Einfluss des Mikrobioms auf die Präsenz mucosaler enterischer Gliazellen

Abstract

Enterische Gliazellen (EGC) sind im Darm an Peristaltik, Neuroprotektion sowie Inflammation beteiligt und tragen somit eine maßgebliche Rolle bei der Aufrechterhaltung der Darmhomöostase.<br /> EGC migrieren postnatal aus dem myenterischen und submukösen Plexus in die Mucosa und bilden die Gruppe der mucosalen EGC (mEGC). Lebenslang wird diese Population aus ständig einwandernden neuen Zellen regeneriert. Es wurde eine Abhängigkeit der postnatalen sowie der lebenslang stattfindenden Migration vom luminalen Mikrobiom beschrieben. Der vermittelnde Mechanismus ist bisher unbekannt. Da EGC verschiedene Toll-Like Rezeptoren (TLR) besitzen und diese bekannterweise mikrobielle Bestandteile detektieren, postulierten wir eine TLR-vermittelte Interaktion. Ziel unserer Studie war es, die Rolle des intrazellulären TLR-Downstream-Adapters MyD88 auf die Entwicklung der mEGC zu studieren.<br /> Wir untersuchten das EGC-Netzwerk in antibiotisch behandelten, gnotobiotischen sowie konventionalisierten adulten Mäuse mittels Immunhistochemie und Genexpressionsanalyse. Konventionalisierung bedeutet hier die nachträgliche mikrobielle Darmbesiedlung gnotobiotisch aufgewachsener Tiere. Zudem untersuchten wir dabei die Rolle von MyD88. Hierbei verglichen wir gnotobiotische und konventionalisierte adulte MyD88-Knockout-Mäuse. Zusätzlich stellten wir die postnatale EGC-Migration anhand einer Genexpressionsanalyse in neonatalen Wildtyp- und MyD88-Knockout-Mäusen dar.<br /> Nach dreiwöchiger Antibiosebehandlung adulter Tiere konnten wir in beiden Analysen keine relevanten Unterschiede im Vergleich zu naiven Tieren nachweisen. Dies spricht gegen eine Mikrobiomabhängigkeit der Einwanderung neuer mEGC im Adulten.<br /> Bei der Untersuchung gnotobiotischer bzw. konventionalisierter Tiere zeigte die IHC keine Unterschiede bezüglich der mEGC. Die Genexpressionsanalyse hingegen ergab verminderte Gliamarker-mRNA in gnotobiotischen Wildtypmäusen und eine Steigerung dieser durch Konventionalisierung. Dieser Anstieg fehlte in MyD88-Knockout-Mäusen, hinweisend auf eine TLR-Abhängigkeit der initialen mEGC-Formation.<br /> In neonatalen Mäusen gelang uns der Nachweis postnatal ansteigender Gliamarker in der Genexpressionsanalyse. Vermutlich ist dies durch eine vermehrte EGC-Einwanderung in die Mucosa bedingt. Dieser Anstieg war in der Mucosa von MyD88-Knockout-Mäusen stark reduziert. Die GDNF-, TLR5- und IL-1R1-mRNA-Expressionen zeigten ähnliche Entwicklungen und lassen vorsichtig vermuten, dass diese die Präsenz und gegebenenfalls Aktivierung mEGC in der frühen postnatalen Phase mitbestimmen.