Das Probiotikum Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) moduliert intestinale Entzündungsprozesse bei experimenteller Kolitis durch TLR–2,TLR–4- und zytokinabhängige Mechanismen

Hintergrund: Wir konnten kürzlich zeigen, dass EcN die Aktivierung von T-Zellen über einen Toll-like Rezeptor (TLR) vermittelten Signalweg hemmt. Um die Wirkmechanismen von EcN bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) weiter zu charakterisieren, untersuchten wir den Effekt von EcN in einem experimentellen Kolitismodell in Wildtyp (wt) sowie TLR–2 -/- und TLR–4 -/- Mäusen. Methodik: Bei wt, TLR–2 -/- und TLR–4 -/- Mäusen wurde durch 5% DSS Gabe zum Trinkwasser eine akute Colitis induziert. Die Tiere wurden zweimal täglich für 7 Tage entweder mit NaCl oder EcN p.o. behandelt. Die Erkrankungsaktivität und der Mukosaschaden wurden durch etablierte Indices quantifiziert. Periphere Blut monnukleäre Zellen (PBMC) und Milz-T-Zellen wurden stimuliert und die Zytokinsekretion mit Hilfe eines Cytometric bead array durchflusszytometrisch quantifiziert. Zusätzlich wurde die MPO Aktivität im Gewebe untersucht. Ergebnisse: EcN reduzierte im Vergleich zur Kontrollgruppe in wt, TLR–2 -/- und TLR–4 -/- Mäusen signifikant die makroskopische Krankheitsaktivität, den histologischen Entzündungsindex und die MPO Aktivität. PBMC von wt Tieren, die mit EcN behandelt wurden, sezernierten signifikant weniger pro-inflammatorische und chemotaktische Zytokine (TNFα: Reduktion um 52%, IFNγ: 68%, IL–6: 70%, MCP–1: 32%). Auch in Milz-T-Zellen von wt konnte unter EcN eine Reduktion der TNFα und IFNγ Expression beobachtet werden. In TLR–2 -/- Tieren hingegen wurde nur die IFNγ Sekretion durch EcN inhibiert (45%), in TLR–4 -/- Tieren war die basale IFNγ Sekretion nahezu aufgehoben, die Sekretion von TNFα, IL–6 und MCP–1 wurde durch EcN nicht moduliert. Schlussfolgerung: Unabhängig vom TLR Status verbessert EcN signifikant eine experimentell induzierte Kolitis. In wt Mäusen kommt es durch EcN zu einer Reduktion der proinflammatorischen und chemotaktischen Zytokinexpression. Im Gegensatz hierzu ist die Sekretion von Zytokinen in TLR–2 -/- und TLR–4 -/- Mäusen distinkt reguliert. Unsere Daten deuten darauf hin, dass neben einer Modulation der proinflammatorischen Zytokinexpression auch TLR–2 und TLR–4 abhängige Mechanismen für den therapeutischen Effekt von EcN verantwortlich sind.