Der Einfluss von Neurotrophinen und neurotrophen Faktoren auf die Apoptose-Modulation in primärer enterischer Glia der Ratte

Im Rahmen von chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) kommt es zu einer massiven Ausschüttung proinflammatorischer Cytokine, wie z.B. Interferon gamma oder Tumornekrosefaktor alpha. Zudem wird die Expression bestimmter neurotropher Faktoren (n.F.) (z.B. Glial cell-line derived neurotrophic factor [GDNF]) bzw. Neurotrophinen (z.B. Brain-derived neurotrophic factor [BDNF]) gesteigert, welchen eine wichtige Rolle bei der Homöostaseregulation im Darm zugeschrieben wird. Mitverantwortlich für die Entstehung von CED könnte eine Störung der mukosalen Integrität durch Apoptosevorgänge in enterischer Glia (e.G.) sein. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Neurotrophinen und n.F. auf die Apoptose-Modulation in e.G. der Ratte untersucht. Bei Experimenten zur Apoptose-Auslösung konnte gezeigt werden, dass lediglich die Kombination der Cytokine IFN-g und TNF-a in der Lage war, in vitro Apoptose in glialen Zellen zu induzieren. In Versuchen zur Rezeptorenvielfalt (mittels Western Blot Analyse u. indirekter Immunfluoreszenz) konnten folgende Rezeptoren detektiert werden: die Tyrosinkinasen A, B sowie C; die Rezeptor Tyrosinkinase Ret und die GDNF Rezeptoren alpha 1 bis 3. Es konnte kein protektiver Effekt durch eine Vorbehandlung glialer Zellen mit den Einzelkomponenten GDNF oder BDNF nachgewiesen werden. Durch die Kombination beider Faktoren gelang es jedoch, die Apoptoserate vollständig zu normalisieren. Zur Bestätigung der Hypothese einer basalen Sekretion von Neurotrophinen bzw. n. F. im Zusammenhang mit einem autokrinen Schutzmechanismus der Zellen wurden Versuche mit neutralisierenden Antikörpern gegen GDNF und BDNF durchgeführt. Es zeigte sich sowohl nach der Neutralisierung von GDNF als auch von BDNF eine deutliche Erhöhung der Apoptoserate. Die gewonnen Ergebnisse stützen die Hypothese des autokrinen Selbstschutzmechanismus basal sezernierter Neurotrophine bzw. neurotropher Faktoren auf enterische Gliazellen

GDNF protects enteric glia from apoptosis: evidence for an autocrine loop

Abstract Background Enteric glia cells (EGC) play an important role in the maintenance of intestinal mucosa integrity. During the course of acute Crohn's disease (CD), mucosal EGC progressively undergo apoptosis, though the mechanisms are largely unknown. We investigated the role of Glial-derived neurotrophic factor (GDNF) in the regulation of EGC apoptosis. Methods GDNF expression and EGC apoptosis were determined by immunofluorescence using specimen from CD patients. In primary rat EGC cultures, GDNF receptors were assessed by western blot and indirect immunofluorescence microscopy. Apoptosis in cultured EGC was induced by TNF-α and IFN-γ, and the influence of GDNF on apoptosis was measured upon addition of GDNF or neutralizing anti-GDNF antibody. Results Increased GDNF expression and Caspase 3/7 activities were detected in in specimen of CD patients but not in healthy controls. Moreover, inactivation of GDNF sensitized in EGC cell to IFN-γ/TNF-α induced apoptosis. Conclusions This study proposes the existence of an autocrine anti-apoptotic loop in EGC cells which is operative in Crohn's disease and dependent of GDNF. Alterations in this novel EGC self-protecting mechanism could lead to a higher susceptibility towards apoptosis and thus contribute to disruption of the mucosal integrity and severity of inflammation in CD.</p