Das Mikrobiom und seine Bakterien ziehen seit geraumer Zeit das Interesse der Forschung an und dienen als möglicher Ansatzpunkt für Therapiemöglichkeiten. In zahlreichen Forschungsarbeiten wurde der Einfluss von kurzkettigen Fettsäuren untersucht. Jedoch konnte bis jetzt noch keine Arbeitsgruppe den Einfluss von Propionat, als Hauptvertreter der kurzkettigen Fettsäuren, die von Darmbakterien ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Das Mikrobiom und seine Bakterien ziehen seit geraumer Zeit das Interesse der Forschung an und dienen als möglicher Ansatzpunkt für Therapiemöglichkeiten. In zahlreichen Forschungsarbeiten wurde der Einfluss von kurzkettigen Fettsäuren untersucht. Jedoch konnte bis jetzt noch keine Arbeitsgruppe den Einfluss von Propionat, als Hauptvertreter der kurzkettigen Fettsäuren, die von Darmbakterien gebildet werden auf das erworbene Immunsystem nachweisen und dies in Bezug zur Akzeptanz eines Transplantats setzten. Aus diesem Grund wurde in dieser Arbeit mittels MLR die T-Lymphozyten Proliferation untersucht.
Nachdem bei Reg3 Mäusen in der MLR eine signifikante Reduktion der Lymphozytenproliferation beobachtet werden konnte, wurden T-Zellen von Wildtyp-Mäusen mit Propionat vorbehandelt, um den gleichen Effekt zu erzielen. Damit wäre die These untermauert worden, dass Propionat die T-Zellen dahingehend verändert, dass sie nicht mehr so proliferativ sind. Die erste MLR war vielversprechend, jedoch waren die Zellen fast zur Gänze tot. Deshalb wurde der Versuche mehrmals wiederholt und mit den Konzentrationen von Propionat und den anderen beiden Vertretern der kurzkettigen Fettsäuren Acetat und Butyrat variiert. Jedoch stellte sich heraus, dass die alleinige Behandlung mit Propionat ex vivo nicht ausreicht, um die Zellen unreaktiver zu machen. Das passiert erst dann, wenn man die T Zellen so stark behandelt, dass sie fast alle tot sind und somit nicht mehr reagieren können. Die nächste Fragestellung, ob eine Daueranwesenheit und nicht nur Vorinkubation von 24-48h mit Propionat von Nöten ist, um die T-Lymphozytenproliferation zu mindern, konnte keine signifikanten Ergebnisse erbringen. Im letzten Versuchsansatz wurden APC untersucht, da sie in direktem Kontakt mit Lymphozyten stehen und die Bedingung für eine aktive Immunreaktion der T-Zellen sind. Auch hier zeigen die Ergebnisse keine Proliferationsminderung unter Propionatanwesenheit, sodass die Hypothese nicht bestätigt werden konnte.
Schlussfolgernd lässt sich nun sagen, dass bei dauerhafter Anwesenheit (lebenslang) von Propionat wie es bei den Reg3alpha alten Mäusen der Fall ist, eine Immunhemmung nachgewiesen werde konnte durch die verlängerte Akzeptanz des Transplantats. Den Ergebnissen dieser Arbeit zufolge, zeigt jedoch eine kurzfristige Anwendung von Propionat keinen immunsupprimierenden Effekt. Die Antwort auf die Fragestellung, ob ein Hauptvertreter der SCFA, das Propionat, eine hemmende Wirkung auf Immunzellen wie T-Lymphozyten und APC besitzt, konnte in dieser Dissertation systematisch beleuchtet werden und lässt Spielraum für weitere Versuchsansätze.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
The microbiome and its bacteria have attracted the interest of researchers for some time and serve as a possible starting point for therapeutic options. The influence of short-chain fatty acids has been investigated in numerous research studies. However, no research group has yet been able to prove the influence of propionate, as the main representative of the short-chain fatty acids produced by ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
The microbiome and its bacteria have attracted the interest of researchers for some time and serve as a possible starting point for therapeutic options. The influence of short-chain fatty acids has been investigated in numerous research studies. However, no research group has yet been able to prove the influence of propionate, as the main representative of the short-chain fatty acids produced by intestinal bacteria, on the acquired immune system and relate this to the acceptance of a transplant. For this reason, T-lymphocyte proliferation was analysed in this study using MLR.
After a significant reduction in lymphocyte proliferation was observed in Reg3alpha mice in MLR, T cells from wild-type mice were pre-treated with propionate to achieve the same effect. This would have substantiated the hypothesis that propionate alters the T cells so that they are no longer as proliferative. The first MLR was promising, but the cells were almost completely dead. The experiment was therefore repeated several times and the concentrations of propionate and the other two representatives of the short-chain fatty acids acetate and butyrate were varied. However, it turned out that treatment with propionate alone ex vivo was not sufficient to make the cells less reactive. This only happens when the T cells are treated so strongly that they are almost all dead and can therefore no longer react. The next question, whether a permanent presence and not just pre-incubation of 24-48 h with propionate is necessary to reduce T lymphocyte proliferation, did not yield any significant results. In the last experimental approach, APC were investigated, as they are in direct contact with lymphocytes and are the condition for an active immune reaction of the T cells. Here too, the results show no reduction in proliferation in the presence of propionate, meaning that the hypothesis could not be confirmed.
In conclusion, it can now be said that in the permanent presence (lifelong) of propionate, as is the case with Reg3alpha old mice, an immune inhibition could be demonstrated due to the prolonged acceptance of the transplant. However, according to the results of this study, short-term use of propionate does not show an immunosuppressive effect. The answer to the question of whether a main representative of SCFA, propionate, has an inhibitory effect on immune cells such as T-lymphocytes and APC could be systematically analysed in this dissertation and leaves room for further experimental approaches.
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