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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Handhabungsstrategie für die Applikation
von Zytokinen an die Darmschleimhaut, vorzugsweise von säuresensitiven
entzündungshemmenden
Wirkstoffen wie IL-10 und/oder eines löslichen TNF-Rezeptors auf oralem
Weg. Die bevorzugte erfindungsgemäße Eigenschaft besteht in der
Inokulation mit einer Suspension lebender rekombinanter Lactococcus
lactis-Zellen, die solchermaßen
konstruiert wurden, dass sie die entsprechenden Proteine produzieren.
Beispielsweise wurden Mäuse verwendet,
in denen durch die Verabreichung von Dextrannatriumsulfat (DSS)
eine chronische Entzündung des
distalen Dickdarms hervorgerufen wurde. Die Behandlung resultierte
eindeutig in einem Rückgang
der Entzündung
und der Krankheitssymptome, wie durch eine histologische Evaluation
ermittelt wurde. Dieser Befund ist sehr unerwartet, da das Applikationssystem,
nach der oralen Verabreichung, zur Entfaltung seiner Wirksamkeit
im Dickdarm, die saure Umgebung des Magens bzw. den oberen Teil
des Dünndarms
passieren muss.
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Das
Immunsystem eines Säugertiers
ist divers und komplex und beinhaltet natürliche und adaptive Immunmechanismen
und -reaktionen. Das Immunsystem wird häufig in Hinblick auf entweder
die humoralen oder zellulären
Immunantworten beschrieben. Die humorale Immunität betrifft weitestgehend die
Antikörperproduktion
und Wirkungen der B-Zellen; die zelluläre Immunität wird durch Zellen vermittelt,
einschließlich T-Zellen,
dendritische Zellen, Neutrophile, Monozyten und Makrophagen. T-Zellen
und B-Zellen stellen zwei Kategorien von Lymphozyten dar.
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Einer
der Mechanismen über
die das Immunsystem normalerweise agiert und sich selbst reguliert
beinhaltet die Produktion so genannter Zytokine. Es ist bekannt,
dass Zytokine etliche positive und negative Immunantworten vermitteln.
Zytokine agieren normalerweise durch die Bindung an einen Rezeptor
auf einer Zielzelle. Die Aktivität
der Zytokine kann auf mehrere Weisen gestört werden, beispielsweise durch
die Verabreichung löslicher
Rezeptoren (extrazelluläre
Domänen
des Rezeptors) oder durch Zytokin-Analoga oder -Derivate.
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IL-10
ist ein Zytokin, das in der Lage ist, eine Anzahl von Aktionen oder
Wirkungen zu vermitteln. Es ist bekannt, dass IL-10 an der Kontrolle
der Immunantworten verschiedener Klassen oder Untergruppen von Th-Zellen
(T-Helferzellen) beteiligt ist.
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Die
entzündliche
Darmerkrankung (ED) betrifft eine Gruppe gastro-intestinaler Funktionsstörungen, die
durch eine chronische, unspezifische Entzündung von Teilen des gastro-intestinalen Trakts
gekennzeichnet ist. Die ulzeröse
Kolitis (UC) und Morbus Chron (MC) stellen die prominentesten Beispiele
von EDs im Menschen dar. Sie sind mit vielen Symptomen und Komplikationen
assoziiert, einschließlich
Wachstumsverzögerung
bei Kindern, Mastdarmprolaps, blutigen Stühlen (z. B. Teerstuhl und/oder
Blutstuhl), Auszehrung, Eisenmangel und Blutarmut, z. B. Eisenmangelanämie und
Anämie
einer chronischen Erkrankung oder einer chronischen Entzündung. Die Ätiologie
oder Ätiologien
von EDs sind unklar. Einen Literaturhinweis darauf gibt es in Wyngaarden
and Smith (Hrsg.) Cecil's
Textbook of Medicine (W. B. Saunders Co. 1985), Berkow (Hrsg.) The
Merck Manual of Diagnosis and Therapy (Merck Sharp & Dohme Research
Laboratories, 1982) und Harrison's
Principles of Internal Medicine, 12. Aufl., McGraw-Hill, Inc. (1991).
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Die
Häufigkeit
von EDs variiert stark mit dem geographischen Ort. Eine Kollaborationsstudie über Europa
zeigt pro 100 000 ein Auftreten von 10,4 für UC und von 5,6 für MC mit
einer 40% bzw. 80% höheren Häufigkeit
von UC und MC in nördlichen
Zentren im Vergleich mit den südlichen.
Da sowohl UC als auch MC Langzeiterkrankungen sind, stellen sie
wirkliche Störungen
der Lebensqualität
dar. Morbus Chron besitzt eine bimodale Altersverteilung beim Ausbruch,
die auffallende Häufigkeitsspitzen
im Alter von 20 und 50 Jahren zeigt. Eine höhere Häufigkeit und ein schwererer
Verlauf der Erkrankung ist mit der Spitze im jüngeren Alter verbunden. Es
macht MC besonders schmerzlich, da die betroffenen Jugendlichen
und jungen Erwachsenen praktisch ihrer hohen Erwartungen an das
Leben beraubt werden, welche ja besonders in dieser sozialen Gruppe
vertreten sind.
