dc.contributor.author
Steenfatt, Nicole
dc.date.accessioned
2018-06-07T15:44:42Z
dc.date.available
2009-05-05T12:41:39.638Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/1518
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-5720
dc.description.abstract
Die chronisch entzündlichen Darmerkrankungen wurden im Vergleich mit gesunden
Darm von Patienten einer Kontrollgruppe hinsichtlich ihrer Durchlässigkeit für
einen enterotoxinbildenen Bacteroides fragilis im menschlichen Darm im in-
vitro-ex-vivo Versuch mit der Ussingkammer untersucht. Anschließend erfolgte
eine quantitative Erfassung der Permeation. Eine Korrelation zwischen
Permeation und Entzündungsmuster sowie klinisch relevante Faktoren, die eine
Permeation begünstigen könnten, wurde erörtert. Der Nachweis der Toxinbildung
für den verwendeten Keim erfolgte über einen Zytotoxizitätsessay. Der totale
Widerstand wurde nach Inkubation bei 3 HT 29/B7-Monolayer-Gruppen gemessen. Es
wurden der Versuchskeim, ein nicht Toxin bildender Laborstamm und ein
bakterienfreier Ansatz miteinander verglichen. Es zeigte sich eine Abnahme des
totalen Widerstands von 20,2 auf 9,3 cm2 für den verwendeten
Ampicillin/Sulbactam resistenten Wildstamm. Somit wurde der Nachweis von
Riegler et al. 199997 bestätigt, dass die Zugabe des Bacteroides-Toxins zu
einer Abnahme des totalen Widerstands in der Zellkultur und am humanen Colon
führt. Der Zytotoxizitätsessay war der Beweis für das Vorhandensein des
Bacteroides fragilis Toxin. Eine definierte Menge von Ampicillin und Sulbactam
resistenten Bacteroides fragiles im Mittel 250 KBE/100µl, wurde der
mucosaseitigen Hälfte der Badlösung in der Ussingkammer zugegeben. Um eine
Permeation nachzuweisen wurden serosaseitige Proben der Badlösung entnommen,
auf eine Agarplatte gebracht und 48 Stunden inkubiert. Durch Auszählen der
gewachsenen koloniebildenen Einheiten erfolgte der Nachweis der permeierten
enterotoxinbildenen Bacteroidaceae fragiles. Zur selektiven Anzucht von
Bacteroides fragiles wurde zur Wachstumshemmung weiterer Enterobakterien der
Darmflora, der Badlösung und der Agarplatten zusätzlich Kanamycin, Vancomycin,
Ampicillin und Sulbactam hinzugefügt. In der Morbus Crohn- und in der Colitis
ulcerosa Gruppe bestand im Vergleich zu der Kontrollgruppe insgesamt eine
gering erhöhte Permeabilität für Bacteroides fragiles. Im Ileum des Morbus
Crohn ergab sich in 1 von 14 Präparaten = 7,2%, bei der Colitis ulcerosa in 4
von 9 Präparaten = 44,4% und in der Kontroll-Gruppe keine Permeation des
Bacteroides fragilis.Im Colon von Patienten mit Morbus Crohns zeigte sich in 3
von 13 Präparaten = 23.1%, bei der Colitis ulcerosa in 2 von 11 Präparaten =
18.2% und in der Kontrollgruppe in 1 von 16 Präparaten = 6.2% eine Permeation.
Dabei erreichen weder die Permeationsrate der Ileum- und der Colonepithelien
bei Morbus Crohn und Colitis ulcerosa, im Vergleich zu den Kontrollen das
Signifikanz-Niveau. Während des gesamten Versuchszeitraumes von 180 Minuten
waren alle totalen elektrischen Widerstände der Epithelien bei allen Versuchen
der jeweiligen drei Gruppen stabil geblieben. Die Intaktheit des Epithels
wurde über den Versuchszeitraum über die Stabilität des elektrischen
Widerstands des Epithels elektrophysiologisch belegt. Die Ileum- und Colon-
Widerstände der Morbus Crohn Gruppe zeigten keine Verminderung gegenüber den
Kontrollen. Zwischen bakterieller Permeation und Widerstand des Epithels ließ
sich kein Zusammenhang aufzeigen. Die Zahl der serosal nachgewiesenen
Bakterien und die gemessenen elektrischen Widerstände korrelierten nicht
miteinander (r = 0,138 ). Bei der Colitis ulcerosa zeigte sich gegenüber
Morbus Crohn eine Verminderung des Ileum – Widerstandes. Es gab keinen
Zusammenhang zwischen bakterieller Permeation und Widerstand des Epithels.
Eine Korrelation zwischen der Zahl der serosal nachgewiesenen Bakterien und
den gemessenen elektrischen Widerständen (r = 0,314 , p= 0,411) bestand nicht.
