Untersuchung zur Rolle des G-Protein gekoppelten Rezeptors (GPR) 43 im intestinalen Entzündungsmodell

Morbus Crohn und Colitis ulcerosa sind die wichtigsten Entitäten der chronisch entzündlichen Darmkrankheiten (CED), deren Ursachen und Therapie derzeitig Gegenstand der Forschung sind. Eine Kombination aus genetischer Prädisposition und Umweltfaktoren wird aktuell diskutiert. Diese resultiert in einer Barrierefunktionsstörung der Darmmukosa, die Grundlage eines chronisch entzündlichen Geschehens ist. Der G-Protein gekoppelte Rezeptor (GPR) 43 wird in entzündeten Arealen auf neutrophilen Granulozyten (PMN) verstärkt exprimiert. Er detektiert kurzkettige Fettsäuren (SCFA), die von anaeroben Bakterien der Darmflora produziert werden, und aktiviert Migrationsprozesse. Für die vorliegende Arbeit wurden Gpr43-Knockout-Mäuse gezüchtet, um ihr Verhalten im Rahmen einer experimentellen Colitis mit Wildtypmäusen zu vergleichen. Die chemisch induzierte Natriumdextransulfat (DSS)-Colitis stellt ein etabliertes Mausmodell der Darmentzündung dar. Mittels klinischer Parameter, Histologie, Mini-Endoskopie und ELISA wurde das Ausmaß der Entzündung in einem chronischen und einem akuten Ansatz bestimmt. Zusätzlich wurde mit isolierten PMN Migrations-Untersuchungen in einer Transmigrationskammer (Boyden-Kammer) durchgeführt um die funktionellen und molekularen Auswirkungen der Gpr43-Defizienz zu untersuchen. In der akuten DSS-Colitis wurde für die Gpr43-/--Mäuse eine stärkere Entzündung, gestützt durch den klinischen Verlauf und die erhöhten Zytokin-Parameter, festgestellt. Der Gesamteindruck deutete auf eine systemische Infektion hin, die einherging mit dem Tod aller Versuchstiere während der Experimentalphase. Histologische und endoskopische Untersuchungen zeigten jedoch weniger entzündliche Merkmale als bei den Vergleichstieren. In der chronischen DSS-Colitis wirkte die Gpr43-Defizienz protektiv auf den Verlauf der Erkrankung. Die erhobenen Parameter und Untersuchungen zeigten geringere Entzündungsparameter als bei den Wildtypmäusen. In beiden Modellen war gleichermaßen auffällig, dass sich in den submukosalen Blutgefäßen Granulozytenkonglomerate ansammelten, während in der Submukosa selbst kaum PMNs zu finden waren. Ob eine geminderte Evasionsfähigkeit mit der Rezeptordefizienz in einen kausalen Zusammenhang gebracht werden kann, wurde anschließend in Chemotaxisexperimenten untersucht: Die Migration per se war nicht beeinträchtigt, lediglich mit SCFA stimulierte Zellen zeigten ein reduziertes Migrationsvermögen. Des Weiteren wurde die Proteinkinase p38 als Gpr43-abhängiger Mediator der Aktivierungskaskade identifiziert und erstmals zeigt diese Arbeit, dass L-Selektin-shedding GPR43- und p38-abhängig induziert wird. Damit erscheint das Ausbleiben dieses Vorgangs ursächlich für die verminderten Evasion von PMN und stellt damit ein mögliches therapeutisches Ziel zur Durchbrechung der chronischen Entzündung dar