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Die
ulzeröse
Kolitis betrifft eine chronische, unspezifische entzündliche
und ulzeröse
Erkrankung, die sich hauptsächlich
in der Dickdarmschleimhaut manifestiert. Sie ist häufig durch
blutigen Durchfall, Unterleibskrämpfen,
Blut und Schleim im Stuhl, Unwohlsein, Fieber, Anämie, Anorexie,
Gewichtsverlust, Leukozytose, Hypoalbuminämie und einer erhöhten Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit
(BSG) gekennzeichnet. Komplikationen können Blutungen, akute Kolitis,
akutes Megakolon, gelegentliche Rektovaginalfisteln und ein erhöhtes Risiko
für die
Entwicklung eines Dickdarmkrebses beinhalten.
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Die
ulzeröse
Kolitis geht ebenfalls mit Komplikationen einher, die nicht mit
dem Darm zu tun haben wie Arthritis, Morbus Bechterew, Sakrokoxitis,
hintere Uveitis, Erythema nodosum, gangrenöse Pyodermie und Episkleritis.
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Die
Behandlung unterliegt beachtlichen Schwankungen je nach Ernsthaftigkeit
und Dauer der Erkrankung. So ist beispielsweise bei einem ernsten
Anfall häufig
eine Flüssigkeitstherapie
indiziert, um eine Dehydrierung und ein Elektrolytungleichgewicht
zu verhindern. Zusätzlich
sind manchmal besondere diätetische Maßnahmen
nützlich.
Die medikamentöse
Behandlung beinhaltet verschiedene Corticosteroide, Salazosulfapyridin
und einige seiner Derivate sowie möglicherweise immunsuppressive
Wirkstoffe.
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Morbus
Chron besitzt viele Gemeinsamkeiten mit der ulzerösen Kolitis.
Morbus Chron lässt
sich dadurch unterscheiden, dass die Läsionen scharf von dem benachbarten
normalen Darm abgegrenzt sind, im Gegensatz zu den Läsionen der
ulzerösen
Kolitis, welche ziemlich diffus sind. Darüber hinaus befällt Morbus Chron
vornehmlich das Ileum (Ileitis) und das Ileum und den Dickdarm (Ileocolitis).
In einigen Fällen
erkrankt der Dickdarm alleine (granulomatöse Kolitis) und manchmal ist
der gesamte Dünndarm
betroffen (Jejunoileitis). In seltenen Fällen sind der Magen, der Zwölffingerdarm
oder die Speiseröhre
betroffen. Die Läsionen
beinhalten ein sarcoid-ähnliches
epithelioides Granulom in ungefähr
der Hälfte
der klinischen Fälle.
Die Läsionen des
Morbus Chron können
transmural sein und tiefe Geschwürbildung, Ödeme sowie
Fibrose beinhalten, was zu einem Verschluss und einer Fistelbildung
sowie zu einer Abszessbildung führen
kann. Dies steht im Gegensatz zur ulzerösen Kolitis, welche üblicherweise
zu weit flacheren Läsionen
führt,
obwohl gelegentlich die Komplikationen der Fibrose, des Verschlusses,
der Fistelbildung und Abszesse bei der ulzerösen Kolitis ebenfalls beobachtet
werden.
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Die
Behandlung ist für
beide Krankheiten ähnlich
und beinhaltet Steroide, Salazosulfapyridin und seine Derivate und
immunsuppressive Arzneien wie Cyclosporin A, Mercaptopurin und Azathioprin.
Behandlungen, die in jüngerer
Zeit entwickelt wurden und von denen sich einige immer noch in klinischen
Studien befinden, beinhalten die systemische Verabreichung (durch
Injektion) von TNF-blockierenden Verbindungen wie TNF-Antikörper oder
den löslichen
TNF-Rezeptor.
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EDs
stellen auf Grund des Fehlens einer ursächlichen Behandlung ein wirkliches
Problem der Volksgesundheit dar. Obwohl viele Patienten mit einer
konventionellen medizinischen Therapie erfolgreich versorgt werden
können,
beispielsweise mit einer entzündungshemmenden
Corticosteroid-Behandlung, werden die meisten ein Wiederauftreten
der Krankheit aufweisen und zwei Drittel werden eine Operation benötigen.
