Translokation von Tropheryma whipplei über das Darmepithel

Hintergrund: Tropheryma whipplei (TW) verursacht in immunologisch Prädisponierten den Morbus Whipple, der neben dem Dünndarm (Malabsorptionssyndrom) auch andere Organe wie Gelenke, die Haut, das Herz, die Lunge und das ZNS betreffen kann. Nach der Passage von TW über das Darmepithel reichert sich das Bakterium in Lamina propria-Makrophagen an. Der Mechanismus der Darmepithelpassage ist allerdings unklar.

Methoden: Ex vivo TW-Exposition von humanem Dünndärmen in Ussingkammern und Messung des transepithelialen Widerstands (TER). Exposition verschiedener Darmepithelzelllinien (Caco-2, T84, HT-29/B6, IPEC-J2) mit TW. Analyse mittels konfokaler Mikroskopie (k-LSM) sowie Elektronenmikroskopie (Elmi). Expression von dominant-negativen (DN) Konstrukten für Dynamin, Clathrin und Caveolin zur selektiven Endozytosehemmung in Caco-2 und Quantifizierung der TW-Endozytose im FACS.

Resultate: TW induzierte einen signifikanten Abfall des TER in Dünndärmen sowie in allen getesteten Darmzelllinien. Darstellung intrazellulärer TW mittels k-LSM und Elmi. Exposition mit TW induzierte epitheliale Apoptose (3,3% der Epithelzellen act-Caspase3-pos vs. 0,4% in Kontrolle). Hemmung der Apoptose (ZVAD) verminderte den TW-Effekt auf den TER signifikant. Die Aufnahme von TW durch Epithelzellen wurde signifikant nur durch Expression eines DN Dynamins aber nicht eines DN Clathrins vermindert.

Zusammenfassung: TW wird per Dynamin-abhängiger, Clathrin-unabhängiger Endozytose durch das Dünndarmepithel aufgenommen. Hier induziert es Epithelzellapoptose, die zum epithelialen Barrieredefekt bei Morbus Whipple beiträgt.