Z Gastroenterol 2013; 51 - V03
DOI: 10.1055/s-0033-1352615

Kombinierte Gendefizienz in MDR1A und TLR2 führt zur Colitisprogression durch kommensal-induzierte Pyroptose

B Ey 1, A Eyking 1, M Klepak 1, NH Salzman 2, J Göthert 3, M Rünzi 4, KW Schmid 5, G Gerken 1, DK Podolsky 6, E Cario 1
  • 1Universitätsklinikum Essen, Klinik für Gastroenterologie und Hepatologie, Essen, Germany
  • 2Medical College of Wisconsin, Milwaukee, United States
  • 3Universitätsklinikum Essen, Klinik für Hämatologie, Essen, Germany
  • 4Kliniken Essen Süd, Essen, Germany
  • 5Universitätsklinikum Essen, Institut für Pathologie und Neuropathologie, Essen, Germany
  • 6UT Southwestern Medical Center, Dallas, United States

Einleitung: Defekte im ABCB1 (MDR1A)- oder TLR2-Gen prädisponieren zu humaner Colitis ulcerosa (CU). Wir haben vor kurzem gezeigt, dass die Kombination genetischer Defizienz in TLR2 und MDR1A zur unkontrollierten Spontanprogression muriner Pancolitis führt; die Pathophysiologie ist jedoch bisher ungeklärt.

Ziel der Studie ist es, die Rolle des TLR/IL-1R-MyD88-Signalweges in der Pathogenese der Colitisprogression bei kombinierter TLR2/MDR1A-Defizienz zu untersuchen.

Methodik: Mäuse doppel- oder triple-defizient (dKO oder tKO) für die Gene TLR2, MD-2, MyD88 und MDR1A wurden im FVB/N-Hintergrund (SPF) generiert. Colitisaktivität wurde mittels klinischer und immunologischer Parameter bestimmt (qRT-PCR, WB, FACS, IHC, 16S). Mäuse wurden mit Breitbandantibiose oder IL-1R-Antagonisten (IL-1Ra (Anakinra)) behandelt. Aktive CU-Patienten wurden bzgl. Polymorphismen im TLR2- und MDR1A-Gen genotypisiert.

Ergebnisse: Die Exazerbation der chronischen Colitis bei TLR2/MDR1A dKO war durch mukosale CD11b+-Rekrutierung und TH1-Immunantwort gekennzeichnet. Die TLR2/MDR1A dKO Pancolitis war abhängig von kommensaler Mikrobiota und MD-2. Die kommensale Komposition war aber zwischen MDR1A KO und TLR2/MDR1A dKO vergleichbar. Blockade der IL-1β-Aktivität durch Behandlung mit IL-1Ra verhinderte die Progression der TLR2/MDR1A dKO Colitis. Die intestinale Entzündung mit IL-1β-Produktion durch CD11b+Ly6C+-Zellen war MyD88-abhängig. TLR2/MDR1A dKO CD11b+-Zellen exprimierten MD-2/TLR4 und reagierten auf kommensalen E. coli und LPS mit erhöhter Produktion von ROS, Caspase-1 Aktivität und Abbau von lysosomalem LAMP-1; dies führte zu Pyroptose, d.h. Zelltod mit IL-1β-Sekretion. Die Hyperreaktivität auf LPS konnte durch Hemmung der ROS-vermittelten Lysosomen-Depletion unterdrückt werden. Aktive CU von Patienten mit kombinierten TLR2-R753Q und MDR1-C3435T Polymorphismen war mit erhöhter nukleärer Expression des Caspase-1-Proteins und Zelltod assoziiert, – im Gegensatz zu aktiven CU-Patienten ohne diese Varianten.

Schlussfolgerung: Die Kombination von Gendefizienz in TLR2 und MDR1A führt zur Progression einer chronischen Spontancolitis, welche durch die MD-2/TLR4- und IL-1R-Signalwege MyD88-abhängig getriggert wird. Hierbei spielt kommensal-induzierte Pyroptose eine zentrale pathogenetische Rolle.

CED – Leitlinie
Donnerstag, 12. September 2013/15:00 – 16:30/Tokio