![[img]](https://epub.uni-regensburg.de/style/images/fileicons/application_pdf.png) | Lizenz: Creative Commons Namensnennung 4.0 International (3MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-765322
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.76532
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 10 April 2025 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Ernst Holler und Prof. Dr. Matthias Evert |
| Tag der Prüfung: | 7 April 2025 |
| Institutionen: | Medizin > Lehrstuhl für Pathologie |
| Stichwörter / Keywords: | GPR43 Rezeptor, FFAR2, GvHD, Graft-versus-host Erkrankung, intestinale GvHD, Mikrobiom, Immunhistochemie, Pathophysiologie, Antibiotika, Steroide, Lerner Grad, Biopsiezeitpunkt, Überlebenszeitanalyse |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 76532 |
Zusammenfassung (Deutsch)
Aufgrund der hohen Mortalitätsrate gilt die GvHD nach wie vor als eine der größten Herausforderungen nach ASCT. Neben der Identifikation diverser Biomarker zur Früherkennung und Prognoseeinschätzung einer GvHD beschäftigte sich die Forschung der letzten Jahre vor allem mit der Rolle des Mikrobioms in der Pathogenese der GvHD. Als einer der wichtigsten Metaboliten des Mikrobioms wurden SCFA ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Aufgrund der hohen Mortalitätsrate gilt die GvHD nach wie vor als eine der größten Herausforderungen nach ASCT. Neben der Identifikation diverser Biomarker zur Früherkennung und Prognoseeinschätzung einer GvHD beschäftigte sich die Forschung der letzten Jahre vor allem mit der Rolle des Mikrobioms in der Pathogenese der GvHD.
Als einer der wichtigsten Metaboliten des Mikrobioms wurden SCFA zusammen mit ihren Rezeptoren sowohl im Tier- als auch im humanen Modell untersucht. Dabei wurden bisher die Effekte von SCFA auf einzelne Zellgruppen und die Rezeptorexpression der jeweiligen Zellentitäten betrachtet. Bislang gibt es keine in vivo Untersuchung der GPR43 Expression in der humanen Darmwand von Patienten nach ASCT. Ziel dieser Arbeit war es daher, den Zusammenhang zwischen der GPR43 Expression und der GvHD mittels immunhistochemischer Färbemethoden in intestinalen Biopsien von Patienten nach ASCT aufzuzeigen.
Dazu wurden retrospektiv 100 Biopsien von 97 Patienten untersucht, die sich im Zeitraum von 2007 bis 2019 am Uniklinikum Regensburg einer ASCT unterzogen. Es erfolgte eine immunhistochemische Färbung des GPR43 Rezeptors mithilfe zweier unterschiedlicher Antikörper und als Ergänzung die Detektion FoxP3 exprimierender Lymphozyten. Als Kon-trollproben dienten vor der ASCT gewonnene Gewebeproben. Um mögliche Einflussfaktoren für die GPR43 Expression zu identifizieren, erfolgte zusätzlich die Erfassung wichtiger klinischer Daten wie die Ausprägung der GvHD, der Biopsiezeitpunkt, die Dosierung verabreichter Antibiotika und Steroide und 3-IS Werte aus dem Urin.
