mRNA-Expression von Defensinen im Magen und Zwölffingerdarm

5. Zusammenfassung
Defensine sind antimikrobielle Peptide, denen eine wichtige Funktion im
Rahmen von Immunprozessen beigemessen wird. Über die Genexpression von
Defensinen im Gastrointestinaltrakt von Kindern war bisher wenig bekannt.
Zwei vorwiegend den oberen Magen-Darm-Trakt betreffende Erkrankungen
sind die Zöliakie und die Helicobacter-pylori-positive Gastritis. Bei Kindern lagen
zur Defensin-Expression bei Zöliakie nur wenige, bei Hp-Gastritis bislang keine
Studien vor. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher die mRNA-Expression der
α-Defensine 5 und 6 sowie der β-Defensine 1 bis 6 im Magen und
Zwölffingerdarm von Kindern untersucht und das Expressionsmuster der
einzelnen Defensine dargestellt.
Hierzu wurde einem Kollektiv von Kindern Biopsien aus dem Antrum und
Corpus des Magens sowie aus dem Duodenum im Rahmen von RoutineGastroskopien entnommen. Die RNA der Gewebeproben wurde isoliert. Zur
Bestimmung des Ausmaßes der Genexpression der einzelnen Defensine wurde
eine real-time-RT-PCR mit Primern für humanes α-Defensin 5 und 6 (hD5, 6)
sowie humanes β-Defensin 1 bis 6 (hBD1-6) durchgeführt. Die Quantifizierung
der Genexpression erfolgte relativ zur Expression eines Housekeeping Genes.
Die Patienten wurden gemäß ihrer Diagnosen in 4 Gruppen aufgeteilt: ZöliakieGruppe, Hp-Gruppe, nicht durch Hp hervorgerufene Entzündung (non-HpGruppe) und Kontrollgruppe. Innerhalb der Gruppen wurde das mengenmäßige
Verhältnis der Expression der einzelnen Defensine an den verschiedenen Orten
untersucht. Die Defensin-Expression im Rahmen der jeweiligen Krankheit
wurde mit der Expression in der Kontrollgruppe verglichen.
Erstmalig wurden hBD1- und 2- sowie hD5- und 6-mRNA im Magen von
Kindern detektiert. Zusätzlich konnte erstmalig das gelegentliche Vorkommen
von hBD3- und 4-mRNA im oberen GIT von Kindern und das vereinzelte
Vorkommen von hBD5- und 6-mRNA im GIT überhaupt nachgewiesen werden.
In fast allen Gruppen wurde hBD1- und 2-mRNA vermehrt im Magen
gemessen, während hD5- und 6-mRNA in höheren Mengen im Duodenum als
im Magen vorkam. Für diese Defensine konnte somit eine differenzielle
Expression im oberen Gastrointestinaltrakt demonstriert werden. Hierbei lässt
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sich die vermehrte Expression von α-Defensinen im Duodenum durch ihre
bevorzugte Expression in den Paneth-Zellen des Dünndarms erklären.
Im Zuge einer Hp-Gastritis konnte die bereits in anderen Studien an
Erwachsenen überwiegend beobachtete unveränderte Expression von hBD1
und die vermehrte Expression von hBD2 auch an Kindern demonstriert werden.
Bei Kindern mit Zöliakie wurden weitere Hinweise auf eine schon von anderen
Arbeitsgruppen demonstrierte Verminderung der Expression von hBD1 im
Duodenum gefunden. Erstmals konnte eine Verminderung von hBD4-mRNA im
Zwölffingerdarm von Zöliakiepatienten dokumentiert werden. Im Gegensatz zu
einigen Untersuchungen wurden jedoch keine erhöhten α-Defensin-Werte
gemessen. Erstmals wurde auch der Magen bezüglich seiner DefensinExpression im Rahmen einer Zöliakie untersucht. Es zeigten sich erhöhte
hBD2-mRNA-Mengen, die eventuell auf eine begleitende Antritis des Magens
zurückzuführen sein könnten.
Die non-Hp-Gruppe wurde als zu heterogen erachtet, um weitere Aussagen
treffen zu können.
An die Erkenntnisse dieser Arbeit schließen sich folgende Fragen an, die in
weiteren Studien untersucht werden könnten:
1. Führen die bei Kindern gemessenen relativen Mengen an mRNA auch zu
einer biologisch wirksamen Konzentration des jeweiligen Peptids?
2. Bewirkt eine Entzündung an einem bestimmten Ort innerhalb des
Magens oder Dünndarms eine Änderung der Defensin-Expression an
benachbarten, nicht entzündeten Orten?
3. Spielen die verminderten Werte von hBD1- und hBD4-mRNA im
Duodenum von Zöliakiepatienten eine pathophysiologische Rolle im
Sinne eines Immundefizits?
4. Ist eine veränderte Anzahl von Paneth-Zellen und/oder eine veränderte
Ausschüttung von α-Defensinen in der Pathophysiologie der Zöliakie von
Bedeutung?
5. Ist die Erhöhung der hBD2-mRNA-Werte im Antrum von Zöliakiepatienten auf eine begleitende Entzündung des Antrums oder auf
pathophysiologische Prozesse im Rahmen der Zöliakie zurückzuführen?
6. Kann
ein
Expressionsmuster
von
sensitiveren Verfahren erstellt werden?
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hBD3-
und
hBD4-mRNA
mit
7. Kann in Zellkultur-Experimenten eine vermehrte Ausschüttung von hBD4,
5 oder 6 bei Stimulation mit Helicobacter pylori provoziert werden?
8. Kann der Nachweis von hBD5- und/oder hBD6-mRNA im Magen-DarmTrakt mittels anderer Techniken, z.B. durch in-situ-Hybridisierung oder
Immunhistochemie, in Kindern reproduziert werden und expremieren
auch Erwachsene gelegentlich die entsprechende mRNA?
9. Kann in einem größeren Kollektiv von Patienten mit Expression von
hBD5- oder hBD6-mRNA eine vermehrte Expression andere Defensine
gemessen werden und kann eine
identifiziert werden?
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pathophysiologische
Funktion