3-D „mini-gut“ – Modell spiegelt Autoimmun-Reaktion auf gluten bei Zöliakie-Patienten Gewebe

In der Verfolgung ein neuartiges Werkzeug für die Forschung und Behandlung von Zöliakie, Wissenschaftler an der Schleimhaut-Immunologie und Biologie Research Center (MIBRC) am Massachusetts General Hospital (MGH) haben überprüft, die Verwendung von Darm-organoids. Diese drei-dimensionalen Gewebekulturen sind verkleinerte, vereinfachte Versionen des Darms in vitro produzierte. Unter Gewebe von duodenalen Biopsien von Zöliakie und nicht-Zöliakie-Patienten, die Forscher erstellt, der „mini-Mumm“ zu erkunden, wie das Darmepithel und Darmflora-abgeleitete Moleküle reagieren auf gluten, eine komplexe Klasse von Proteinen, die in Weizen und anderen Getreidesorten.

„Derzeit haben wir kein Tier-Modell, kann die Erinnerung an die Reaktion auf gluten, die wir sehen in den Menschen“, sagt Stefania Senger, Ph. D., co-senior-Autor der Studie, die in Wissenschaftlichen Berichten in dieser Woche. „Mit dieser menschlichen Gewebe-Modell, beobachteten wir, dass Darm-organoids express die gleichen molekularen Marker als eigentliche Epithel des abdominalen Gewebes, und die Signatur der Genexpression spiegelt die funktionalen Unterschiede, die auftreten, wenn Epithelien der Zöliakie-Patienten ausgesetzt sind, gliadin.“ Gliadin-und glutenin-Proteine sind die wichtigsten Bestandteile von gluten.

Zöliakie wird ausgelöst, wenn genetisch prädisponierten Individuen konsumieren gluten. Die Bedingung beeinflußt ungefähr 1 Prozent der US-Bevölkerung. Basierend auf aktuellen Daten, die den Ausbruch der Zöliakie ist gedacht, um vorausgegangen sein, die durch die Freisetzung des proteins zonulin, die ausgelöst wird, durch die Aktivierung von unverdauten gliadin induzieren eine Immunantwort. Dies führt zu einer erhöhten intestinalen Permeabilität und eine gestörte Barriere-Funktion. Roman deutet darauf hin, dass die Mikroorganismen im Magen-Darm-Trakt kann eine Rolle spielen bei der Entstehung von Zöliakie.

Frühere Studien aus den MIBRC Gruppe und andere haben gezeigt, dass die menschliche organoids „behalten, die Genexpression, rekapituliert die expression des tissue of origin, darunter einen krankhaften Zustand,“ die Autoren schreiben. Durch RNA-Sequenzierung, die neuen Erkenntnisse zu validieren, die organoid-Modell als „die treue, in-vitro-Modell für Zöliakie,“, sagt Senger.

Mit Ganzkörper-Transkriptom-Analyse, die Forscher identifizierten 472 Gene anders reguliert ist als in organoids reflektieren Zöliakie als bei nicht-Zöliakie-control-organoids. Diese enthalten neuartige Gene, die mit epithelialen Funktionen im Zusammenhang mit der Pathogenese der Zöliakie—einschließlich der Darm-Barriere Wartungs -, Stammzell-regeneration und der angeborenen Immunantwort. Ein zweites Ergebnis der Studie zeigt, dass Bioprodukte abgeleitet von Darm-Mikroorganismen können eingesetzt werden, um zu modifizieren die epitheliale Reaktion auf gluten, ein Befund, der dazu führen könnte, zukünftige Behandlungsstrategien.

„Diese Ergebnisse bestätigen unsere Hypothese, dass Gene und Exposition gegenüber gluten sind notwendig, aber nicht ausreichend, da die änderungen sowohl in der Zusammensetzung und Funktion des Darm microbiome sind auch erforderlich, um die Schalter von der genetischen Prädisposition auf klinische Ergebnisse, wie gezeigt, durch unsere Daten“, sagt Alessio Fasano, MD, Direktor der Schleimhaut-Immunologie und Biologie Research Center und co-senior-Autor.