eRapport

Epithelial barrier function and mucosal disease

Prosjekt
Prosjektnummer
2008068
Ansvarlig person
Finn-Eirik Johansen
Institusjon
Oslo universitetssykehus HF
Prosjektkategori
Nytt flerårig forskningsprosjekt
Helsekategori
Inflammatory and Immune System
Forskningsaktivitet
1. Underpinning
Rapporter
2011
En ”trialog” mellom tarmbakterier, epitelceller og immunsystemet er viktig for normal tarmfunksjon og vertens fysiologi. Vi har funnet at epiteliale forsvarsgener skrus på for å hindre at normale bakterier blir sykdomsfremmende under fravær av tarmens dominerende antistoff, sekretorisk IgA.I tykktarmen hos et vanlig friskt menneske finnes omtrent 100 trillioner bakterier av mer enn tusen forskjellige arter. Disse bakteriene har mange gode funksjoner, men hvis de angriper verten eller hvis immunforsvaret overreagerer på dem kan det oppstå akutte eller kroniske betennelser. Samspillet mellom tarmbakteriene og verten reguleres av en rekke faktorer og en meget viktig vertsfaktor er sekretoriske antistoffer. Disse antistoffene transporteres ut til tarmhulen hvor bakteriene er, og hindrer dem i å penetrere epitelet og inn i kroppen. Vi har laget en genmodifisert mus som ikke kan transportere antistoffer til tarmhulen. Vi har vist at dette forårsaker endringer i tarmbakterienes totale sammensetning, men det følger ingen automatisk patologi ved dette. En viktig årsak til at bakteriene ikke blir patogene i fravær av IgA er at epitelcellene aktiverer medfødte forsvarsgener som holder bakteriene i sjakk. Når vi utsatte mus uten IgA-transport for eksperimentell betennelse, ved å gi dekstransulfat i drikkevannet, derimot kunne ikke epiteliale forsvarsgener overkomme fravær av IgA. Mus uten IgA transport ble sykere enn vanlige mus, og dette var drevet av de normale tarmbakteriene. Disse resultatene viser at i en sunn og funksjonell tarm pågår det en trialog mellom tarmbakterier, epitelceller og immunsystemet. Når én komponent i dette samspillet, som fravær av sekretorisk IgA, endres vil kompensatoriske mekanismer inntreffe. Men dersom påkjenningen blir for stor, som ved dekstransulfat drevet betennelse samtidig med fravær av sekretorisk IgA, er kompensatoriske mekanismer ikke tilstrekkelige og utfallet er forverret sykdom.
2010
”Gode” tarmbakterier er viktige for normalt opptak av næring og utvikling av immunsystemet, men en balanse mellom bakteriene og vertens immunsystem er viktig for god helse.I tykktarmen hos normale friske mennesker er det ca 1 000 milliarder bakterier per milliliter innhold. Det er med andre ord flere bakterier i tarmen enn det er celler i kroppen og disse tilhører flere tusen forskjellig arter. Tarmbakteriene er i hovedsak ”gode” og viktige for normal tarmfunksjon og normal utvikling av immunsystemet. Ved svikt i epitelbarrieren som beskytter kroppens hulrom kan imidlertid normale tarmbakterier forårsake kroniske betennelser som inflammatorisk tarmsykdom. Denne barrieren er forsterket av medfødte mekanismer som slimdannelse og av immunologiske mekanismer som sekretoriske antistoffer (tilpassede forsvarsproteiner). Dette prosjektet ønsker å utforske sammenhengen mellom tarmbakteriers tilstedeværelse og sammensetning, tarmens antistoffbaserte immunsystem og kronisk eller akutt betennelse. Vi har oppdaget at fravær av antistofftransport til tarmen (i genmodifiserte mus) endrer sammensetningen av bakteriene i tarmen. Fravær av antistoffer i tarmen gjør også verten mer utsatt for betennelse. Om dette skyldes den endrede sammensetningen av bakteriene, eller et svekket immunforsvar forsker vi videre på. Det er tidligere kjent at tarmens antistoffer er viktige for å hindre at sykdomsfremkallende ”onde” bakterier trenger inn i kroppen, men vårt arbeid impliserer at tarmens antistoffer er viktige også for å forhindre at normale ”gode” tarmbakterier invaderer kroppen og forårsaker betennelse. Vi har også oppdaget at fravær av antistofftransport kan øke medfødt immunforsvar mot bakterier ved at epitelet produserer antibakterielle proteiner. Dette viser at det er samspill mellom det medfødte og det ervervede immunforsvar i tarmen og at disse samarbeider for å hindre at normale tarmbakterier invaderer kroppen og forårsaker sykdom.