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Die
Ursache entzündlicher
Darmerkrankungen ist unbekannt. Bei der Pathogenese von MC und UC ist
wahrscheinlich ein Wechselspiel zwischen genetischen und Umweltfaktoren,
wie bakteriellen Verursachern, beteiligt, obwohl bislang keine eindeutige
Ursache identifiziert wurde. Die Haupttheorie besteht darin, dass
es bei EDs zu einer anormalen Immunreaktion kommt, welche möglicherweise
durch die Mikroflora des Darms ausgelöst wird. Auf jeden Fall ist
eindeutig gezeigt, dass T-Zellen eine wichtige Rolle in der Pathogenese
spielen. Aktivierte T-Zellen können
sowohl entzündungshemmende
als auch entzündungsfördernde
Zytokine produzieren. Anhand dieses Wissens kann EDs in einer rationalen
Weise entgegengewirkt werden. Neuartige entzündungshemmende Therapien, welche
neutralisierende monoklonale Antikörper oder entzündungshemmende
Zytokine nutzen, zeigen die Möglichkeit
auf, die immunologischen Fehlregulationen, die EDs zugrunde liegen,
zu modulieren. Eine sehr bedeutende und effektive neue Therapie
besteht in der systemischen Behandlung mit monoklonalen Anti-TNF-Antikörpern wie
oben beschrieben. Einzelne intravenöse Dosen des cA2-Infliximab-Antikörpers, die
von 5 bis 20 mg kg–1 reichen, resultierten
in einer drastischen klinischen Verbesserung des aktiven Morbus
Chron. Die Verwendung des systemisch verabreichten rekombinanten
IL-10 in einer 7-tägigen
täglichen
Verabreichungsweise, wobei Dosen von 0,5 bis 25 μg kg–1 verwendet
wurden, zeigte reduzierte Werte der Morbus Chron Aktivität und eine
erhöhte
Remission. Eine Anzahl sehr viel versprechender Therapien, entweder
zur Verwirrung entzündungsfördernder
Zytokine oder Etablierung von T-Zell-Infiltraten, zeichnen sich
zur Zeit in experimentellen Modellen ab. Allerdings bedürfen alle
diese Strategien einer systemischen Verabreichung. Die schweren
Komplikationen von EDs können
zu einer ernsten Entkräftung
und letztendlich zum Tod führen.
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Im
US Patent 5,368,854, das der Schering Corp. zugeteilt wurde, ist
eine Methode offen gelegt, IL-10 zur Behandlung von entzündlichen
Darmerkrankungen in Säugern
zu verwenden. Bei dieser Methode wird das Zytokin einem Säugetier
verabreicht, das eine ED (entzündliche
Darmerkrankung) hat. Die Verabreichung von IL-10 erfolgt, wie in
dieser Referenz beschrieben, parenteral wie intravaskulär und vorzugsweise
intravenös.
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Auf
jeden Fall ist es offensichtlich, dass ein solcher Weg der Verabreichung
für einen
(menschlichen) Patienten, der an einer ED leidet, nicht ohne Nachteile
ist. Einen viel einfacheren und angenehmeren Weg stellt eine orale
Verabreichung eines Medikaments dar, das ein Zytokin wie IL-10 oder
einen Zytokinantagonisten enthält,
der eine ähnliche
therapeutische Wirksamkeit besitzt. Noch bedeutsamer ist die Tatsache,
dass die örtlich
begrenzte Abgabe des therapeutischen Wirkstoffs eine höhere Wirksamkeit
und weniger unerwünschte
Nebenwirkungen auf Grund systemischer Aktivitäten gestattet.
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In
WO 97/14806, das der Cambridge University Technical Services Ltd.
gehört,
ist eine Methode offen gelegt, biologisch aktive Polypeptide und/oder
Antigene durch die Benutzung nicht-invasiver Bakterien, wie Lactococcus,
mittels intranasaler Verabreichung dieser Polypeptide in den Körper, insbesondere
an die Schleimhaut zu applizieren.
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In
WO 96/11277, das der DOMPE' S.
P. A. gehört,
ist eine allgemeine Methode offen gelegt, einem Tier mittels eines
rekombinanten Bakteriums, insbesondere durch eine intraperitoneale
oder intrakolische Verabreichung, therapeutische Verbindungen zu
applizieren.
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Auf
jeden Fall stellt die Behandlung einer entzündlichen Darmerkrankung, wie
der chronischen Kolitis oder des Morbus Chron, mit einem Zytokin
wie IL-10, das säureempfindlich ist,
eine sehr heikle und schwierige Aufgabe dar, die zu bewältigen ist.
Daher ist es notwendig, ein System zu entwickeln, in dem die aktive
Verbindung (z. B. ein Zytokin oder ein löslicher Rezeptor) direkt an
den Ort gebracht wird, an dem von der Verbindung erwartet wird,
dass sie ihre Wirksamkeit entfaltet, wobei das Problem der Säureempfindlichkeit
vieler Zytokine, insbesondere des IL-10, und das Erfordernis, dass
das Applikationsvehikel nach der oralen Verabreichung das saure
Milieu des Magens passieren muss, in Betracht gezogen werden muss.
