Intestinale Makrophagen(IMAC) durchlaufen in nicht entzündeter Darmmukosa während ihrer Differenzierung einen komplexen Prozess mit Entwicklung eines anergen Phänotyps. Untersuchungen zeigten eine erhöhte Sekretion des Chemokins Monocyte chemoattractant protein-1(MCP-1) durch Epithelzellen in der Mukosa von Patienten mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen. Spoettl et al konnte bereits eine durch Anwesenheit des Chemokins MCP-1 verstärkte Migration der Monozyten in das Multizelluläre Sphäroidmodell(MCS) nachweisen. Darüber hinaus gelang es, die Differenzierung der Blutmonozyten zu intestinalen Makrophagen durch MCP-1 zu hemmen. Beide Wirkungen von MCP-1 konnten in der vorliegenden Arbeit bestätigt werden. Ziel dieser Arbeit war es darüber hinaus einen möglichen Einfluss der Monozytenzahl auf die Differenzierung zu intestinalen Makrophagen im Sphäroidmodell zu untersuchen.
In dieser Arbeit wurden multizelluläre Sphäroide aus HT-29 Zellen hergestellt, die zuvor mit dem adenoviralen Vektor Ad5_MCP-1 transfiziert wurden. Als Kontrolle wurden nicht transfizierte und mit Ad5_Null transfizierte Zellen verwendet. Die Sphäroide wurden mit einer unterschiedlichen Anzahl an frisch elutriierten Blutmonozyten für sieben Tage kokultiviert. Anschließend erfolgte die durchflusszytometrische und immunhistochemische Expressionsanalyse der Oberflächenantigene CD14 und CD33 sowie des intrazellulären Makrophagenmarkers CD68.
Sphäroide, die mit dem adenoviralen Vektor Ad5_MCP-1 transfiziert wurden zeigten nach sieben-tägiger Kokultivierung mit Monozyten eine signifikant erhöhte Expression des monozytenspezifischen Oberflächenmarkers CD14. Im Vergleich fand sich in nicht-transfizierten Kontrollaggregaten und in Ad5_Null transfizierten Sphäroiden eine Differenzierung der eingewanderten Monozyten zu intestinalen Makrophagen mit Verlust von CD14. Ebenso bestätigt werden konnte die Wirkung des Chemokins MCP-1 mit einer verstärkten Rekrutierung der Monozyten in das Sphäroid. Die Experimente ergaben, dass bei Zugabe hoher Monozytenzahlen unter Anwesenheit von MCP-1 der Differenzierungsprozess zu intestinalen Makrophagen gestört wird, während bei geringer Monozytenzahl im Sphäroid ein Phänotyp ähnlich dem intestinaler Makrophagen erzeugt wird.
Das Chemokin MCP-1 hat durch die verstärkte Rekrutierung von Monozyten in die entzündete Darmmukosa einen indirekten hemmenden Effekt auf die Differenzierung der intestinalen Makrophagen.

Intestinal macrophages (IMAC) in non-inflamed intestinal mucosa undergo a complex process of differentiation resulting in a non-reactive phenotype. Analysis showed that in mucosa of patients with inflammatory bowel disease (IBD) increased levels of monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1) is found. Spoettl et al could demonstrate that MCP-1 induces migration of monocytes into three-dimensional spheroids and further inhibits intestinal-like differentiation of blood monocytes into intestinal macrophages (IMAC). Both effects of MCP-1 could be confirmed in this study. The aim of this study was further to analyze a possible effect of the number of monocytes on the differentiation into intestinal macrophages.
In this study multicellular spheroids (MCS) were generated from adenovirally transfected HT-29 cells overexpressing MCP-1.For control non-transfected MCS and MCS transfected with the empty virus were used. The MCS were co-cultured with a different number of freshly elutriated blood monocytes for seven days. Afterward the expression of the surface antigens CD14 and CD33 as well as the intracellular MAC marker CD68 was determined by flowcytometry and immunohistochemistry.
Ad5_MCP-1 transfected spheroids showed a significant increased CD14 expression after seven days of co-culture with blood monocytes. In contrast the non-transfected MCS and MCS transfected with the empty virus showed intestinal-like differentiation of blood monocytes with loss of CD14 expression. It could also be confirmed that MCP-1 induces a massive migration of monocytes into three-dimensional spheroids. The experiments indicated that a high number of monocytes and the presence of MCP-1 disturb the process of differentiation into intestinal macrophages whereas low numbers of monocytes lead to a differentiation resulting in a non-reactive phenotype of intestinal macrophages.
MCP-1 has an indirect inhibitive effect on the differentiation into intestinal macrophages based on an increased migration of monocytes in the inflamed mucosa.