Mesenteriales Fettgewebe moduliert die Proliferation und Differenzierung von intestinalen epithelialen Stammzellen in vitro

Einleitung Mesenteriales Fettgewebe scheint beim Morbus Crohn eine wichtige Rolle zu spielen: Im Bereich entzündeter Dünndarmschlingen wird es hyperplastisch und umschließt diese. Obwohl dieses sogenannte „Creeping Fat“ Gegenstand intensiver Forschung ist, bleibt dessen Rolle nur unzureichend geklärt und der Fokus der meisten Arbeiten liegt auf den immunmodulatorischen Effekten von Fettgewebe und Fettgewebshormonen. Im Gegensatz dazu ist über die Effekte von Fettgewebe auf intestinale Epithelzellen nur wenig bekannt.

Ziele Unter Verwendung humaner Organoide soll in dieser Studie ein Überblick über die Gesamtheit der Effekte von sezernierten Fettgewebs-Faktoren auf intestinale Epithelzellen gewonnen werden.

Methodik Durch Inkubation von humanem mesenterialen Fettgewebe aus Resektaten in Organoid-Basismedium wurde Fettgewebe-konditioniertes Medium (FkM) hergestellt. Humane Ileum Organoide wurden in Stammzell- oder Differenzierungsmedium, jeweils unter Zusatz von FkM oder Basismedium (Kontrolle), kultiviert. Die Effekte auf Organoid-Morphologie, Proliferation und Differenzierung wurden mittels Lichtmikroskopie, Immunfluoreszenz, Resazurin Viability Assay und Reverse Transkription quantitative PCR (RT-qPCR) untersucht.

Ergebnis Während der Differenzierung der Organoide kam es bei den FkM-behandelten Organoiden nur zu einer leicht verzögerten Entwicklung typischer morphologischer Differenzierungszeichen wie dem sogenannten „Budding“. In der RT-qPCR zeigten sich nach 4 Tagen in FkM und Kontrolle jeweils eine hohe Expression der Differenzierungsmarker MUC2 undALPI. Dagegen waren in Stammzellmedium bereits morphologisch sehr deutliche Unterschiede sichtbar, wobei in der FkM-Gruppe nahezu alle Organoide sogenannte „Sphäroide“ gebildet hatten und diese tendenziell größer waren. Dazu passend wies der Resazurin Assay, der mit Zellzahl und -Viabilität korreliert, eine größere Proliferation bei Zugabe von FkM nach. Dies war begleitet von einer reduzierten Expression von Differenzierungsmarkern in der RT-qPCR.

Schlussfolgerung Unsere Daten legen nahe, dass mesenteriales Fettgewebe über lösliche Faktoren einen signifikanten Einfluss auf intestinale epitheliale Stammzellen hat, wohingegen differenzierte Epithelzellen hier stark beeinflusst wurden. In der Stammzellnische ist der Gesamteffekt proliferationsfördernd und differenzierungshemmend. Es ist daher gut denkbar, dass diese Fettgewebe-Epithel-Achse in der Pathophysiologie des Morbus Crohn eine wichtige Rolle spielt.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
19. August 2022