Untersuchungen zum Einfluss Anbieter-spezifischer Unterschiede des Darmmikrobioms von C57BL/6N-Mäusen auf das Sepsismodell der intraperitonealen Stuhlinjektion

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss Anbieter-spezifischer Unterschiede des Darmmikrobioms von C57BL/6N-Mäusen auf das Sepsismodell der intraperitonealen Stuhlinjektion untersucht. Bei der Zusammensetzung des Darmmikrobioms der Spendertiere zeigten sich bereits deutliche Unterschiede. Bei Mäusen von Charles River (R) wurde bei 17/20 Tieren S. aureus nachgewiesen, bei Mäusen von Harlan (H) bei 12/20 Tieren. Im Gegensatz hierzu konnte S. aureus bei Mäusen von Janvier (J) im Caecum nicht nachgewiesen werden. Dafür konnte bei J-Tieren Bacillus licheniformis nachgewiesen werden. Dieser Bacillus kann die Darmflora beeinflussen und eine Stärkung des Immunsystems bewirken. Eine Besiedlung der Darmflora mit diesem Keim ist daher für inflammatorische Tiermodelle problematisch. Um eine Aussage über Veränderungen im zeitlichen Verlauf treffen zu können, erfolgte eine erneute Analyse des Darmmikrobioms 16 Monate nach den initialen Versuchen. Es kam zu einer deutlichen Abnahme von E. coli bei Mäusen von CR. In der ersten Beobachtungsperiode hatten 19/20 Tieren einen Nachweis von E. coli, in der zweiten Periode nur noch 4/20 Tieren. S. aureus konnte nun auch bei 18/20 Tieren von J nachgewiesen werden. Ein Nachweis von Bacillus licheniformis gelang nicht mehr.<br /> Nach intraperitonealer Injektion erfolgte eine klinische Einschätzung der Tiere. Nach 12 Stunden zeigten sich signifikante Erhöhungen des klinischen Scores bei mit CR- und H-Stuhl injizierten Mäusen. Bei J-Stuhl erhaltenden Mäusen kam es zu keiner wesentlichen klinischen Verschlechterung. Es erfolgte eine Analyse der Expression verschiedener Zytokine und TLR, um Auswirkungen der Unterschiede des Spender-Mikrobioms auch auf molekularbiologischer Ebene nachzuweisen. Mäuse mit intraperitonealer Injektion von CR-Stuhl zeigten bei den Zytokinen einen signifikanten Anstieg der Expression. TLR-4 wurde zudem signifikant herabreguliert. Bei J-Stuhl erhaltenden Mäusen zeigten sich in der ersten Beobachtungsperiode keine Anstiege der Zytokinexpression. In der zweiten Beobachtungsperiode wurden die Zytokine sowohl bei CR- als auch bei J-Stuhl erhaltenden Mäusen signifikant heraufreguliert.<br /> Um Einflüsse des Empfänger-Mikrobioms auf eine durch IPSI hervorgerufene experimentelle Sepsis herauszufinden, erfolgte eine Injektion in Mäuse von CR und J. Es konnten signifikante Gewichts- und Temperaturverluste bei Empfängertieren von J im Vergleich zu Empfängertieren von CR nachgewiesen werden.<br /> Die gewonnenen Erkenntnisse sollen bei der Entwicklung und Durchführung tierexperimenteller Versuchsansätze helfen. Das IPSI-Modell bildet hierbei viele Eigenschaften einer humanen Sepsis mit abdominellem Fokus ab. Die Durchführung ist einfach zu erlernen. Störgrößen anderer Methoden (CLP/CASP) wie operative Fähigkeiten, anatomische Größenvariationen des Caecums oder Größe der Ligatur werden ausgeschaltet. Zudem ist durch eine quantitative und qualitative Bestimmung des infektiösen Materials eine bessere Reproduzierbarkeit und Steuerung des Krankheitsverlaufes und der Letalität möglich. Da die Darmflora der Mäuse einen erheblichen Einfluss auf die Ergebnisse tierexperimenteller Studien haben kann, sollte eine Analyse des intestinalen Mikrobioms vor Beginn und im Verlauf des Experimentes erfolgen und bei Veröffentlichung der Daten erwähnt werden.