Beim Vergleich der Färbeergebnisse der beiden Antikörper stellte sich heraus, dass LS-A6599 zur Visualisierung der GPR43 Expression im Stroma am geeignetsten ist, wohingegen die Darstellung der Proteinexpression im Epithel mit LS-A1578 bessere Resultate lieferte. Während die Auswertung im Colon die meisten positiven Stromazellen detektierte, wies das Ileum die geringste Menge auf. Ferner exprimierte das Zottenepithel des Duodenums signifikant mehr GPR43 als jenes im Ileum. Verglichen zu den Kontrollproben nahm die Proteinexpression sowohl im Stroma als auch im Zottenepithel nach ASCT signifikant zu. Innerhalb der postTx Proben stieg die GPR43 Expression im Stroma mit zunehmendem Schweregrad der GvHD an. Demgegenüber veränderte sich die Anzahl GPR43 positiver Zellen im Epithel der Krypten nach ASCT und in Abhängigkeit vom Lerner Grad kaum. Überdies beeinflusste der Zeitpunkt der Biopsie die Expression von GPR43. Diese war im Stroma innerhalb der ersten 30 Tage nach ASCT am höchsten und sank auch danach nicht unter den Ausgangswert vor Transplantation. Einen ähnlichen Trend zeigte das Zottenepithel, während sich die Expression in den Krypten abhängig vom Biopsiezeitpunkt nicht veränderte. Des Weiteren beeinflusste die Gabe von Steroiden und Antibiotika die Menge GPR43 positiver Zellen. Erhielten Patienten mehr als 20 mg Steroide am Tag, stieg die Proteinexpression im Stroma und sank im Epithel der Zotten und oberflächlichen Krypten. Durch die Behandlung mit Breitspektrumantibiotika erhöhte sich die GPR43 Expression sowohl im Stroma als auch im Zottenepithel, während sie in den Krypten abnahm. Die Anzahl FoxP3 positiver Treg korrelierte mit der Anzahl GPR43 positiver Zellen im Stroma. Dieser Zusammenhang verstärkte sich bei Patienten, die nicht mit Breitspektrumantibiotika behandelt wurden oder weniger als 20 mg Steroide erhielten. Eine Korrelation der immunhistochemischen GPR43 Expression mit 3-IS Werten aus dem Urin lag weder im Stroma noch im Epithel der Zotten und Krypten vor. Gleiches galt für den Vergleich der hier gewonnenen Ergebnisse mit den Resultaten aus der PCR-Analyse. In der Überlebenszeitanalyse konnte anhand der GPR43 Expression außerdem keine prognostische Aussage hinsichtlich des Risikos für TRM oder RRM getroffen werden.
Die immunhistochemische Analyse legt nahe, dass die GPR43 Expression in Stroma- und Epithelzellen unterschiedlichen Regulationsmechanismen unterliegt. Um dies zu bestätigen, benötigt es weitere Studien, die sich mit den jeweiligen Signalwegen, den Interaktionen zwischen den Zellentitäten und dem Einfluss von Mikroben und Medikamenten auf die Proteinexpression beschäftigen. Ferner sind entsprechende Untersuchungen notwendig, um zu klären, ob eine Neutropenie für die Hochregulation des FFAR2 im Stroma in der Anfangsphase nach ASCT verantwortlich ist. Überdies gilt es zu erforschen, durch welche genauen Mechanismen Antibiotika und Steroide die GPR43 abhängige Induktion von Treg beeinflussen und ob sich daraus ein therapeutischer Nutzen ergibt. Abschließend sollte der Zusammenhang zwischen BCoAT, einem indirekten Marker für die Anwesenheit Butyrat-produzierender Spezies, und der GPR43 Expression näher analysiert werden. Dadurch kann geklärt werden, ob die Anzahl der Mikroben und die daraus resultierende vermehrte Produktion von SCFA die Expression von GPR43 steigert. Lässt sich dies bestätigen, eröffnet sich mit dem Transfer bestimmter Bakterienstämme eine neue Therapiemöglichkeit, mit der der Verlauf und die Prognose der GvHD günstig beeinflusst werden können. Die deutlichsten Veränderungen hinsichtlich der GPR43 Expression wurden in dieser Arbeit im Stroma festgestellt. Dies deutet darauf hin, dass vor allem die Proteinexpression dieses Kompartiments eine Rolle in der Pathophysiologie der GvHD spielt und den Krankheitsverlauf steuert. Eine Identifikation der einzelnen Stromazellen kann in zukünftigen Arbeiten mithilfe der Multiplex-Chip-Technologie, welche die Koexpression von GPR43 und zellspezifischen Markern visualisiert, erfolgen. Dadurch können weitere Erkenntnisse hinsichtlich der pathophysiologischen Bedeutung des GPR43 Rezeptors für die GvHD gewonnen werden.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Due to the high mortality rate, GvHD is still considered one of the greatest challenges after ASCT. In addition to the identification of various biomarkers for the early detection and prognosis assessment of GvHD, research in recent years has focused primarily on the role of the microbiome in the pathogenesis of GvHD. As one of the most important metabolites of the microbiome, SCFA together with ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Due to the high mortality rate, GvHD is still considered one of the greatest challenges after ASCT. In addition to the identification of various biomarkers for the early detection and prognosis assessment of GvHD, research in recent years has focused primarily on the role of the microbiome in the pathogenesis of GvHD.
