The role of the enterochromaffin cell in the pathogenesis and pathophysiology of inflammatory bowel disease
Prosjekt
- Prosjektnummer
- 46049700
- Ansvarlig person
- Marianne Furnes
- Institusjon
- NTNU, IKM
- Prosjektkategori
- Postdoc-stipend 2011
- Helsekategori
- Inflammatory and Immune System
- Forskningsaktivitet
- 5. Treatment Developement
Rapporter
Mange mennesker rammes av betennelse i tynn- og tykktarm som ved en fellesbetegnelse kalles inflammatorisk tarmsykdom. Årsaken til disse sykdommene er ukjent og mekanismene som ligger bak selve betennelsesprosessen er kompliserte og ufullstendig forstått. Vi vil i dette prosjektet studere en spesiell celletype i forbindelse med sykdommene.Mange mennesker rammes av betennelse i tynn- og tykktarm som ved en fellesbetegnelse kalles inflammatorisk tarmsykdom. Grovt sett skiller man mellom to typer inflammatorisk tarmsykdom, ulcerøs kolitt og Crohns sykdom. Ulcerøs kolitt rammer utelukkende tykktarm og endetarm, mens Crohns sykdom kan ramme alle deler av fordøyelseskanalen, men hovedsaklig tynntarm og tykktarm. Sykdommen fører til nedsatt livskvalitet, smerter, underernæring, noen ganger behov for operasjon og i enkelte tilfeller for tidlig død. Årsaken til begge disse sykdommene er ukjent og mekanismene som ligger bak selve betennelsesprosessen er kompliserte og ufullstendig forstått.
Oppnådde forskningsresultater
1. Vi bruker interleukin 10 knockout musemodell til å studere inflammatorisk tarmsykdom. Denne knockout modellen eksisterer på mange forskjellige genetiske innavlede stammer. Vi valgte den innavlede stammen BalbC som bakgrunn, da denne stammen skal vise et moderat klinisk sykdomsbilde. Ved moderat IBD vil vi både kunne studere sykdomsutviklingen, og ha en stamme som vi kan holde og avle selv ved vår dyreavdeling.
Avdeling for Komparativ Medisin (forsøksdyravdelingen) ved NTNU er nå en SPF (spesifikk patogen fri) avdeling med et så «rent» miljø at dyrene ikke viser klinisk sykdom i form av inflammatorisk tarmsykdom(IBD). Ved utvikling av inflammatorisk tarmsykdom er det et samspill mellom gener og miljø. Våre IL10KO mus utvikler kolitt ved en høyere alder enn opprinnelig forventet. Ved å oppstalle musene på uren avdeling og eksponere dem for skittent strø fra andre bur viser dyrene en IBD fenotype.
2. Vi studerer IL10 KO mus som spiser forskjellige dietter (varierende innhold av fett og sukkerarter) vil utvikle en alvorligere kolitt enn dyr på kontroll diett. Hypotesen er at diett påvirker mikrofloraen i tarmen og dette dermed påvirker graden av inflammasjon i tarm. Prøvemateriale er under analysering (genekspresjonsdata, histologisk vurdering av vevsprøver og mikroflora undersøkelser). Artikkel vil bli skrevet når alle resultater er klare.
3. Kolonskopi av mus med biopsering som teknikk for å følge sykdomsutviklingen er etablert. Biopsiene kan både brukes til histologi (immunohistokjemi, in situ hybridisering) og til RNA isolering (gen ekspresjons studier). En metode -artikkel vil bli skrevet om denne teknikken.
Jeg har sendt inn abstract til Digeswtive Deasese Week 2014; "Mouse colonoscopy with biopsies; strengths and limitations"
4. Studien av TNBS kolitt på rotte som karakteriserer kolitten endoskopisk, histologisk og genetisk er nå publisert. "Relevance of TNBS-colitis in rats: a methodological study with endoscopic, histologic and Transcriptomic characterization and correlation to IBD". Brenna Ø, Furnes MW, Drozdov I, van Beelen Granlund A, Flatberg A, Sandvik AK, Zwiggelaar RT, Mårvik R, Nordrum IS, Kidd M, Gustafsson BI.
PLoS One. 2013;8(1):e54543.
5. Artikkel som er under utarbeidelse "GUANYLIN, UROGUANYLIN AND THEIR RECEPTOR GUANYLATE CYCLASE CARE ALL DOWNREGULATED IN INFLAMMATORY BOWEL DISEASE" Øystein Brenna; Marianne W. Furnes; Atle van Beelen Granlund; Ignat Drozdov; TorunnBruland; Johanna Emgård; Gunnar Brønstad; Mark Kidd; Arne K. Sandvik; Björn I. Gustafsson.
