Untersuchungen zur Modulation intestinaler epithelialer Wundheilungsvorgänge in vitro durch Adeninnukleotide und Bestandteile der extrazellulären Matrix

Das intestinale Epithel stellt die entscheidende Barriere zwischen dem Organismus und der Außenwelt dar. Es schützt ihn vor einer Vielzahl schädigender Substanzen, die sich im gastrointestinalen Lumen befinden. Im Zuge von Verletzungen ist die intestinale Mukosa zu einer raschen Regeneration und Wiederherstellung der Integrität befähigt. In diese Vorgänge sind die Migration, Proliferation und Differrenzierung intestinaler Epithelzellen involviert. Eine Vielzahl von Faktoren, die die intestinale Wundheilung beeinflussen können, sind in den letzten Jahren identifiziert worden. Zu ihnen gehört vor allem die große Gruppe der Zytokine. Die Beteiligung von Adeninnukleotiden und Komponenten der Basalmembran wurde für verschiedene Epithelschädigungen außerhalb des Intestinaltrakts beschrieben. In der vorliegenden Arbeit wurde die Einflußnahme dieser Faktoren auf die intestinale epitheliale Wundheilung in einem in vitro Modell untersucht und weitergehend charakterisiert. Adeninnukleotide, die aus verletzten Zellen der intestinalen Mukosa in großen Mengen freigesetzt werden können, sind in der Lage, die Migration und Proliferation intestinaler Epithelzellen zu modulieren. ADP und ATP haben sich in den vorliegenden Untersuchungen als potente Stimulatoren der intestinalen epithelialen Migration eund starke Inhibitoren der intestinalen epithelialen Proliferation erwiesen. Der Einsatz von Suramin, ATP-Analoga und die Erstellung eines pharmakologischen Profils identifizierte Purinrezeptor P2x als verantwortlich für die Hemmung der epithelialen Proliferation, nicht aber als Vermittler der intestinalen Migrationsstimulation. Dies belegt die unabhängige Modulation der beiden Vorgänge durch Adeninnukleotide. Die Adeninnukleotid-vermittelten Effekte sind nicht TGF-beta-abhängig, und sie verursachen in IEC-6 Zellen weder Nekrose noch Apoptose. Die Signalübertragung der Proliferationshemmung steht in Zusammenhang mit MAP-Kinase-Aktivierung. Die Bedeutung extrazellulärer Matrixfaktoren ergibt sich aus der Tatsache, daß sie in ständiger Verbindung mit den Epithelzellen der intestinalen Mukosa stehen. Die erhobenen Daten belegen, daß Kollagen Typ IV, Laminin und Fibronektin die intestinale Adhäsion, Migration und Proliferation beeinflußen. Desweiteren konnte gezeigt werden, daß IEC-6 Zellen über Rezeptoren zur Bindung aller untersuchten Basalmembrankomponenten verfügen. Kollagen Typ IV erwies sich als starker Stimulator der epithelialen Adhäsion. Laminin förderte maximal die epitheliale Migration und hemmte gleichzeitig die Proliferation. Dies weist auf eine Bedeutung in Phasen mit geringer Wachstumsrate hin, und steht in Einklang mit der Rolle von Laminin in Differenzierungsprozessen. Die Gegenwart dieser Basalmembrankomponenten bewirkte keine Änderung der TGF-beta-mRNA-Expression, der TGF-beta-Peptidmengen oder aber des Aktivitätsstatus dieses Wachstumsfaktors in IEC-6 Zellen. Es existiert also kein Feedback-Regulationsmechanismus zwischen den untersuchten extrazellulären Matrixfaktoren und dem Wachstumsfaktor TGF-beta. Die vorliegenden Experimente konnten zudem beweisen, daß ADP- und ATP-Applikation und Verwundung keine mRNA Expressionsänderung von Kollagen Typ IV, Laminin und Fibronektin in IEC-6 Zellen bewirken. Die vorliegenden Untersuchungen belegen daher schlüssig, daß neben den bisher bekannten Faktoren auch Adeninnukleotide und extrazelluläre Matrixfaktoren in intestinale epitheliale Wundheilung in vielfältiger Weise modulieren. Für das weitere Verständnis intestinaler Wundheilungsvorgänge durch Adeninnukleotide und Basalmembrankomponenten erscheint eine weitergehende Charakterisierung der Purinrezeptoren sowie Rezeptoren der extrazellulären Matrixfaktoren auf den Epithelzellen, den sogenannten Integrinen, sinnvoll