As one of the most important metabolites of the microbiome, SCFA together with their receptors have been investigated in both animal and human models. Until now, the effects of SCFA on individual cell groups and the receptor expression of the respective cell entities have been investigated. To date, there is no in vivo investigation of GPR43 expression in the human intestinal wall of patients after ASCT. The aim of this work was therefore to reveal the relationship between GPR43 expression and GvHD using immunohistochemical staining methods in intestinal biopsies from patients after ASCT.
For this purpose, 100 biopsies from 97 patients who underwent ASCT at Regensburg University Hospital between 2007 and 2019 were retrospectively examined. Immunohistochemical staining of the GPR43 receptor was performed using two different antibodies and, in addition, FoxP3-expressing lymphocytes were detected. Tissue samples obtained prior to ASCT were used as control samples. In order to identify possible influencing factors for GPR43 expression, important clinical data such as the severity of GvHD, the time of biopsy, the dosage of antibiotics and steroids administered and 3-IS values from the urine were also recorded.
When comparing the staining results of the two antibodies, it was found that LS-A6599 is most suitable for visualizing GPR43 expression in the stroma, whereas the visualization of protein expression in the epithelium with LS-A1578 provided better results. While the evaluation in the colon detected the most positive stromal cells, the ileum showed the lowest amount. Furthermore, the villous epithelium of the duodenum expressed significantly more GPR43 than that of the ileum. Compared to the control samples, protein expression increased significantly in both the stroma and the villous epithelium after ASCT. Within the postTx samples, GPR43 expression in the stroma increased with increasing severity of GvHD. In contrast, the number of GPR43 positive cells in the epithelium of the crypts hardly changed after ASCT and depending on the Lerner grade. In addition, the time of biopsy influenced the expression of GPR43. It was highest in the stroma within the first 30 days after ASCT and did not fall below the pre-transplant baseline. The villous epithelium showed a similar trend, while the expression in the crypts did not change depending on the time of biopsy. Moreover, the administration of steroids and antibiotics influenced the amount of GPR43 positive cells. When patients received more than 20 mg of steroids per day, protein expression increased in the stroma and decreased in the epithelium of the villi and superficial crypts. Treatment with broad-spectrum antibiotics increased GPR43 expression in both the stroma and villus epithelium, while it decreased the expression in the crypts. The number of FoxP3-positive Treg correlated with the number of GPR43-positive cells in the stroma. This correlation increased in patients who were not treated with broad-spectrum antibiotics or who received less than 20 mg of steroids. There was no correlation of immunohistochemical GPR43 expression with 3-IS values from the urine, neither in the stroma nor in the epithelium of the villi and crypts. The same applied to the comparison of the immunohistochemical findings with the results from the PCR analysis. In the survival time analysis, GPR43 expression did not allow any prognostic statement to be made regarding the risk of TRM or RRM.
The immunohistochemical analysis suggests that GPR43 expression in stromal and epithelial cells is subject to different regulatory mechanisms. To confirm this, further studies are needed to investigate the respective signaling pathways, the interactions between the cell entities and the influence of microbes and drugs on protein expression. Furthermore, appropriate studies are needed to clarify whether neutropenia is responsible for the upregulation of FFAR2 in the stroma in the initial phase after ASCT. Moreover, the exact mechanisms by which antibiotics and steroids influence the GPR43-dependent induction of Treg and whether this results in a therapeutic benefit need to be investigated. Finally, the relationship between BCoAT, an indirect marker for the presence of butyrate-producing species, and GPR43 expression should be analyzed in more detail. This can clarify whether the number of microbes and the resulting increased production of SCFA increases the expression of GPR43. If this can be confirmed, the transfer of certain bacterial strains will open up a new therapeutic option with which the course and prognosis of GvHD can be favorably influenced. In this study, the most significant changes in GPR43 expression were found in the stroma. This indicates that the protein expression of this compartment in particular plays a role in the pathophysiology of GvHD and controls the course of the disease. In future work, the individual stromal cells can be identified using multiplex chip technology, which visualizes the co-expression of GPR43 and cell-specific markers. This will provide further insights into the pathophysiological significance of the GPR43 receptor for GvHD.
Metadaten zuletzt geändert: 10 Apr 2025 08:34
Nur für Besitzer und Autoren: Kontrollseite des Eintrags
Downloadstatistik