Weder für den Morbus Crohn, noch für die Colitis ulcerosa konnte eine
Korrelation zwischen klinischen Parametern und bakterieller Permeation
gefunden werden. Die geringe Permeationsrate, vor allem unter dem Aspekt, dass
sich auch bei den Kontroll Patienten eine Permeation finden lässt, könnte Teil
einer natürlichen bateriellen Translokation sein. Diese Ergebnisse machen
vielmehr eine bakterielle Permeation als physiologische Auseinandersetzung des
Immunsystems mit Bakterien wahrscheinlich. Es besteht also bei chronisch
entzündlichen Darmerkrankungen im Vergleich zu darmgesunden Patienten keine
erhöhte Permeabilität für Bacteroides fragiles. Hierfür kommen verschiedene
mögliche Erklärungen in Betracht: Entweder reicht die Toxin-Produktion des
verwendeten Stammes nicht aus, oder die Toxinwirkung wirkt sich nicht auf die
Barrierefunktion des Colons aus. Ebenso könnte man eine in-vitro-Erkennung der
Toxinwirkung nur durch eine isolierte Toxinzugabe, wie in den Versuchen von
Obiso et al.199789 beschrieben, in Erwägung ziehen. Die niedrige
Permeationsrate könnte auf die erhöhte Adhärenz des Bakteriums an die Mucosa
über die Adhärenz von Fragilysin an Adhäsionsproteinen zurückzuführen sein.
Dies könnte zu einer Veränderung der Epithelbarrierefunktion führen.
Zusätzlich wird die Hydrolysefähigkeit des Fragilysin diskutiert, die zur
Veränderung der mukosalen Mucinschicht und zur Veränderung des Zytoskelettes
führt. Zudem kann man die Stimulierung der Sekretion von pro-inflammatorischen
Zytokinen sowie ein Ungleichgewicht von pro und anti inflammatorischen
Zytokinen als Auslöser des hyperaktivierten darmassoziierten Immunsystems
betrachten. Eine Veränderung der epithelialen Polarität durch die Zerspaltung
von Adhäsionsmolekülen führt über die verstärkte Adhärenz zu einer
verminderten bakteriellen Permeation. Die geringe Permeationsrate des
Bacteroides fragilis könnte sich somit durch die erhöhte Adhärenz und die
einzelne Wirkung der Virulenzfaktoren von Fragilysin an der Mucosa begründen.
Es erübrigt sich eine weitere spekulative Diskussion zur Erklärung der
geringeren Permeationsrate. Bacteroides fragilis eignet sich nicht in diesem
in-vitro-ex-vivo-Modell. Die normale Darmflora ist ein komplexes Ökosystem,
das bis heute unzureichend verstanden ist. Gleichwohl weiss man heute, dass
die normale Darmflora sowohl nützliche als auch negative krankheitsauslösende
Effekte für den Wirt haben kann. Es ist zu erwarten, dass in den nächsten
Jahren durch molekulare Analysen der Bakterien-Bakterien- sowie Bakterien-Wirt
– Interaktionen die einzelnen Komponenten der Darmflora besser verstanden und
somit die Grundlagen für neue therapeutische Ansätze geschaffen werden
könnten.
de
dc.description.abstract
The present study was carried out to establish a method of bacterial
permeation through human intestinal gut ex vivo. Assuming that the inflammed
epithelial layer exhibits barrier defects in chronic inflammatory bowel
disease, we accomplished our research. In the study under consideration, we
demonstrated the bacterial permeation in human intestinal gut layer ex vivo
for the first time. Concerning the lowely rate of permeation we examine the
miscellaneous causes: A modification of the epithel barrier layer was caused
by Fragilysin of Bacteroides fragiles by the adherence of adhesions proteins.
In addition, Fragilysin had a positive toxic effect on the cytoscelton and
morhphology on HT 29 intestinal cells. Caused by the hydolysis of BFT, the G
and F actin proteins, which are connected to the cytoscelton are changed. Thus
resulting in a new modification of the cytoscelton of the epithel cells.
Therefore the epithel cells could change their task of an effective epithelial
barrier ( Saidi, et al. 1997 ²).The above mentioned outcome could result in an
alleviation of bacterial permeation for additional intestinal bacterias. The
permeation rate of chron’s disease and colitis ulcerative in comparison to the
controlls, did not reached the significance niveau. Neither with crohn’s
disease, nor with colitis ulcerative, there was no correlation between
permeation and grade of activity of the inflammation. The model developed
during this study is not able to verify the bacterial permeation in chronis
inflammatory bowel disease. However the above mentioned method could be used
in testing the influence of different substances ( i.e. pharmaceuticals) in
regard of permeation in the ussing chamber, as well as testing the metabolism
on inflammed epithel cell layer in patient with chronic inflammatory bowel
disease.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Bakterielle Permeation und eptheliale Barriereveränderungen bei Patienten mit
chronisch entzündlichen Darmerkrankungen
dc.contributor.firstReferee
Priv.-Doz. Dr. med. A. J. Kroesen
dc.contributor.furtherReferee
Priv.-Doz. Dr. med. M. Ruwaleit
dc.contributor.furtherReferee
Priv.-Doz. Dr. med. M. Brüwer
dc.date.accepted
2009-06-14
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000009349-1
dc.title.translated
Bacterial permeation in patients with chronic inflammatory bowel disease
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000009349
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FUDISS_derivate_000000011379
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open access