Mange mennesker rammes av betennelse i tynn- og tykktarm som ved en fellesbetegnelse kalles inflammatorisk tarmsykdom. Årsaken til disse sykdommene er ukjent og mekanismene som ligger bak selve betennelsesprosessen er kompliserte og ufullstendig forstått. Vi vil i dette prosjektet studere en spesiell celletype i forbindelse med sykdommene.Mange mennesker rammes av betennelse i tynn- og tykktarm som ved en fellesbetegnelse kalles inflammatorisk tarmsykdom. Grovt sett skiller man mellom to typer inflammatorisk tarmsykdom, ulcerøs kolitt og Crohns sykdom. Ulcerøs kolitt rammer utelukkende tykktarm og endetarm, mens Crohns sykdom kan ramme alle deler av fordøyelseskanalen, men hovedsaklig tynntarm og tykktarm. Sykdommen fører til nedsatt livskvalitet, smerter, underernæring, noen ganger behov for operasjon og i enkelte tilfeller for tidlig død. Årsaken til begge disse sykdommene er ukjent og mekanismene som ligger bak selve betennelsesprosessen er kompliserte og ufullstendig forstått.
Vi vil i våre studier spesielt fokusere på enterochromaffin cellene (EC) i tarmen, og deres sekresjon av produkter som regulerer tarm funksjonen. Disse fysiologiske produktene er først og fremst serotonin, guanylin, substans P og melatonin. EC cellene er den dominerende nevroendokrine celletypen i tarmen og regulerer via disse produktene sekresjon og peristaltikk under fordøyelsesprosessen. En hypotese er at det ved inflammatorisk tarmsykdom er en ubalanse i EC cellenes funksjon og sekresjon. I våre studier ønsker vi å fokusere på EC cellenes funksjon i frisk og syk tarm blant annet ved hjelp av dyremodeller.
Oppnådde forskningsresultater
1. Vi bruker interleukin 10 knockout musemodell til å studere inflammatorisk tarmsykdom. Denne knockout modellen eksisterer på mange forskjellige genetiske innavlede stammer. Vi valgte den innavlede stammen BalbC som bakgrunn, da denne stammen skal vise et moderat klinisk sykdomsbilde. Ved moderat IBD vil vi både kunne studere sykdomsutviklingen, og ha en stamme som vi kan holde og avle selv ved vår dyreavdeling.
Avdeling for Komparativ Medisin (forsøksdyravdelingen) ved NTNU er nå en SPF (spesifikk patogen fri) avdeling med et så «rent» miljø at dyrene ikke viser klinisk sykdom i form av inflammatorisk tarmsykdom(IBD). Ved utvikling av inflammatorisk tarmsykdom er det et samspill mellom gener og miljø. Vi har prøvd flere forskjellige metoder(DSS og piroksikam) for å indusere kolitt med et kronisk forløp på modellen uten å få gode robuste resultater. Men i sommer innledet vi et samarbeid med Mikrobiologen (Kåre Bergh og Kirsti Løseth), og de har dyrket Helicobacter rodentium som etter inokulasjon på dyrene har gitt den ønskede kroniske kolitten.
2. Nå som IL10KO dyremodellen viser en robust fenotype har vi også fått godkjent en diett studie. Vi ønsker å studere dyr som spiser forskjellige dietter (varierende innhold av fett og sukkerarter) vil utvikle en alvorligere kolitt enn dyr på kontroll diett. Hypotesen er at diett påvirker mikrofloraen i tarmen og dette dermed påvirker graden av inflammasjon i tarm.
3. Kolonskopi av mus med biopsering som teknikk for å følge sykdomsutviklingen er etablert. Biopsiene kan både brukes til histologi (immunohistokjemi, in situ hybridisering) og til RNA isolering (gen ekspresjons studier). En studie som sammenligner genekspresjonen mellom syke IL10 KO, friske IL10 KO og wild type (BalbC) pågår.
4. Studien av TNBS kolitt på rotte som karakteriserer kolitten endoskopisk, histologisk og genetisk er nå publisert (i 2013). Studien ble også presentert på DDW som poster 2012.
5. Det er et nært forhold mellom hjernen og tarmen (the gut-brain axis), og dette samspillet er av sentral betydning for normal tarmfunksjon. I en studie på rotte har vi kuttet nerveforsyningen fra hjernen til tarmen. Vi ønsker i denne modellen å studere hva som skjer med tarminflammasjon når nerveforsyningen til tarmen forsvinner. På grunn av for få dyr i den opprinnelig studien til å oppnå signifikante resultater er nå studien utvidet med nye dyr. Denne supplerende studien pågår.
