy or hygiene management, so that their use is currently only recommended in special situations as an additional method to conventional diagnostic workup

Molekulare Diagnostik der infektiösen Gastroenteritis

<jats:title>Zusammenfassung</jats:title><jats:p>Die infektiöse Gastroenteritis gehört zu den häufigsten Erkrankungen überhaupt. Leitsymptom ist die akute Diarrhö mit oder ohne Erbrechen. Aufgrund des selbstlimitierenden Charakters der Erkrankung ist die Therapie in erster Linie symptomatisch und unabhängig vom auslösenden Pathogen. Eine Erregerdiagnostik ist nur sinnvoll, wenn deren Ergebnis erwartungsgemäß eine Änderung der Therapie oder des Hygienemanagements nach sich zieht. Die konventionelle Stuhldiagnostik beruht auf kulturellen, immunologischen und mikroskopischen Nachweisverfahren. Sie wurde in den letzten Jahren durch molekulare Verfahren erweitert. Insbesondere wurden von verschiedenen Herstellern so genannte integrierte Gastroenteritispanel auf den Markt gebracht, bei denen mittels Multiplexpolymerasekettenreaktion eine einzige Stuhlprobe simultan auf eine Vielzahl bakterieller, viraler und protozoaler Erreger untersucht werden kann. In diesem Beitrag wird anhand von klinischen Studien der Stellenwert dieser Verfahren im Vergleich zu den konventionellen Methoden der Stuhldiagnostik diskutiert. Zusammenfassend zeigen die molekularen Gastroenteritispanels bei deutlich kürzerer Prozessierungszeit signifikant höhere Detektionsraten. Ob aber die verbesserten Detektionsraten zu einer Verbesserung von Therapie oder Hygienemanagement führen, ist noch fraglich, sodass ihr Einsatz derzeit nur in speziellen Situationen als Zusatzmethode zur konventionellen Diagnostik empfohlen wird.</jats:p&gt

The Fatty Liver Assessment in Germany (FLAG) cohort study identifies large heterogeneity in NAFLD care

Background & Aims: NAFLD is a growing health concern. The aim of the Fatty Liver Assessment in Germany (FLAG) study was to assess disease burden and provide data on the standard of care from secondary care. Methods: The FLAG study is an observational real-world study in patients with NAFLD enrolled at 13 centres across Germany. Severity of disease was assessed by non-invasive surrogate scores and data recorded at baseline and 12 months. Results: In this study, 507 patients (mean age 53 years; 47% women) were enrolled. According to fibrosis-4 index, 64%, 26%, and 10% of the patients had no significant fibrosis, indeterminate stage, and advanced fibrosis, respectively. Patients with advanced fibrosis were older, had higher waist circumferences, and higher aspartate aminotransferase and gamma-glutamyltransferase as well as ferritin levels. The prevalence of obesity, arterial hypertension, and type 2 diabetes increased with fibrosis stages. Standard of care included physical exercise >2 times per week in 17% (no significant fibrosis), 19% (indeterminate), and 6% (advanced fibrosis) of patients. Medication with either vitamin E, silymarin, or ursodeoxycholic acid was reported in 5%. Approximately 25% of the patients received nutritional counselling. According to the FibroScan-AST score, 17% of patients presented with progressive non-alcoholic steatohepatitis (n = 107). On follow-up at year 1 (n = 117), weight loss occurred in 47% of patients, of whom 17% lost more than 5% of body weight. In the weight loss group, alanine aminotransferase activities were reduced by 20%. Conclusions: This is the first report on NAFLD from a secondary-care real-world cohort in Germany. Every 10th patient presented with advanced fibrosis at baseline. Management consisted of best supportive care and lifestyle recommendations. The data highlight the urgent need for systematic health agenda in NAFLD patients. Lay summary: FLAG is a real-world cohort study that examined the liver disease burden in secondary and tertiary care. Herein, 10% of patients referred to secondary care for NAFLD exhibited advanced liver disease, whilst 64% had no significant liver scarring. These findings underline the urgent need to define patient referral pathways for suspected liver disease