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

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.