Mange mennesker rammes av betennelse i tynn- og tykktarm som ved en fellesbetegnelse kalles inflammatorisk tarmsykdom. Årsaken til disse sykdommene er ukjent og mekanismene som ligger bak selve betennelsesprosessen er kompliserte og ufullstendig forstått. Vi vil i dette prosjektet studere en spesiell celletype i forbindelse med sykdommene.Mange mennesker rammes av betennelse i tynn- og tykktarm som ved en fellesbetegnelse kalles inflammatorisk tarmsykdom. Grovt sett skiller man mellom to typer inflammatorisk tarmsykdom, ulcerøs kolitt og Crohns sykdom. Ulcerøs kolitt rammer utelukkende tykktarm og endetarm, mens Crohns sykdom kan ramme alle deler av fordøyelseskanalen, men hovedsaklig tynntarm og tykktarm. Sykdommen fører til nedsatt livskvalitet, smerter, underernæring, noen ganger behov for operasjon og i enkelte tilfeller for tidlig død. Årsaken til begge disse sykdommene er ukjent og mekanismene som ligger bak selve betennelsesprosessen er kompliserte og ufullstendig forstått.
Vi vil i våre studier spesielt fokusere på enterochromaffin cellene (EC) i tarmen, og deres sekresjon av produkter som regulerer tarm funksjonen. Disse fysiologiske produktene er først og fremst serotonin, guanylin, substans P og melatonin. EC cellene er den dominerende nevroendokrine celletypen i tarmen og regulerer via disse produktene sekresjon og peristaltikk under fordøyelsesprosessen. En hypotese er at det ved inflammatorisk tarmsykdom er en ubalanse i EC cellenes funksjon og sekresjon. I våre studier ønsker vi å fokusere på EC cellenes funksjon i frisk og syk tarm blant annet ved hjelp av dyremodeller.
Oppnådde forskningsresultater
I fra oppstart av prosjektet (1 august 2011) til i dag har vi gjort følgende;
1. Kjøpte inn en interleukin 10 knockout musemodell til å studere inflammatorisk tarmsykdom. Denne knockout modellen eksisterer på mange forskjellige genetiske innavlede stammer. Vi valgte den innavlede stammen BalbC som bakgrunn, da denne stammen skal vise et moderat klinisk sykdomsbilde. Ved moderat IBD vil vi både kunne studere sykdomsutviklingen, og ha en stamme som vi kan holde og avle selv ved vår dyreavdeling. Forsøksdyrutvalget har godkjent søknad; «avl av IL10 KO mus» 22 august 2011.
Avdeling for Komparativ Medisin (forsøksdyravdelingen) ved NTNU er nå en SPF (spesifikk patogen fri) avdeling med et så «rent» miljø at dyrene ikke viser klinisk sykdom i form av inflammatorisk tarmsykdom(IBD). Ved utvikling av inflammatorisk tarmsykdom er det et samspill mellom gener og miljø. Vi søkte derfor om en ny studie via Forsøksdyrutvalget;» Induksjon og monitorering av inflammatorisk tarmsykdom» godkjent 15.11.2011.
2. Etablert kolonskopi av mus med biopsering som teknikk for å følge sykdomsutviklingen. Biopsiene kan både brukes til histologi (immunohistokjemi, in situ hybridisering) og til RNA isolering (gen ekspresjons studier).
3. Studien av TNBS kolitt på rotte som karakteriserer kolitten endoskopisk, histologisk og genetisk er nå under bearbeidelse til artikkel.
4. Det er et nært forhold mellom hjernen og tarmen (the gut-brain axis), og dette samspillet er av sentral betydning for normal tarmfunksjon. I en studie på rotte har vi kuttet nerveforsyningen fra hjernen til tarmen. Vi ønsker i denne modellen å studere hva som skjer med tarminflammasjon når nerveforsyningen til tarmen forsvinner. Studien pågår.
Vitenskapelige artikler
Ø. Brenna, M. W. Furnes, A. van Beelen Granlund, A. Flatberg, I. Drozdov, A. K. Sandvik, R. Zwiggelaar, R. Mårvik, I. Skjåk Nordrum, M. Kidd and B. I. Gustafsson‡
Endoscopic, histological and genetic characterization of TNBS-colitis in rats
Er sendt inn til DDW(Digestive Disease Week). Kan bli valgt ut til oral presentasjon eller poster
Deltagere
- Arne Kristian Sandvik Forskningsgruppeleder
- Vidar Beisvåg Prosjektdeltaker
- Atle Van Beelen Granlund Postdoktorstipendiat
- Øystein Brenna Doktorgradsstipendiat
- Bjørn Gustafsson Forskningsgruppeleder
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 Helse Midt-Norge RHF - Samarbeidsorganet og FFU