Role of intestinal epithelium in inflammatory bowel disease: effect of cytokines and glucocorticoids on CXCL8 and CXCL10 gene expression and NF-kB signalling in intestinal epithelial cell lines

Abstract

Intestinale Epithelzellen werden entweder direkt durch luminale Antigene oder durch inflammatorische Signale aus der unmittelbaren Umgebung aktiviert. Durch Sekretion von Chemokinen trägt das intestinale Epithel zur mukosalen Infiltration von Entzündungszellen bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CEDE) bei. Über die intestinale Expression und Sekretion des Chemokins CXCL10 (IP-10), das bei der Rekrutierung von T-Zellen und Monozyten maßgeblich ist, ist bisher wenig bekannt. Insbesondere existieren bisher keine Daten über die Rolle von Interleukin 1β des am häufigsten exprimierten Zytokins in der Darmschleimhaut bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen. Das Ziel der Arbeit war die Expression und Regulation der Chemokine CXCL8 (IL-8) und CXCL10 (IP-10), (in epithelialen Zelllinien zu untesuchen durch proinflammatorischen Zytokinen IL-1β Interferon gamma und TNF-alpha). Der Transkriptionsfaktor NF-κB spielt eine tragende Rollein der Pathophysiologie der chronisch entzündlichen Darmerkrankung. Er stellt daher ein potentielles pharmakologisches Ziel in der Behandlung dieser Erkrankung dar. Ein weiteres Ziel der Arbeit bestand daher darin, die Effekte von zwei NF-κB-Inhibitoren auf die Interleukin-1-induzierte CXCL8- und CXCL10-Expression in intestinalen Epithelzellen zu untersuchen. Glukokortikoide sind potente Inhibitoren der Chemokin-Gen-Expression in Immunzellen. Bisher existieren keine Daten über den Einfluß von Glukokortikoiden auf die Chemokin-Expression in intestinalen Epithelzellen, so daß auch der Effekt von Glukokortikoiden auf die Zytokin-induzierte Expression von CXCL8 und CXCL10 untersucht wurde. Die oben genannten Daten zeigten, daß IL-1β ein starker und unmittelbarer Stimulus für die CXCL8- und CXCL10-Genexpression sowohl auf RNA- als auch Proteinebene in Darmepithelzelllinien darstellt. Die differentielle Expression von CXCL10 durch proinflammatorische Zytokine unterstreicht die Bedeutung des Zusammenspiels epithelialer Zellen und Immunzellen im Rahmen einer intestinalen Entzündungsreaktion. Interleukin-1 spielt abhängig vom zellulären Kontext unter Nutzung des NF-κB-Signalweges eine große Rolle bei der Induktion der CXCL10-Genexpression in epithelialen Zelllinien, so daß dieses Zytokin z. B. im Falle versagender Anti-TNF-Strategien ein lohnendes Ziel für die Entwicklung zukünftiger Therapieformen darstellt. Eine pharmakologische Inhibitition von NF-κB durch unspezifische Inhibitoren wie PDTC als zukünftige Therapieoption muß kritisch hinterfragt werden, da sie im hier vorliegenden Zellmodell zu einer Verstärkung der Interleukin-1-induzierten CXCL8-Genexpression führte, ein Phänomen, das möglicherweise mit einer Aktivierung alternativer inflammatorischer Signalwege gedeutet werden kann. Die Tatsache, daß Glukokortikoide offenbar nicht wie in klassischen Immunzellen zu einer Inhibitition von Zytokinen-stimulierter Chemokin-Genexpression führen, trägt möglicherweise zum Phänomen der Steroidresistenz bei Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen bei.