Teilprojekt A7

In diesem Projekt wird die von Darmbakterien vermittelte Modulation intestinaler Entzündungsprozesse untersucht. Für die Aufklärung der Mechanismen haben wir in murinen Modellen die Ileitis, Kolitis – z.B. chemisch induziert mit Dextran Sulfate Sodium (DSS), spontan in IL-10-/- -Mäusen - und intestinaler Graft versus Host-Erkrankung (iGvHD) unter Einschluss von Toll-like Receptor (TLR)- bzw. Nucleo-tide Oligomerization Domain (NOD)-defizienten Mäusen verwendet. Weiterhin wurden keimfreie Mausmodelle für den Einsatz in der Routine entwickelt. Wir konnten zeigen, dass die Darmflora über TLR- und NOD-Proteine in Epithelzellen, dendritischen Zellen (DC), Makrophagen und Granulozyten funktionelle Antworten induziert und über die IL-23/Th17-Achse T-Zellen steuert. Darauf aufbauend soll jetzt die Rolle der Mikroflora und des angeborenen Immunsystems bei der Modulation T-Zell-vermittelter Barrierefunktionen im Darm untersucht werden. Als Effektoren sind die regulatorischen T-Zellen (Treg), die T-Helfer (Th)17-Zellen sowie die Zytokine IL-22/23 und IL-10 von besonderem Interesse. Beim Morbus Crohn wird die IL-23/Th17-Achse aktiviert und sowohl pro- als auch anti-inflammatorische Funktionen diskutiert. Signale aus der Mikroflora wirken auf die Differenzierung der Th17-Vorläufer und diese Subpopulationen sollen hier analysiert werden. In der Fortsetzung des Projektes soll daher untersucht werden: (i) Welche Bakterienarten der Darmflora Th17- und Treg-Antworten steuern, (ii) welche Th17-/Treg-Subpopulationen durch die Mikroflora induziert werden und (iii) wie sich Th17- und Treg-Zytokine auf Barrierefunktionen und die Darmflora auswirken. Die Bakterienarten, die Th17- und Treg-Antworten steuern, sollen in gnotobiotischen, definiert kolonisierten Mäusen untersucht werden, denen Gene für relevante TLR und Zytokine fehlen. Die Arbeiten zur Differenzierung von Th17-Zellen und Treg sollen in Kooperation mit den TP A01, TP B10 und TP B01 durchgeführt werden. Als Leitparameter für intestinale Barrierefunktionen sollen die bakterielle Translokation, Mucine, und Defensine untersucht werden. Etablierte murine Systeme für die Campylobacter-Infektion (als Modellpathogen), sowie Mäuse, die mit der Darmflora des Menschen kolonisiert sind, werden miteinbezogen. Für die Analyse der Kolitis im IL-10-/--Modell haben wir in Vorarbeiten Tiere generiert, in denen die Gene für TLR2, TLR4 bzw. NOD2 in Kombination mit dem Gen für IL-10 inaktiviert sind. Hier sollen die bakterielle Translokation und die Aktivierung von DC bzw. T-Zellen untersucht werden. Schließlich sollen molekulare und kulturelle Untersuchungen der Zusammensetzung der Darmflora in IL-22-/- -, IL-23-/- - und IL-17-/- -Mäusen zeigen, wie sich die T-Zell-vermittelten Barrierefunktionen auf die Mikrobiota auswirken. In den ersten Förderperioden erfolgreich etablierte Mausmodelle zur Analyse der Funktion der Mikroflora bei intestinaler Entzündung soll in dieser Antragsperiode eingesetzt werden um die Rolle von Th17- und Treg-Antworten, sowie Barrierefunktionsstörungen bei entzündlichen Darmerkrankungen zu entschlüsseln.