Untersuchung des intrazellulären Gliadintransports in Enterozyten von Zöliakie-Patienten und Nicht-Zöliakie-Patienten unter Einfluss von Immunglobulinen der Klasse G

Abstract

Die Zöliakie (CD) ist eine systemische, entzündliche Erkrankung, die durch den Verlust der physiologischen Toleranz gegenüber Gluten gekennzeichnet ist. Die einzige Therapie besteht in einer lebenslangen glutenfreien Ernährung (GFD). Obwohl eine strikte GFD notwendig ist, um Langzeitkomplikationen zu verhindern, wird diese nicht von allen Patienten eingehalten. Daher ist die Entwicklung einer langfristig wirksamen Therapie/Prävention wünschenswert. Enterozyten können als unkonventionelle antigenpräsentierende Zellen fungieren. Toleranz gegenüber Gluten könnte (wieder-)hergestellt werden, indem Gliadin in die späten Endosomen der Enterozyten geleitet wird, da auf diese Weise die Assoziation mit HLA-Klasse-2-Molekülen und die Präsentation an regulatorische CD4+-T-Zellen ermöglicht wird. Eine solche Veränderung des Gliadintransportwegs ist durch Serum von CD-Patienten, welches anti-Gliadin-IgG und -IgA enthielt, bereits gelungen. Muttermilch enthält ebenfalls anti-Gliadin-IgG und -IgA und das Stillen des Säuglings kann diesen vor der Entwicklung einer Zöliakie schützen. Daher lautete die Hypothese dieser Arbeit: Anti-Gliadin-IgG können die Verteilung intrazellulärer Gliadinpeptide in Enterozyten verändern.Insbesondere stellten wir die Hypothese auf, dass durch anti-Gliadin-IgG der Gliadinpeptidanteil in frühen und späten Endosomen erhöht werden kann. Zur Überprüfung der Hypothese wurden Duodenalbiopsien von 12 CD- und 8 Nicht-CDPatienten mit Gliadin und anti-Gliadin-IgG inkubiert und anschließend immunelektronenmikroskopisch ausgewertet. Dabei konnten keine signifikanten Veränderungen der intrazellulären Gliadinpeptidverteilung festgestellt werden. Offen geblieben ist, ob die eingesetzten IgG-Konzentrationen zu niedrig waren oder ob der neonatale Fc-Rezeptor für IgG, anti-Gliadin-IgA oder weitere Faktoren in Serum oder Muttermilch für eine erhöhte Gliadinpeptidaufnahme in späte Endosomen verantwortlich gemacht werden können. Neben der untersuchten Fragestellung zeigte sich bei einem Teil der Patienten eine deutliche Markierung von apikaler Membran und Golgi-Apparat durch die beiden eingesetzten anti-Gliadin-Antikörper. Ursache dieser verstärkten Markierung könnten eine gesteigerte Gliadinpeptidaufnahme oder Kreuzreaktionen der anti-Gliadin-Antikörper mit endogenen Proteinen sein. Diese offenen Fragen und auch das Bindungsverhalten der eingesetzten Antikörper könnten in weiteren Studien genauer untersucht werden. Celiac disease (CD) is a systemic, inflammatory disorder characterized by the loss of tolerance to dietary gluten. The only treatment currently available is a gluten free diet (GFD) for life. Strict dietary compliance is necessary to prevent future complications. Nevertheless some patients stop following GFD. Therefore, the development of a curative treatment or prevention is desirable. Enterocytes being non-conventional antigen presenting cells can present exogenous antigens to CD4+ T cells. Tolerance might be (re-)established by directing gliadin into late endosomes of enterocytes and thus enabling association with HLA class 2 and presentation to regulatory CD4+ T cells. Routing of gliadin into late endosomes can be achieved by adding serum of CD patients containing anti-gliadin IgG and IgA. Breast milk also contains anti-gliadin IgG and IgA and breast feeding has been shown to prevent development of celiac disease. Hence, we hypothesized that anti-gliadin IgG can alter the intracellular distribution of gliadin, and in particular that the gliadin content in early and late endosomes can be increased in such way. In order to test the hypothesis, duodenal biopsy specimen from 12 CD and 8 non-CD patients were incubated with gliadin and anti-gliadin IgG followed by evaluation using immunoelectron microscopy. Significant changes regarding the intracellular distribution of gliadin were not observed. However, a role of anti-gliadin IgG and FcRn cannot be excluded. Furthermore, anti-gliadin IgA or other serum factors might be able to cause uptake of gliadin into late endosomes. Aside from the hypothesis we found remarkably intense labeling of golgi apparatus and apical membrane in some of the patients that cannot be explained. Further investigations are needed to address these questions including a detailed assessment of the specific labeling properties of the anti-gliadin antibodies.