Nachweis der epithelial-mesenchymalen Transformation bei der Entstehung von Fisteln bei Patienten mit Morbus Crohn

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Rohrmeier, Christian (2009) Nachweis der epithelial-mesenchymalen Transformation bei der Entstehung von Fisteln bei Patienten mit Morbus Crohn. PhD, Universität Regensburg.

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Date of publication of this fulltext: 23 Jun 2009 13:49

Abstract (German)

Abstract (German)

Viele an Morbus Crohn leidende Patienten bekommen im Verlauf ihrer Erkrankung Fisteln. Diese stellen für die Betroffenen eine erhebliche Einschränkung der Lebensqualität dar. Die bei der Entstehung einer solchen Komplikation ablaufenden Vorgänge sind zum jetzigen Zeitpunkt nur unzureichend bekannt.

Morphologisch zeigt sich bei der überwiegenden Anzahl der Fisteln eine Auskleidung durch Myofibroblasten-ähnliche Zellen. Zudem lässt sich eine Übergangszone vom �normalen� Epithel z. B. des Darms in diese luminale Schicht abgrenzen. Veränderungen dieser Art sind charakteristisch für die epithelial-mesenchymale Transformation (EMT). Bei solch einem Vorgang, der insbesondere bei der Progression von Karzinomen und bei fibrosierenden Krankheitsbildern stattfindet, entstehen aus Epithelverbänden deutlich beweglichere, mesenchymal imponierende Zellen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Beteiligung einer EMT bei der Entstehung von Fisteln bei Morbus Crohn-Patienten untersucht.

Dazu wurden 14 Fisteln aus Resektaten des Darms und drei aus dem perianalen Bereich immunhistochemisch untersucht. Dabei zeigten sich in der genannten Übergangszone im Vergleich zum �normalen� Epithel keine Veränderungen bei den Intermediärfilamenten Zytokeratin 8, Zytokeratin 20 und Vimentin. Es konnte jedoch ein signifikanter Rückgang von E-Cadherin und beta-Catenin und eine signifikante de novo Expression von Integrin beta6 und TGF-beta1 nachgewiesen werden. Auch TGF-beta2 war stärker zu detektieren.
Weiter wurden Myofibroblasten-ähnliche Zellen aus den Fisteln isoliert und in Kultur gebracht. Die Expression verschiedener Proteine dieser Zellen, die laut aufgestellter Hypothese durch EMT entstanden sind, wurde mit Hilfe von Western Blots analysiert. Die Zellen enthielten alpha-SMA und Vimentin, jedoch kein E-Cadherin und kein TGF-beta2. Im Vergleich zu Myofibroblasten aus entzündeten und stenosierten Darmarealen zeigten sie eine Expression von TGF-beta1 und deutlich immunreaktive Banden für Zytokeratin 8. Letzteres konnte immunozytochemisch bestätigt werden.

Die Ergebnisse aus den immunhistochemischen Untersuchungen sind charakteristisch für das Vorliegen einer EMT. Insbesondere der Rückgang von E-Cadherin und beta-Catenin, sowie die de novo Expression von Integrin beta6 und TGF-beta1 weisen auf einen solchen Vorgang hin. Gleiches gilt für die Western Blot-Analysen, bei denen vor allem der gleichzeitige Nachweis von epithelialen (Zytokeratin 8) und mesenchymalen (alpha-SMA, Vimentin) Markern ein EMT-Charakteristikum darstellt.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die in dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse für das Vorliegen einer EMT bei der Entstehung von Fisteln bei Morbus Crohn-Patienten sprechen. Dies bietet einen Ansatzpunkt für weitere Untersuchungen und auf Dauer vielleicht auch für neue Strategien in der Therapie dieser bisher nur unzureichend behandelbaren Komplikation.

Translation of the abstract (English)

Many patients suffering from Crohn's disease get fistulae in the course of the disease. This complication means a serious limitation to the patient�s quality of life. So far the procedures leading to the development of fistulae are hardly known.

Most fistulae are lined with myofibroblast-like cells. Besides there is a transition zone from regular epithelium, for example of the bowel, into this luminal stratum. These changes are characteristically for the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT). In such a process, which especially takes place in the progression of carcinomas or fibrosing diseases, more agile and mesenchymal imposing cells arise out of epithelial formations. In the present study we analysed the involvement of epithelial-to-mesenchymal transition in the development of fistulae in patients with Crohn's disease.

For this reason we inspected 14 fistulae of the bowel and 3 of the perianal area immunohistochemically. In view of the intermediate filaments cytokeratin 8, cytokeratin 20 and vimentin there were no changes in the transition zone compared to the regular epithelium. In contrast there was a significant decrease of E-cadherin and beta-catenin and also a significant de-novo expression of beta6-integrin and TGF-beta1. In addition there was a stronger detection of TGF-beta2.
Furthermore we isolated and cultured myofibroblast-like cells out of fistulae.
In these cells we analysed the expression of different proteins, which we hypothesised as a result of EMT, using western blots. The cells contained alpha-SMA and vimentin, but no E-cadherin or TGF-beta2. In comparison to myofibroblasts of inflamed or constricted areas of the bowel, the investigated cells showed an expression of TGF-beta1 and considerable immunoreactive bands of cytokeratin 8. The last was affirmed immunocytochemically.

The results of the immunohistochemical research are characteristically for the presence of EMT. Particularly the decrease of E-cadherin and beta-catenin and the de-novo expression of beta6-integrin and TGF-beta1 are a sign of this transition. In addition the coincidental detection of epithelial (cytokeratin 8) and mesenchymal (alpha-SMA, vimentin) markers in the western blot analysis represents a feature of epithelial-to-mesenchymal transition.

In summary, the results of our study argue for the presence of EMT in the development of fistulae in Crohn's disease patients. These findings provide not only a new starting point for further investigations, but also for new strategies in the therapy of fistulae.

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Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Date:	22 June 2009
Referee:	Gerhard (Prof. Dr. Dr.) Rogler
Date of exam:	18 May 2009
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Innere Medizin I
Keywords:	Fistel , Crohn-Krankheit , Darmfistel , EMT , Morbus Crohn , Fisteln , epithelial-mesenchymale Transformation , EMT , Crohn's disease , fistulae , epithelial-mesenchymal transition
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	12293

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