Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) bei chronischer DSS-Kolitis moduliert Genexpression von Zellen des myenterischen Plexus und intestinale Barrierefunktion

Einleitung und Ziel: Chronische viszerale Schmerzen sind bei >50% der Patienten mit CEDs eine klinische Herausforderung. Eine vorangegangene randomisierte kontrollierte Studie zeigte, dass transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) die Gehirnaktivität moduliert und chronischen viszeralen Schmerzen bei CED wirksam lindern kann (Neeb et al., Brain Stimulation, 2019). Um den zugrundeliegenden Mechanismus der tDCS zu klären, haben wir tDCS in einem CED-Mausmodell eingesetzt.

Abb. 1  

Methodik: Chronische DSS Colitis. tDCS-Protokoll mit 10 Stimul. (anodaler Gleichstrom: 0,5 mA, 20 Minuten, beide primären motorischen Cortices über 2 getrennte Perioden á 5 Stimulationstage mit 2 Tagen Pause). Shambehandlung der Kontrollgruppe (0,5-minütige Scheinstimulation). Zur Integrität der mukosalen Barriere Widerstandsanalysen per Ussingkammer (TER). Histologisches Scoring H&E-Kolonschnitten. Die Aktivitätsmodulation der Mäuse durch tDCS wurde durch subkutan injizierte RFID-Chips bestimmt. Myenterische Plexuszellen des murinen Ileums (MP) wurden isoliert und 10 Tage lang kultiviert. Immunfärbung mit beta3-Tubulin und S100B zur neuronalen Identitätsbestätigung. Bulk-RNAseq mit NovaSeq Xplus (Leselänge 150 bp, Lesetiefe 30 Mio cop/run).

Ergebnisse: Mäuse mit DSS-Kolitis waren weniger aktiv, was mit tDCS zT reversibel war (mean±SEM: DSS+sham-tDCS: 70,7±15,2 rel. Dist-E/d; DSS+tDCS: 205,9±40,4 rel. Dist-E/d; MWU: p=0,029). H&E-Scores (Kolon) bei DSS-Colitis waren höher als bei Kontrollen (Ctrl: 0,14±0,08; DSS: 1,52±0,19; MWU: p=0,0005). tDCS-behandelte DSS-Mäuse waren nur tendenziell weniger entzündet. Die DSS-Entzündungs-verursachte Kolonwandverdickung spiegelte sich in einem erhöhten TER wider, was durch tDCS-Behandlung abgeschwächt wurde (DSS+sham-tDCS: 72,2±8,2 Ωcm²; DSS+tDCS: 48,1±2,1 Ωcm²; MWU: p=0,007). In der RNAseq-Analyse b3-Tubulin- und S100B-pos neuronaler Zellen konnten die Gruppen tDCS-DSS-Colitis und sham-tDCS-DSS-Colitis mittels PC-Analyse klar voneinander getrennt werden. 739 Gene waren differentiell exprimiert (tDCS-behandelte DSS-Colitis rel. zu sham-tDCS-Colitis-Mäusen; 622 up, 117 down Gene; log2fold-change≥1,5, padj<0,05). Die Gene Ontology-Zuordnung wies auf neuroaktive Rezeptor-Liganden-Interaktionen und eine Gated Channels hin (p=7,94x10-3 bzw. p=2,4x10-7).

Schlussfolgerung: Bei Colitis kann tDCS die Genexpression in MP und die mukosale Barrierefunktion verändern. Dies ist ein weiterer Beleg für den Einfluss zentraler Signalwege auf die Darm-Gehirn-Achse.

präsentiert in der Sitzung: Aktuelle Therapieziele und Monitoring-Strategien bei CED

Donnerstag, 03. Oktober 2024, 09:30 – 11:00, Saal 1

Abb. 2

Publication History

Article published online:
26 September 2024