Ferner degradieren verschiedene Verdauungsenzyme Polypeptide, während diese
den Magen und Darm passieren. Nicht zuletzt kann es eine in situ
Verabreichung des Wirkstoffs ermöglichen,
dass therapeutisch wirksame Konzentrationen erreicht werden, die
bei systemischeren Wegen der Verabreichung wegen systemischer Toxizität oder anderer Einschränkungen
nur schwer erreicht werden.
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Um
die Genesung eines Patienten, der an einer ED leidet, zu erreichen,
ist es notwendig, die beschädigten
Zellen und das Organ, welches die beschädigten Zellen aufweist, zum
Beispiel den Dickdarm, wiederherzustellen.
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Die
Lösung
des oben beschriebenen technischen Problems wird durch die Bereitstellung
der Ausführungsformen
erreicht, die in den Ansprüchen
beschrieben sind.
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Es
ist unsere Erfindung, einen Zytokin produzierenden grampositiven
Bakterienstamm oder einen Zytokinantagonisten produzierenden grampositiven
Bakterienstamm für
die Zubereitung eines Medikaments zur Behandlung entzündlicher
Darmerkrankungen zu verwenden. Das Zytokin oder der Zytokinantagonist,
das/der von dem bakteriellen Wirtsstamm produziert werden soll,
ist zum Beispiel IL-10, ein löslicher
TNF-Rezeptor oder ein Zytokinanalog, wie das von IL-12 abgeleitete
p40-Homodimer (ein IL-12-Antagonist), ein Interferon-γ-Antagonist,
ein IL-1-Antagonist oder ein viruskodiertes Zytokinanalog, wie EBV
BCRF1 (Baer et al., 1984), wobei der grampositive Bakterienstamm
vorzugsweise eine Lactococcus species und bevorzugterweise Lactococcus
lactis ist. Andere grampositive Bakterienstämme, die zum Zweck der vorliegenden
Erfindung verwendet werden, sind Bacillus subtilis, Streptococcus
gordonii, Staphylococcus xylosus oder ein Lactobacillus spec. wie
Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus
casei; Lactobacillus helveticus, Lactobacillus delbrueckii oder
Lactobacillus plantarum.
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Die
entzündlichen
Darmerkrankungen wie eine chronische Kolitis, ein Morbus Chron oder
eine ulzeröse
Kolitis können
gemäß der Erfindung
mit einer geeigneten Dosis der aktiven Zytokin-Verbindung, vorzugsweise IL-10 oder
löslicher
TNF-Rezeptor, behandelt werden und sorgt unerwartet für eine Wiederherstellung eines
offensichtlich normalen und gesunden Zustands des erkrankten Dickdarms.
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IL-10
kann alleine oder in Kombination mit mindestens einem zusätzlichen
therapeutischen Wirkstoff verabreicht werden. Beispiele solcher
Wirkstoffe beinhalten Corticosteroide, Salazosulfapyridin, Derivate
von Salazosulfapyridin, immunsuppressive Wirkstoffe wie Cyclosporin
A, Mercaptopurin, Azathioprin und ein weiteres Zytokin. Die gemeinsame
Verabreichung kann nacheinander oder gleichzeitig erfolgen. Eine
gemeinsame Verabreichung bedeutet im Allgemeinen, dass im Empfänger während eines
festgelegten Zeitintervalls mehrere (zwei oder mehr) Therapeutika
vorhanden sind. Üblicherweise
spricht man von einer gemeinsamen Verabreichung zweier Wirkstoffe,
wenn der zweite Wirkstoff innerhalb der Halbwertszeit des ersten
Wirkstoffs verabreicht wird.
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Daher
geht es bei der hier offen gelegten Erfindung um eine örtlich begrenzte
Zufuhr von IL-10 mittels einer in situ Synthese durch rekombinanten
L. lactis. Als ein Ergebnis davon wird bei der chronischen Kolitis, die
mit DSS induziert wurde, die Entzündung um 50% reduziert und
der Ausbruch der Kolitis in IL-10 –/– 129 Sv/Ev Mäusen verhindert.
Demnach ist die Methode im Vergleich zu starken, gut etablierten
und akzeptierten Therapien, die auf der systemischen Verabreichung
von entzündungshemmenden
Proteinen beruhen, gleichermaßen
wirkungsvoll. Der hier verwendete Vektor, L. lactis, ist ein grampositiver,
lebensmittelunbedenklicher Organismus, der vollkommen harmlos ist.
Es ist ein nicht-kolonisierender Mikroorganismus. Eine akkurate Dosierung
und zeitliche Koordinierung während
der Behandlung, deren große
Bedeutung hier gezeigt wurde, kann daher leicht erreicht werden.
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Die
entscheidende Anforderung bezüglich
der Lebensfähigkeit
des Vektors ist in der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dies weist
auf die Notwendigkeit der in situ Synthese von IL-10 hin. Der Vektor
ist tatsächlich in
der Lage, dies zu erreichen, was die de novo Synthese von IL-10
im Dickdarm zeigt.