2009
”Gode” tarmbakterier er viktige for normalt opptak av næring og utvikling av immunsystemet, men en balanse mellom bakteriene og vertens immunsystem er viktig for god helse.I tykktarmen hos normale friske mennesker er det ca 1 000 000 000 000 000 bakterier, som tilhører flere tusen forskjellig arter. Det er med andre ord flere bakterier i tarmen enn det er celler i kroppen. Disse bakteriene er i hovedsak ”gode” og viktige for normal tarmfunksjon og normal utvikling av immunsystemet. Ved svikt i epitelbarrieren som beskytter kroppens hulrom kan imidlertid normale tarmbakterier forårsake kroniske betennelser som inflammatorisk tarmsykdom. Denne barrieren er forsterket av medfødte mekanismer som slimdannelse og av immunologiske mekanismer som sekretoriske antistoffer (tilpassede forsvarsproteiner). Dette prosjektet ønsker å utforske sammenhengen mellom tarmbakteriers tilstedeværelse og sammensetning, tarmens antistoffbaserte immunsystem og kronisk eller akutt betennelse. I 2009 har vi funnet at fravær av antistofftransport til tarmen (i genmodifiserte mus) endrer sammensetningen av bakteriene i tarmen. Detaljene i hvordan dette er endret og hvilken betydning det har for vertsorganismen forsker vi videre på. Vi har videre oppdaget at fravær av antistofftransport kan øke medfødt immunforsvar mot bakterier. Det er tidligere kjent at tarmens antistoffer er viktige for å hindre at sykdomsfremkallende ”onde” bakterier trenger inn i kroppen, men vårt arbeid impliserer at tarmens antistoffer er viktige også for å forhindre at normale tarmbakterier invaderer kroppen og forårsaker betennelse. Videre viser vi at det er samspill mellom det medfødte og det ervervede immunforsvar i tarmen og at disse samarbeider for å hindre at normale tarmbakterier invaderer kroppen.
2008
”Gode” tarmbakterier er viktige for normalt opptak av næring og utvikling av immunsystemet, men en balanse mellom bakteriene og vertens immunsystem er viktig for god helse.I tykktarmen hos normale mennesker er det ca 1015 bakterier, som tilhører flere tusen forskjellig arter. Det er med andre ord flere bakterier i tarmen enn det er celler i kroppen. Disse bakteriene er i hovedsak ”gode” og viktige for normal tarmfunksjon og normal utvikling av immunsystemet. Ved svikt i epitelbarrieren som beskytter kroppens hulrom kan imidlertid normale tarmbakterier forårsake kroniske betennelser som inflammatorisk tarmsykdom. Denne barrieren er forsterket av medfødte mekanismer som slimdannelse og av immunologiske mekanismer som sekretoriske antistoffer (tilpassede forsvarsproteiner). Dette prosjektet ønsker å utforske sammenhengen mellom tarmbakteriers tilstedeværelse og sammensetning, tarmens antistoffbaserte immunsystem og kronisk eller akutt betennelse. Til dette arbeidet har vi i 2008 benyttet oss av både etablerte og nye og dyremodeller for akutt tarmbetennelse. Vi har vist at i en slik modell er mus som ikke transporterer antistoff til tarmhulen (pga en mutasjon i genet for transportproteinet for antistoffene) mer utsatt for akutt betennelse enn normale mus. Vi har utviklet en ny metode for oral bredspektret antibiotikabehandling av mus og vist at slik behandling kan forhindre betennelse, både i normale og gendefekte mus. Det er tidligere kjent at tarmens antistoffer er viktige for å hindre at sykdomsfremkallende ”onde” bakterier trenger inn i kroppen, men dette arbeidet impliserer at tarmens antistoffer er viktige også for å forhindre at normale tarmbakterier invaderer kroppen og forårsaker betennelse.
Vitenskapelige artikler
Reikvam Dag Henrik, Erofeev Alexander, Sandvik Anders, Grcic Vedrana, Jahnsen Frode Lars, Gaustad Peter, McCoy Kathy D, Macpherson Andrew J, Meza-Zepeda Leonardo A, Johansen Finn-Eirik

Depletion of murine intestinal microbiota: effects on gut mucosa and epithelial gene expression.

PLoS One 2011;6(3):e17996. Epub 2011 mar 21

PMID: 21445311

Doktorgrader
Dag Henrik Reikvam

PhD

Disputert:
september 2011
Hovedveileder:
Finn Eirik Johansen

eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT

Alle henvendelser rettes til eRapport

Personvern  -  Informasjonskapsler