Differentielle Expression von Rezeptoren und Effektoren des angeborenen Immunsystems in der Mukosa des Gastrointestinaltraktes

Hintergrund & Ziel: Toll-like Rezeptoren (TLR) sind wichtige Sensoren und antimikrobielle Peptide bedeutende Effektormoleküle des angeborenen Immunsystems. Die physiologische Bedeutung dieser Rezeptoren und Effektoren in der gastrointestinalen Barrierefunktion sowie in der Regulation der bakteriellen Besiedelung einzelner Darmabschnitte und damit der Wahrung der intestinalen Homöostase ist unklar. Ziel der Studie war es daher, die Expression und Verteilung der TRLs und antimikrobiellen Peptide im Gastrointestinaltrakt des Gesunden systematisch zu charakterisieren. Methodik: Multiple Biopsien wurden aus unterschiedlichen Regionen des Gastrointestinaltraktes von 63 gesunden Probanden entnommen. Die Expression der für bakterielle Bestandteile spezifischen TLRs 2, 4, 5 und 9, der akzessorischen Proteine MD–2, MyD88, Tirap und Tollip sowie der α-Defensine HD–5 und–6 und der β-Defensine hBD 1–4 wurde mittels real-time PCR quantifiziert. Die Lokalisation im Gewebe erfolgte durch immunhistochemischen Nachweis. Ergebnisse: Die TLR2, 4, 5 und 9 sind organspezifisch exprimiert. Höchste Expressionsraten werden im Duodenum, Ileum und Rektum detektiert, niedrigste im Kolon und oberen Gastrointestinaltrakt. Die akzessorischen Proteine MD–2, MyD88, Tirap und Tollip sind im gesamten Gastrointestinaltrakt ohne regionale Unterschiede nachzuweisen. HD–5 und 6 werden insbesondere im Duodenum und Dünndarm in bis zu 1000-fach erhöhter Konzentration im Vergleich zu den übrigen Abschnitten des Verdauungstraktes exprimiert. Bei den β-Defensinen wird hBD–1 konstitutiv, nicht organspezifisch exprimiert, während die Expression von hBD–2 im Bereich des unteren GI-Traktes abnahm. Eine deutliche Expression von hBD–3 wurde lediglich im Ösophagus ermittelt. HBD–4 wurde nur vereinzelt in Biopsien unterschiedlicher Lokalisation detektiert. Immunhistochemisch wurden die Defensine insbesondere in Epithelzellen, die TLRs und akzessorischen Proteine aber auch in subepithelial gelegenen Zellen detektiert. Schlussfolgerung: Rezeptoren und Effektoren des angeborenen Immunsystems werden in der Mukosa des Gastrointestinaltraktes koexprimiert. Organspezifische Expressionsmuster lassen eine bedeutende Rolle in der Wirtsabwehr aber auch in der Wahrung der intestinalen Homöostase vermuten.

Schlüsselwörter

Toll-like Rezeptoren - angeborene Immunität - antimikrobielle Peptide - intestinale Homöostase - mukosale Barriere