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Ein
wirkungsvolles neuartiges Konzept für eine proteinbasierte Behandlung
im Darmtrakt ist hiermit offen gelegt. Die Behandlung kann auf oralem
Weg ausgeführt
werden, was für
pharmakologische Formulierungen am wünschenswertesten ist. Es kann
seine Wirkungen bis zum distalen Dickdarm hin vermitteln, indem eine
Verbindung mit intrinsischer Eignung für den verwendeten Verabreichungsweg
verwendet wird. Diese Methode umgeht die Notwendigkeit einer systemischen
Verabreichung. Sie eröffnet
die Möglichkeit
einer örtlich begrenzten
Applikation von Substanzen, die instabil oder schwierig in großen Mengen
herzustellen sind. Sie ist an sich sehr kosteneffektiv.
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Diese
Methode kann die Frage nach einer nachhaltigen und lokalisierten
Präsenz
von IL-10 beantworten, die in der Therapie in Konzentrationen vorliegt,
die, hinsichtlich latenter Nebenwirkungen, höher als wünschenswert sind oder sogar
höher als
sie mit systemischer Applikation erreichbar wären.
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Einige
Begriffe, die in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden,
sind im Folgenden um der Klarheit willen erklärt.
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Im
Allgemeinen bezieht sich der Begriff „Symptome" auf jeglichen subjektiven Hinweis auf
eine Erkrankung oder auf das Befinden eines Patienten. Dies beinhaltet
auch Hinweise, die vom Patienten wahrgenommen werden. Beispiele
für Symptome
von EDs beinhalten Durchfall, Abdominalschmerzen, Fieber, Teerstuhl, Blutstuhl
und Gewichtsverlust.
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Der
Begriff „Zeichen" bezieht sich im
Allgemeinen auf jeglichen objektiven Hinweis auf eine Erkrankung
oder das Befinden, üblicherweise
so wie er vom untersuchenden Arzt wahrgenommen wird oder auf Merkmale,
welche in einer Laboruntersuchung oder bei anderen Tests, wie einer
Ultraschalluntersuchung oder einer röntgenographischen Untersuchung,
zutage treten würden.
Einige Beispiele von Zeichen einer ED beinhalten Abdominalmasse,
Glossitis, aphthöse
Ulzeration, Analfissuren, Perianalfisteln, Anämie, Malabsorbtion und Eisenmangel.
Gelegentlich überlappen
Zeichen und Symptome. Zum Beispiel wenn sich ein Patient über Blutstühle (ein
Symptom) beschwert und eine Laboruntersuchung einer Stuhlprobe positiv
für Blut
(ein Zeichen) ist.
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Der
Ausdruck „geeignete
Dosierung" oder „wirksame
Menge" bedeutet
eine Menge oder Dosierung, die ausreicht, um ein Symptom oder Zeichen
eines Autoimmunzustands oder einer unerwünschten oder fehlerhaften Entzündungs-
oder Immunreaktion zu verbessern. Eine wirksame Menge für einen
bestimmten Patienten kann auf Grund von Faktoren wie dem zu behandelnden
Zustand, dem allgemeinen Gesundheitszustand des Patienten, der Methode,
dem Weg und der Dosis der Verabreichung und der Ernsthaftigkeit
der Nebenwirkungen variieren.
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Mit „Zytokin" ist ein Polypeptidfaktor
gemeint, der von einer Reihe von Zelltypen vorübergehend produziert wird und
der üblicherweise örtlich begrenzt
wirkt und durch Bindung an Rezeptoren auf der Zelloberfläche die
Expression spezifischer Gene aktiviert.
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Mit „Antagonist" ist eine Verbindung
gemeint, die an Rezeptoren bindet, diese jedoch nicht aktiviert, und
daher die Wirkung des Agonisten kompetitiv inhibiert. „Agonisten" sind Verbindungen,
die an Rezeptoren binden und sie aktivieren (z. B. endogene Liganden
wie Hormone und Neurotransmitter, chemisch synthetisierte Verbindungen,
Naturprodukte wie Alkaloide).
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Kulturmedien
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GM17
ist M17 (Difco, St. Louis), das mit 0,5 w/v% Glukose supplementiert
ist. GM17E ist GM17, das mit 5 μg/ml
Erythromycin supplementiert ist. BM9 enthält 6 g Na2HPO4, 3 g KH2PO4, 1 g NH4Cl, 0,5
g NaCI, 2 mmol MgSO4, 25 mmol NaHCO3, 25 mmol Na2CO3, 0,1 mmol CaCl2,
5 g Glukose und 5 g Casitone (Difco) pro Liter. BM9E ist BM9, das
mit 5 μg/ml
Erythromycin supplementiert ist.
