Bedeutung enterischer Glia in akuten und chronischen Entzündungen

• Antragsteller: Professor Dr. Sven Wehner
• Fachliche Zuordnung: Allgemein- und Viszeralchirurgie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 282119756

Enterische Gliazellen (EGC) sind an allen Positionen des Darmes präsent, die zur Aufrechterhaltung der enteralen Funktion und Homöostase dienen. Sie stehen enger Nachbarschaft zu residenten Makrophagen, Epithelzellen und Neuronen und übernehmen entscheidende immunregulatorische Funktionen. So resultiert eine EGC Ablation in einer fulminanten intestinalen Entzündung. In einer Studie zum postoperativen Ileus (POI), einer akuten Entzündung und Motilitätsstörung des Darmes, zeigten wir, dass EGC als Antwort auf einen MyD88-vermittelten Interleukin-1 (IL-1) Stimulus die Effektormoleküle Interleukin-6 und MCP-1 freisetzen und dadurch ebenfalls proinflamamtorisch agieren. Den verantwortlichen Rezeptor (IL1R1) konnten wir auf EGC nachweisen und dessen Blockade verhinderte den POI. In einem DSS-Colitis zeigten wir anhand der Aufregulation EGC spezifischer Moleküle wie GFAP, Nestin und S100B, dass es auch in chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen zur EGC Aktivierung kommt. Über den Stellenwert der EGC in intestinalen Entzündungen wissen wir jedoch wenig. Dies möchten wir in diesem Projekt untersuchen. Dabei verfolgen wir drei Hauptziele:(1) Der Stellenwert des EGC-IL-1 Signalwegs soll in konditionalen knockout Mäusen (GFAPcre+/-/Myd88fl/fl) im POI und einer DSS-Colitis untersucht werden. In den Mäusen ist der IL1R1 Signalweg aufgrund der MYD88 Defizient deletiert. Im POI Modell werden Genexpressionsprofile und durchflusszytometrische sowie funktionelle Kontraktilitäts- und Motilitätsmessungen im Zeitverlauf durchgeführt. Im Colitismodell fokussieren wir uns auf die Barriereintegrität in den unterschiedlichen Phasen der Colitis. In Mukosaproben wird die Expression von Stickstoffintermediaten sowie weiterer an der Barrierefunktion beteiligter Proteine gemessen (GDNF, EGF, FAK). Krypten-Organoidkulturen erlauben uns einen isolierten Blick auf spezifische Enterozyten und deren Funktion. Funktionelle Messungen zur Barriereintegrität erfolgen in Ussing Kammer Experimenten mit einem Kooperationspartner.(2) Neurotransmitter haben einen entscheidenden Einfluss in intestinalen Entzündungen. Wir wollen herausfinden, welchen Einfluss diese auf die EGC Funktion in Entzündungen haben. Insbesondere purinerge und cholinerge aber auch sympathisch/adrenerge Einflüsse werden in in vitro Studien sowie den oben genannten in vivo Entzündungsmodellen untersucht.(3) Zuletzt wollen wir die Wechselwirkung der EGC mit residenten Gewebemakrophagen untersuchen, welche in enger Assoziation stehen. Die Aktivierung letzterer ist entscheidend in der Frühphase intestinaler Entzündungen. In Kokulturen zwischen EGC und Makrophagen soll der Einfluss von IL-1 auf die Freisetzung des EGC-spezifischen Immunaktivators S100B und dessen Einfluss auf Makrophagen bestimmt werden. Im Tiermodell soll in GFAPcre+/-/Myd88fl/fl Mäusen dieser Einfluss im POI untersucht werden. Wir erwarten von diesem Projekt maßgebliche neue Erkenntnisse zur Funktion von EGC im Rahmen intestinaler Entzündungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen