Bei einem gesunden Menschen herrscht im Darm eine homöostatische Balance, die dafür sorgt, dass bakterielle und Nahrungsmittelantigene toleriert werden. Dieser Mechanismus ist bei den chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) unterbrochen. Die resultierende Entzündung scheint T-Zell-abhängig zu sein und wird durch ein Ungleichgewicht der pro- und anti-inflammatorischen Immunantwort hervorgerufen. CD44v7 ist ein kostimulatorisches, transmembranes Oberflächen-molekül. Es konnte bisher gezeigt werden, dass die Deletion von CD44v7 bzw. der Einsatz von antagonistischen Antikörpern vor der Ausbildung einer chemisch induzierten Kolitis im Mausmodell schützen. Das Problem der meisten Tiermodelle ist aber, dass ein spezifisches Antigen nicht definiert ist. Ziel dieser Arbeit war es daher, ein neues antigen-spezifisches Kolitismodell zu entwickeln, in dem die immunogenen bzw. tolerogenen Mechanismen des Darmes untersucht werden können. Dafür wurden DO11.10 (OVA-TCR positive) TH1-Zellen in kongene Balb/c Wildtyp Mäuse transferiert und 24 h später intrarektal, im Abstand von zwei Stunden, 50% Ethanol und OVA Protein in den distalen Dickdarm appliziert. Diese Behandlung wurde 4 Tage später wiederholt. Tiere, die so behandelt wurden, entwickelten eine OVA-spezifische Kolitis, die histologisch den pathologischen Befunden bei Morbus Crohn entsprach. Daneben konnte eine signifikant erhöhte Anzahl OVA-TCR positiver T-Zellen innerhalb der Lamina propria (LP), sowie eine erhöhte Produktion von INF-γ durch reisolierte Lamina propria mononukleäre Zellen in Kultur festgestellt werden. Wurde zwischen den intrarektalen Behandlungen täglich OVA Protein gefüttert, kam es zu einer Ausheilung der OVA-spezifischen Kolitis. Dies war begleitet durch die Induktion von Apoptose in Effektor-T-Zellen und durch eine erhöhte Anzahl an OVA-TCR – FoxP3+ CD4+ T-Zellen innerhalb der LP. CD44v7-deletierte Mäuse waren vor der Ausbildung der OVA-spezifischen Kolitis geschützt, wenn sie reine Wildtyp TH1-Zellen transferiert bekamen. Wurden zusätzlich dazu Wildtyp Makrophagen transferiert, kam es zur Ausbildung der Kolitis. Keine Unterschiede konnten bei der Verwendung von CD44v7-/- OVA-TCR pos. TH1-Zellen im Vergleich zu DO11.10 TH1-Zellen festgestellt werden. Nach Transfer beider Zelltypen konnte in Balb/c Wildtyp Mäusen sowohl eine OVA- spezifische Kolitis ausgebildet werden als auch diese durch zusätzliche Fütterung mit OVA Protein unterbunden werden. Es ist daher zu vermuten, dass die Expression von CD44v7 auf Makrophagen aber nicht auf T-Zellen eine entscheidende Rolle bei der Ausbildung der OVA-spezifischen Kolitis spielt. In der vorliegenden Arbeit wurde eine neue Methode zur Induktion einer antigen- spezifischen Kolitis etabliert, die schnell reproduzierbar und einfach zu handhaben ist. Sie bietet damit eine neue Möglichkeit, die tolerogenen und immunogenen Mechanismen innerhalb des Darmes zu untersuchen. Dabei kann auch die Verwendung von knock-out Tieren und der Einsatz therapeutischer Mittel berücksichtigt werden.
The healthy human organism shows a homeostatic balance within the cut which tolerates bacterial antigens or antigens derived from dietary sources. In inflammatory bowle disease (IBD) this mechanism is disrupted. The resulting inflammation seems to be T cell dependent and is caused by a disbalance of the pro- and anti-inflammatory immune response. CD44v7 is a costimulatory transmembran surface molecule. So far it could be shown, that the deletion of CD44v7 or the use of an antagonistic antibody protects from the development of a chemical induced colitis in mouse. The problem with most animal models is that the antigen is not defined. Aim of this thesis was to establish a new antigen-specific colitismodel to investigate the immunogenic and tolerogenic mechanism within the colon. Therefore, DO11.10 (OVA-TCR positive) TH1 cells were transferred into congenic BALB/c wildtyp mice. 24 h later, 50% ethanol and, 2 hours later, OVA protein was intrarectally applied in the distal colon. This was repeated at day 4. The mice developed an OVA-specific colitis that showed the same histological features as patients with Morbus Crohn. Additionally, a higher percentage of OVA-TCR positive cells could be detected in the lamina propria (LP). Isolated Lamina propria mononuclear cells show a higher production of INF-γ when restimulated in culture. Feeding OVA-protein between the intraluminal treatment leads to an abrogation of the OVA-specific colitis. This was accompanied with the induction of apoptosis in effector-T cells and the higher percentage of OVA-TCR – FoxP3+ CD4+ T cells in the LP. CD44v7-/- mice were protected from the development of an OVA-specific colitis if they only received wildtyp TH1 cells. If wildtyp macrophages were additionally transferred, mice developed a severe colitis. No differences could be observed in the application of CD44v7-/- OVA-TCR pos. TH1 cells or DO11.10 TH1 cells, respectively. Balb/c mice developed an OVA-specific colitis which also was abrogated after feeding OVA protein independent of the TH1 celltyp transferred. This result leads to the assumption that the expression of CD44v7 on macrophages but not on T cells plays an important role during the development of an OVA-specific colitis. This thesis explores a new approach to establish an antigen-specific colitis. This new method is easy in handling and fast to reproduce. It provides an animal model to investigate antigen-specific immunization versus tolerance in the gut mucosa. Furthermore it provides the opportunity to investigate the usage of knock-out mice and therapeutic substances.