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Rekombinante
DNA-Techniken
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Die
PCR-Amplifikation von DNA wurde mit der VENT-Polymerase ausgeführt, wobei
die vom Hersteller empfohlenen Bedingungen verwendet wurden. DNA-modifizierende
Enzyme und Restriktionsendonukleasen wurden unter Standardbedingungen
und in den von den Herstellern empfohlenen Puffern verwendet. Allgemeine
molekulare Klonierungstechniken und die Elektrophorese von DNA und
Proteinen wurden im Wesentlichen wie beschrieben durchgeführt (Sambrook
et al., 1990). L. lactis wurde mittels Elektroporation von Zellen
transformiert, die in Gegenwart von Glycin angezogen wurden (Wells
et al., 1993).
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Konstruktion
der Expressionsplasmide
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Das
Plasmid pT1MIL10 (1)
wurde durch die Subklonierung eines PCR-Fragments konstruiert, das mit
den Primern CAGTACAGCCGGGAAGACAAT und GCACTAGTTAGCTTTTCATTTTGAT
gewonnen wurde, wobei die PCR mit einem cDNA-Klon durchgeführt wurde, der die kodierende
Sequenz von mIL-10 beinhaltet. Für
die Ausarbeitung dieser Strategie benutzten wir die mIL-10 cDNA-Sequenz
wie sie unter der EMBL Acc. Nr. M37897 angegeben ist. Unter Verwendung
der oben angegebenen Primer konnte das mIL10-Fragment nach einer
Behandlung mit Kinase und SpeI als ein blunt-SpeI-Fragment in das
mit NaeI-SpeI geöffnete Plasmid
pT1NX (1) subkloniert
werden, das ein pTREX1-Derivat darstellt (Wells and Schofield in:
Lactic Acid Bacteria: current advances in metabolism, genetics and
applications. F. Bozoglu & R.
Bibek, Hrsg. Nato ASI Series H, Bd. 98, S. 37. Springer Verlag,
1996).
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Das
Plasmid pT1TR5AH (1)
wurde durch die Subklonierung eines PCR-Fragments konstruiert, das
mit den Primern CTGGTCCCTTCTCTTGGTGAC und CCACTAGTCTATTAATGATGATGATGATGATGCGCAGTACCTGAGTCCTGGGG gewonnen
wurde, wobei die PCR mit einem cDNA-Klon durchgeführt wurde,
der die kodierende Sequenz von sTNFr55 beinhaltet. Für die Ausarbeitung
dieser Strategie benutzten wir die sTNFr55 cDNA-Sequenz wie sie
unter der EMBL Acc. Nr. L26349 angegeben ist. Unter Verwendung der oben
angegebenen Primer wurde das sTNFr55-Fragment mit einem 6-HIS-Tag
am 3'-Ende versehen
und konnte nach einer Behandlung mit Kinase und SpeI als ein blunt-SpeI-Fragment in das mit
NaeI-SpeI geöffnete Plasmid
pT1NX subkloniert werden.
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Beide
Plasmide kodieren, dem Lactococcus-P1-Promotor nachgeschaltet, für Fusionsgene
zwischen der Sekretions-Leader-Sequenz von Usp45 (Van Asseldonk
et al., Gene 95, 155–160,
1990) und mIL-10 bzw. sTNFr55. Nach der Sekretion wird die Leader-Sequenz
abgespalten.
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Identifizierung
rekombinanter Proteine
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Rekombinantes
mIL-10 und msTNFr55 konnten im Kulturüberstand von MG1363[pT1MIL10]
bzw. MG1363[pT1TR5AH] (2)
beobachtet werden. Für
diese Untersuchung wurden 5 ml Aliquots der Kulturen mit 2 ml Phenol
extrahiert, und die Proteine wurden anschließend durch Präzipitation
mit 10 ml Ethanol aus der organischen Phase aufbereitet. Ein Teil
des Präzipitats,
der 1 ml Kulturüberstand
entsprach, wurde einer SDS-15% PAGE und einem Immunoblot unterzogen.
Proben der Kulturen wurden, wie unten beschrieben, zu relevanten
Zeitpunkten während
der Wachstumsphase der Bakterien entnommen.
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Der
Kulturüberstand
von MG1363[pT1MIL10] enthielt im Durchschnitt 1 μg ml–1 Maus-IL-10.
Die Aktivität
des Maus-IL-10 im Überstand
wurde gemessen, indem eine Maus-Mastzelllinie MC/9 verwendet wurde (Thompson-Snipes,
L. et al., J. Exp. Med. 173, 507, 1991). Humanes IL-10 bindet an
den Maus-IL-10R wie in Transfektionsexperimenten gezeigt wurde (Ho,
A. S. Y. et al., PNAS 90, 11267,1993; Liu, Y. et al., J. Immunol. 152,
1821, 1994). 1 U ml–1 von IL-10 wird als
die Menge definiert, die in der Lage ist, 50% der IFN-gamma Produktion
conA-aktivierter
Milzzellen zu inhibieren (Fiorentino, D. F. et al., J. Exp. Med.
