Die selektive Reduktion von T-Helfer-17-Zellen in Interleukin-21-defizienten Mäusen vermindert die Entwicklung einer intestinalen Entzündungsreaktion

Zielsetzung und Fragestellung: Typ-1-Zytokine induzieren die Ausbildung einer zellulären Immunreaktion durch Interferon-γ (IFN-γ) oder Interleukin-17 (IL-17) produzierende Zellen. Bei der Erkrankung Morbus Crohn, die durch die Effektorzytokine IFN-γ und IL-17 charakterisiert ist, findet sich eine erhöhte Expression des Typ-1 Zytokins Interleukin-21 (IL-21) insbesondere in entzündeten Arealen. Ziel dieser experimentellen Untersuchung war es, den Einfluss von IL-21 auf die Entwicklung einer intestinalen Entzündungsreaktion zu definieren. Materialien und Methoden: Für die Versuche wurden homozygot IL-21-defiziente B6;129S5 (IL-21^-/-) Mäuse und wildtyp Mäuse (WT) verwendet. Für in vitro Funktionsanalysen wurden naive CD4⁺ Zellen aus Milz und mesenterialen Lymphknoten (MLN) isoliert und in Richtung T-Helfer-1 und T-Helfer-17 polarisiert. Durch Gabe von 5% DSS im Trinkwasser wurde eine akute Kolitis induziert. An Tag 7 wurden das Kolon und MLN hinsichtlich IL-17 Expression mittels qPCR und Durchflusszytometrie untersucht. Die Verteilung von Treg im Kolon erfolgte mittels Immunhistochemie. Ergebnisse und Diskussion: Bezüglich der T-Zell-Differenzierung konnten wir in vitro zeigen, dass sich CD4⁺ T-Zellen von IL-21^-/- Mäusen unter T-Helfer-17-polarisierender Stimulation im Vergleich zu WT CD4⁺ T-Zellen signifikant vermindert in IL-17-produzierende T-Zellen entwickeln. Für eine T-Helfer-1-Polarisation konnte dies jedoch nicht nachgewiesen werden. Im Tiermodell bewirkte die Gabe von 5% DSS im Trinkwasser eine akute Kolitis mit Gewichtsverlust. Homozygot IL-21-defiziente Mäuse wiesen einen signifikant reduzierten Gewichtsverlust im Vergleich zu WT Mäusen auf. Dieser Schutz vor einer intestinalen Entzündungsreaktion ist bei IL-21^-/- Mäusen auf zwei Effekte zurückzuführen. Zum einen konnten wir zeigen, dass sich bei der Kolitis in MLN von IL-21^-/- Mäusen im Vergleich zu WT Mäusen signifikant weniger T-Helfer-17-Zellen zu finden waren, wohingegen bei T-Helfer-1-Zellen kein Unterschied detektiert werden konnte. Zum anderen ergab sich in weiteren Untersuchungen eine erhöhte Anzahl Foxp3⁺ Treg im Kolon von IL-21^-/- Mäusen. Schlussfolgerung: In diesen Untersuchungen konnte die zentrale Bedeutung von IL-21 für die T-Helfer-17-Differenzierung und Verteilung von Treg im Kolon bei einer Kolitis dargelegt werden.