Die Rolle der bakteriellen Darmflora in der Kolitis der Interleukin-2 defizienten Maus

Episode von Fakultät für Chemie und Pharmazie - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 01/06 von Ludwig-Maximilians-Universität München · 1. Dezember 2000

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Charakterisierung der der Rolle von T-Zellen in der

Kolitis der Interleukin-2 defizienten Maus (IL-2-/-) und der Beteiligung der physiologischen

Darmflora an der Pathogenese.

Die Untersuchungen der mRNA-Expression im Kolon ergaben, daß die Kolitis der IL-2-/-

Maus durch die Zytokine TNF-α, IFN-γ und IL-1 gekennzeichnet war, was auf eine T-Zell

vermittelte Immunreaktion vom TH1-Typ schließen läßt. Ausserdem konnte mit dieser

sensitiven Methode gezeigt werden, daß die Abwesenheit einer bakteriellen Darmflora zu

einer drastischen Minderung der Kolits führte. Daraus kann man ableiten, daß der Einfluss der

Nahrungsantigene auf die Koilitis eher gering ist, wogegen die bakterielle Darmflora den

massgeblichen Stimulus für die Entstehung der Kolitis der IL-2-/- Maus darstellt. Ausserdem

ist die Identifizierung der am Entzündungsgeschehen beteiligten Zytokine Voraussetzung für

die Entwicklung neuer Pharmaka zur Beeinflussung dieser Mediatoren. Die

durchflusszytometrischen Untersuchungen und die Analyse des Migrationsverhaltens belegten

die vermehrte Einwanderung von αβTCR+CD4+ T-Zellen in das Kolon erkrankter Tiere. Eine

direkte Beeinflussung von CD4+ T-Zellen könnte daher ebenfalls eine neue Therapieoption

sein.

Die Studien der der pathologisch gesteigerten T-Zell Einwanderung zu Grunde liegenden

Mechanismen ergaben, daß dem endothelialen Addressin MAdCAM-1 eine dominante Rolle

in der Lymphozytenrekrutierung in der Kolitis der IL-2-/- Maus zukommt, wogegen das

Addressin VCAM-1 keine nachweisbare Beteiligung an der Vermittlung der Inflammation

hat. Ferner zeigte die vorliegende Studie auch, daß die Funktion von MAdCAM-1 bei der

Rekrutierung von CD4+ T-Zellen auch während der Kolitis auf das Darmkompartiment

beschränkt bleibt. Dies macht MAdCAM-1 zu einer sehr interessanten Zielstruktur für einen

neuartigen therapeutischen Ansatz zur Behandlung von CED. Gleichzeitig belgen die

präsentierten Daten, daß eine weitgehende funktionelle Blockade der

Lymphozytenrekrutierung an den Ort der Entzündung mit monoklonalen Antikörpern möglich

ist. Experimente mit einer längeren Anwendungsdauer der monoklonalen Antikörper werden

über die therapeutische Wirksamkeit und die Sicherheit dieser Anwendung Auskunft geben.

Die Analyse der Reaktivität der interstinalen T-Zellen der IL-2-/- Maus gegenüber Antigenen

der bakteriellen Darmflora ergab keinen Hinweis auf eine gesteigerte proinflammatorische

Reaktivität. Durch die Etablierung von spezifischen T-Zellinien konnte im Gegenteil sogar

gezeigt werden, daß trotz der massiven Inflammation des Kolons der IL-2-/- Maus T-Zellen

mit potentiell antiinflammatorischem Zytokinmuster vorhanden waren. Dies widerlegte die

Anfangshypothese einer pathologisch gesteigerten T-Zell Reaktivität gegenüber Antigenen der

Darmflora und impliziert, daß T-Zellen nicht primär in die Krankheitsentstehung verwickelt

sind, sondern sekundär aktiviert werden und daraufhin die klinische Manifestation der Kolitis

vermitteln. Zukünftige Untersuchungen werden der Frage nachgehen, welche Zellen direkt

von der Flora stimuliert werden und wie dies zu einer sekundären Beteiligung von T-Zellen

führt.

Die bedeutende Rolle der Darmflora für die Entstehung von CED kann als gesichert gelten.

Für Bacteroides vulgatus lagen zu Beginn der vorliegenden Arbeit mehrere Berichte über eine

Beteiligung an der Kolitis in CED-Modellen vor. Um die Beteiligung verschiedener

apathogener Vertreter der physiologischen Darmflora an der Kolitisentstehung in der IL-2-/-

Maus zu untersuchen, wurden Mäuse mit einem oder zwei apathogenen Keimen der

Darmflora besiedelt. Diese Experimente zeigten, daß Escherichia coli alleine eine massive

Kolitis auslöste, wogegen Bacteroides vulgatus keine Kolitis bewirkte und im Gegenteil sogar

vor der E. coli-induzierten Kolitis schützte. Erste Arbeiten zu den hierbei beteiligten

Mechanismen zeigten keine vermehrte Epitheladhärenz von E. coli in Mäusen mit Kolitis. Die

Suche nach einigen bekannten E. coli-Virulenzfaktoren für den Menschen blieb negativ. Bei

gleichzeitiger Anwesenheit von E. coli und B. vulgatus kamen beide Keime in erhöhter Dichte

im Stuhl vor, so daß eine Kompetition um Nahrungsangebot nicht für die Verhinderung der E.

coli-induzierten Kolitis durch B. vulgatus verantwortlich war.

Diese Daten zeigen, daß ein vermeindlich apathogener Vertreter der Darmflora im

entsprechend prädisponierten Organismus eine schwere Kolitis auslösen kann. Da die hierfür

verantwortlichen Mechanismen und Virulenzfaktoren noch nicht aufgeklärt sind, mahnen die

gewonnenen Erkenntnisse zu großer Sorgfalt bei der Auswahl von E. coli-Stämmen zur

probiotischen Therapie. Zukünftige Arbeiten werden sich mit der Aufklärung der für die

Kolitisinduktion relevanten Virulenzfaktoren von E. coli beschäftigen.

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