170, 2081, 1989). Die ED50 für
diesen Effekt ist üblicherweise
0,3–0,6
ng ml–1.
Bei einer Messung mit einem Standard bekannter Aktivität (Biosource
International, CA) wies der MG1363[pT1MIL10]-Kulturüberstand eine Aktivität von etwa
8000 U ml–1 auf.
Berg et al. (J. Clin. Invest. 98, 1010–1020) berichten von einer
spezifischen Aktivität
von etwa 1,0 × 107 U mg–1 für rekombinantes mIL-10. Nach
diesen Überlegungen
und unter Berücksichtigung
der Variationen der verwendeten Methode kamen wir zu dem Schluss,
dass das rekombinante mIL-10, das im MG1363[pT1MIL10]-Kulturüberstand
vorliegt, eine volle biologische Aktivität aufweist. Es konnte keine IL-10-Aktivität in den Überständen der
Kontrollkulturen MG1363 oder MG1363[pTREX1] nachgewiesen werden.
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Der
Kulturüberstand
des Stamms MG1363[pT1TR5AH] enthielt im Durchschnitt 200 ng ml–1 msTNFr55.
Loetscher et al. (1991) zeigten, dass eine vollständige Inhibierung
der TNF zytotoxischen Aktivität durch
sTNFr55 erst ab einem molaren Verhältnis von 1000 : 1 und höher von
sTNFr55 zu TNF erzielt wurde. Der lösliche rekombinante TNFr55,
der aus dem Kulturüberstand
von MG1363[pT1TR5AH] isoliert wurde, zeigte einen gleich großen inhibitorischen
Effekt auf TNF wie er auch für
das Ursprungsprodukt berichtet wurde. Dies wurde durch eine Mischung
und damit eine Kompetitionsverdrängung
einer Titrationsserie von TNF mit einer Titrationsserie von rekombinantem
sTNFr und der Messung der TNF-Aktivität in einem Zytotoxizitätsassay
wie beschrieben gezeigt (Espevik, T and Niessen-Meyer, 1986).
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Vorbehandlung
der Mäuse
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Zur
Induktion einer chronischen Kolitis wurden die Mäuse wie von Kojouharoff et
al. beschrieben vorbehandelt (Clin. Exp. Immunol 107, 353, 1997).
Sechs bis acht Wochen alte weibliche Balb/c-Mäuse erhielten vier Behandlungsrunden
mit DSS. Jede Runde bestand aus 5% DSS im Trinkwasser für 7 Tage,
gefolgt von einem 10-Tagesintervall, während dessen sie normales Trinkwasser
erhielten. Vier bis sechs Wochen nach Beendigung der letzten DSS-Runde wurden die
Mäuse wie
angegeben mit L. lactis-Stämmen
behandelt.
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1: Übersicht über die verwendeten Plasmide
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1a: Schematische Karten
der verwendeten Plasmide. P1 ist der Lactococcus-P1-Promotor wie in Waterfield
et al., (1995) beschrieben, usp45S ist ein DNA-Fragment, welches
das Sekretionssignalpeptid von Lactocoecus-Usp45 (van Asseldonck
et al., 1990) kodiert, mil10 ist ein DNA-Fragment, welches den reifen
Teil des Maus-Interleukin-10 kodiert, tr55 ist ein DNA-Fragment,
welches den löslichen
Teil des Typ 1-TNF-Rezeptors kodiert, H6 ist ein Fragment, das 6
Histidinreste kodiert, EmR ist der Erythromycin-Selektionsmarker.
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1b: DNA-Sequenzen von pTREX1
und pT1NX
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1c: DNA-Sequenzen von pT1MIL10
und pT1TR5AH
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2:
Proteinprofil nach
einer SDS-PAGE der Kulturüberstände der
angegebenen Stämme
nach Immunoblot, aufgezeigt mit Anti-Maus-Interleukin-10- (Teilabbildung
A) oder Anti-Maus-Typ1-TNF-Rezeptor-
und anti-6 His-(Teilabbildung B)-Antisera.
-
3:
Durchschnittliche
Dickdarmlänge
von Gruppen von Mäusen,
in denen
- a) mit DSS eine chronische Kolitis
induziert wurde,
- b) mit DSS eine chronische Kolitis induziert wurde und denen
anschließend
der L. lactis Stamm MG1363[pTREX1] oral verabreicht wurde,
- c) mit DSS eine chronische Kolitis induziert wurde und denen
anschließend
der L. lactis Stamm MG1363[pT1TR5AH] oral verabreicht wurde und
- d) mit DSS eine chronische Kolitis induziert wurde und denen
anschließend
der L. lactis Stamm MG1363[pT1MIL10] oral verabreicht wurde.
