Differenzielle Regulation von IL-18/IL-18bp in humanen intestinalen Epithelzellen

Hintergrund: Pathogenetisch ist ein mukosales Ungleichgewicht pro- und antiinflammatorischer Zytokine an chronisch entzündlichen Darmerkrankungen beteiligt. Eine Verstärkung biologischer Effekte von Interleukin-18 (IL-18) könnte auf einer gesteigerten Produktion, aber auch einer unzureichenden Antagonisierung durch Interleukin-18 Bindungspoteine (IL-18bp) beruhen.

Ziel: Ziel der Untersuchung war es, zu prüfen, ob IL-18 und IL-18bp differenziell in intestinalen Epithelzellen reguliert werden.

Methoden: Intestinale Epithelzelllinien HT-29 und Caco-2 wurden in vitro stimuliert. Zur Analyse beteiligter Signaltransduktionswege wurden spezifische Inhibitoren eingesetzt. Die Expression von IL-18, IL-18bp und Caspase-1 mRNA und Protein wurde mittels PCR, Western blot Analyse und ELISA bestimmt, und die Caspase-1 Aktivität in einem funktionellen Assay analysiert. IL-18, IL-18bp und Capase-1-Protein wurden an histologischen Schnitten mukosaler Biopsien von Patienten mit M. Cohn und gesunden Kontrollen immunhistochemisch detektiert.

Ergebnisse: IL-18 und Il-18bp mRNA wurden konstitutiv in intestinalen Epithelzellen exprimiert. Nur die 24kDa Proform von IL-18 Protein war in unstimulierten Zellen nachweisbar. Butyrat verstärkte die IL-18 Expression, ohne die konstitutive Expression von IL-18bp zu verändern. IL-18bp wurde durch Exposition gegenüber IFN-γ hochreguliert, verstärkt in Gegenwart von TNF-α, aber inhibiert durch Butyrat. Die Dosis-abhängige Induktion von IL-18bp durch IFN-γ wurde komplett supprimiert, wenn die Aktivität der Proteinkinase C durch RO 31–8220 gehemmt wurde. Im Gegensatz zu den differenziellen Effekten von IFN-γ wurde sowohl IL-18 als auch IL-18bp im intrazellulären Kompartiment hochreguliert. Die Expression und funktionelle Aktivität von Caspase-1 wurde deutlich durch IFN-γ und Staph. aureus verstärkt. Chronische Entzündung war mit einer verstärkten Expression von IL-18, IL-18bp und Caspase-1 im Epithel mukosaler Biopsien verbunden.

Schlussfolgerung: Die Expression von IL-18 und IL-18bp ist differenziell in intestinalen Epithelzellen reguliert. Ein besseres Verständnis der beteiligten Signaltransduktionsprozesse könnte eine selektive, exogene Veränderung des IL-18/IL-18bp-Verhältnisses bei chronisch entzündlicher Darmerkrankung ermöglichen.