Durchflusszytometrische Charakterisierung dendritischer Zellen bei Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen

Abstract

Die Ätiologie chronisch entzündlicher Darmerkrankungen ist bis heute ungeklärt. Es handelt sich um eine ständig wiederkehrende Entzündung bedingt durch unterschiedliche Faktoren. Im Vordergrund steht hierbei eine Anomalität des Immunsystems gegenüber fremden und eigenen Antigenen. Dendritische Zellen, eine Population hochpotenter Antigenpräsentierender Zellen, besitzen die Fähigkeit, Antigene aufzunehmen, zu prozessieren und danach den B-Zellen oder T-Zellen zu präsentieren. Eine Fehlregulation dendritischer Zellen könnte somit eine Ursache der chronischen Entzündung darstellen. Im Rahmen der Promotionsarbeit wurden plasmazytoide dendritische Zellen (PDC) und myeloide dendritische Zellen (MDC) von Patienten mit Colitis ulcerosa und Morbus Crohn hinsichtlich ihres Phänotyps und ihrer funktionellen Aufgaben näher untersucht. Beim Morbus Crohn als auch bei der Colitis ulcerosa zeigte sich bei Patienten, die sich im akuten Entzündungsschub befinden, eine verminderte Anzahl an dendritischen Zellen im peripheren Blut. Zusätzliche Messungen der Oberflächenmarker lassen den Schluss zu, dass es sich bei den dendritischen Zellen, die im Rahmen der Entzündungsreaktion dem peripheren Blut verloren gehen, um unreife dendritische Zellen handelt, die in entzündetes Gewebe auswandern und bei diesem Vorgang reifen. Bei Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen konnte im Vergleich zu gesunden Kontrollen auf PDC und MDC-1 Populationen vermehrte die Ausbildung des Migrationsmarkers Alpha4-beta7-Integrin nachgewiesen werden. Dies lässt vermuten dass dendritische Zellen im Rahmen der Entzündungsreaktion in den Darm migrieren. Deshalb wurden in weiteren Versuchen dendritische Zellen in der Population der CD45+ Zellen der Mukosa mittels FACS Färbungen quantifiziert. Die Mukosa von Patienten mit Colitis ulcerosa und auch Morbus Crohn zeigte im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen einen signifikant höheren Anteil an PDC und MDC-1. MDC-1 aus peripherem Venenblut wurden zudem isoliert und für Zytokinmessungen nach Stimulation mit LPS (Lipopolysaccharide) kultiviert. Es zeigte sich eine signifikant erhöhte Produktionen der pro-inflammatorischen Zytokine TNFalpha und IL-6 bei Patienten in Remission im Vergleich zu gesunden Probanden. MDC von Patienten reagieren also anders als MDC von gesunden Probanden auf die Begegnung mit pathogenen Substanzen.

The etiology of inflammatory bowel disease is still unknown. Persistence of inflammatory bowel disease is associated with a breakdown of tolerance against the commensal mircoflora. Various animal studies have provided insights that mucosal dendritic cells play a key role in this process as highly potent antigen presenting cells. However, the specific function of dendritic cells in inflammatory bowel disease is still unkown. Thus, plasmacytoid dendritic cells and myeloid dendritic cells from patients with Ulcerative colitis and Crohn’s disease were classified phenotypically and functionally within this study. Inflammatory bowel disease patients with an acute flare up showed a significant drop of dendritic cells in the peripheral blood. Furthermore, the assessment of maturation and activation markers displayed an immature phenotype of these peripheral blood dendritic cells. Myeloide dendritic cells and plasmacytoide dendritic cells from patients with inflammatory bowel disease expressed higher amounts of the migration marker alpha4-beta7 on their surface. Moreover, we could identify significant more plasmacytoide dendritic cells and myeloide dendritic cells in the population of CD45+ cells of the mucosa from patients suffering from inflammatory bowel disease. We suggest that immature dendritic cells of the peripheral blood migrate during an acute stage of disease and mature on their way to inflammatory tissue. Cytokine secretion of freshly isolated, cultured and lipopolysaccharide-stimulated myeloide dendritic cells was assessed using cytometric bead arrays. It could be demonstrated that stimulated circulating myeloide dendritic cells from inflammatory bowel disease patients secrete significantly more tumour necrosis factor alpha and interleukin-6. Myeloide dendritic cells from inflammatory bowel disease patients showed an aberrant lipopolysaccharide response compared to healthy controls.