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HIV-typische Zytokine beschleunigen die Restitution kultivierter Kolonepithelzellen (2004)

Art

Hochschulschrift

Autor

Christ, Melanie (WE 2)

Quelle

Berlin, 2004 — 107 Seiten

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/5358

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Institut für Veterinär-Physiologie

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Abstract / Zusammenfassung

Das mukosale Epithel des Intestinaltraktes stellt eine Barriere gegen Noxen und Antigene des Darmlumens dar. Kommt es zu Epithelschäden, wird die epitheliale Barriere durch spezielle Reparaturmechanismen wieder hergestellt. Den ersten Schritt stellt hierbei die Restitution dar, bei der wundnahe Epithelzellen in den Zelldefekt einwandern, um die Wunde abzudecken. Zur vollständigen Regeneration des Gewebes setzt anschließend eine Zellproliferation und -differenzierung ein. Verschiedene Zytokine und Wachstumsfaktoren nehmen Einfluss auf die Wundheilung von geschädigtem Darmepithel. Die bei einer HIV-Infektion symptomatisch auftretende HIV-Enteropathie ist histologisch durch fokale Zelldegenerationen der Darmschleimhaut gekennzeichnet. In Darmbiopsaten von HIV-infizierten Patienten werden erhöhte Zytokin-konzentrationen nachgewiesen. Es wurde auch bereits gezeigt, dass die im Überstand von HIV-infizierten Immunzellen detektierten Zytokine (TNF-a, IL-1ß, IFN-y, IFN-a) die Barrierefunktion von intestinalen HT-29/B6-Zellen beeinträchtigen. Offen bleibt die Frage, ob neben der Zytokin-bedingten Zellschädigung auch eine verlangsamte Restitution zum Barrieredefekt beiträgt. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals der Einfluss von HIV-typischen Zytokinen auf die Restitutions-geschwindigkeit von intestinalen Epithelzellen untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Methode entwickelt, die eine genauere Bestim-mung der Restitutionsgeschwindigkeit erlaubt als frühere Verfahren. HT-29/B6-Monolayer wurden einen Tag mit Zytokinen vorinkubiert. Mit einem speziellen Versuchsaufbau wurde eine definierte Fläche aus dem Zellrasen geschnitten. Nach einer 2-stündigen Inkubation wurde fixiert und immunhistologisch gegen die Tight junction-Proteine ZO-1 und Occludin gefärbt. Dadurch konnte der erzeugte Zelldefekt mittels Epifluoreszenzmikroskopie dargestellt werden. Durch Ausmessung der Defektes vor und nach 2-stündiger Restitution konnte die Restitutionsgeschwindigkeit berechnet werden. Es ist bekannt, dass EGF und TGF-ß1 die epitheliale Restitution positiv beeinflussen. In der vorliegenden Arbeit konnte nach deren Applikation ebenfalls eine Erhöhung der Migrationsgeschwindigkeit festgestellt werden. Das proinflammatorische Zytokin TNF-a, das bei Immunreaktionen und Entzündungsprozessen eine zentrale Rolle spielt, veränderte die Restitutionsgeschwindigkeit von HT-29/B6-Zellen dagegen nicht. Das proinflammatorisch wirkende IL-13 führte zu einer Abnahme der Restitutions-geschwindigkeit. Dieses Ergebnis könnte im Hinblick auf die chronisch entzündliche Darmerkrankung Colitis ulcerosa von zentraler Bedeutung sein, da bei einer experimentellen, durch Oxazolon ausgelösten Colitis, die histologisch mit Colitis ulcerosa vergleichbar ist, eine erhöhte Produktion von IL-13 stattfindet. Bei HIV-Infektion typischerweise im Darm nachgewiesene Zytokine wurden im Restitutionsexperiment zunächst einzeln getestet. Sowohl IFN-y als auch IFN-a, übten keinen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Restitution aus. Das zu den proinflammatorischen Zytokinen zählende IL-1ß beschleunigte die Restitution, ebenso die Kombination von TNF-a und IFN-y. Abschließend wurden HIV-typische Zytokine (TNF-a, IL-1ß, IFN-y, IFN-a) in Kombination in der von HIV-infizierten Immunzellen erzeugten Konzentration eingesetzt. Diese führten zu einer Erhöhung der Restitutionsgeschwindigkeit. Es ließ sich somit feststellen, dass die HIV-typische Zytokinmischung die intestinale epitheliale Restitution beschleunigt und so der gleichzeitig bewirkten Zellschädigung entgegenwirkt.