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4
Durchschnittliche
Schadenswertung des Epithels im distalen Dickdarm in Gruppen von
Mäusen,
in denen
- a) mit DSS eine chronische Kolitis
induziert wurde,
- b) mit DSS eine chronische Kolitis induziert wurde und denen
anschließend
der L. lactis Stamm MG1363[pTREX1] oral verabreicht wurde,
- c) mit DSS eine chronische Kolitis induziert wurde und denen
anschließend
der L. lactis Stamm MG1363[pT1TR5AH] oral verabreicht wurde und
- d) mit DSS eine chronische Kolitis induziert wurde und denen
anschließend
der L. lactis Stamm MG1363[pT1MIL10] oral verabreicht wurde.
-
5:
Durchschnittliche
Wertung des entzündlichen
Infiltrats im distalen Dickdarm in Gruppen von Mäusen, in denen
- a) mit DSS eine chronische Kolitis induziert wurde,
- b) mit DSS eine chronische Kolitis induziert wurde und denen
anschließend
der L. lactis Stamm MG1363[pTREX1] oral verabreicht wurde,
- c) mit DSS eine chronische Kolitis induziert wurde und denen
anschließend
der L. lactis Stamm MG1363[pT1TR5AH] oral verabreicht wurde und
- d) mit DSS eine chronische Kolitis induziert wurde und denen
anschließend
der L. lactis Stamm MG1363[pT1MIL10] oral verabreicht wurde.
-
6:
Repräsentative,
mit Haematoxylin und Eosin gefärbte
Schnitte des distalen Dickdarms von Mäusen.
Normales Gewebe:
unbehandelte Tiere
DSS-Kolitis: Tiere, die mit DSS vorbehandelt
wurden, um eine chronische Kolitis zu entwickeln.
DSS-Kolitis,
MG1363[pT1MIL10]-Behandlung: Tiere, die mit DSS vorbehandelt wurden,
um eine chronische Kolitis zu entwickeln und denen anschließend der
L. lactis Stamm MG1363[pT1MIL10] oral verabreicht wurde.
DSS-Kolitis,
MG1363[pTREX1]-Behandlung: Tiere, die mit DSS vorbehandelt wurden,
um eine chronische Kolitis zu entwickeln und denen anschließend der
L. lactis Stamm MG1363[pTREX1] oral verabreicht wurde.
-
7:
Statistische Bewertung
der Histologie. Die Dickdarmschnitte wurden nach dem Zufallsprinzip
nummeriert und im Blindversuch interpretiert. Die Wertungen der
einzelnen Mäuse
wurden daraufhin dekodiert und die wieder nach Gruppen zusammengefassten
Nummern wurden statistisch ausgewertet. Die DSS-Kolitis-Balken zeigen histologische
Summenwertungen für
den distalen Dickdarm der Kontrollmäuse und der Mäuse, die
mit DSS induziert wurden, um eine chronische Kolitis zu entwickeln,
entweder unbehandelt oder mit L. lactis-Kulturen behandelt. Die
Wertung ist eine Summe der Wertungen des epithelialen Schadens und
des lympoiden Infiltrats, wobei sich beide zwischen 0 und 4 bewegen.
Gruppen von Mäusen
(n = 10) wurden alternativ für
zwei (= 2w) oder vier (= 4w) Wochen mit MG1363, MG1363[pTREX1] oder
MG1363[pT1MIL10] (= IL-10) behandelt. Einige der Kulturen wurden
vor der Inokulation mit UV (= +u.v.) bestrahlt, was die Lebensfähigkeit
der Zellen um mehr als 106-fach verringerte.
Die IL-10 –/– Kolitis-Balken
zeigen histologische Summenwertungen für Gruppen (n = 5) von 7 Wochen
alten unbehandelten, TREX-behandelten und IL-10-behandelten weiblichen 129
Sv/Ev IL-10 –/– Mäusen. Die
histologische Wertung ist eine Summe des Entzündungsgrades im proximalen,
mittleren und distalen Dickdarm, wobei sich alle zwischen 0 und
4 bewegen. Die Fehlerbalken repräsentieren
die SEM.
-
8:
Darstellung der
bakteriellen Lebensfähigkeit
nach Bestrahlung, gemessen bei OD600.
-
Um
die vorliegende Erfindung weiter offen zu legen und sie demnach
weiter zu verdeutlichen, sind im Folgenden einige Beispiele angegeben.
-
Beispiel 1
-
Behandlung der Mäuse mit
lebenden L. lactis
-
Lagerung der Expressionsstämme
-
Frisch
ausgestrichene Kulturen der L. lactis-Expressionsstämme wurden
in Abhängigkeit
von der Ab- oder Anwesenheit eines Expressionsplasmids in 10 ml
GM17 oder GM17E angeimpft und über
Nacht bei 30°C kultiviert.
Die Übernachtkulturen
wurden 1/100 in frischem GM17 oder GM17E verdünnt und für 3 Stunden bei 30°C vorkultiviert.
Die Zellen wurden durch Zentrifugation geerntet und in Abhängigkeit
von der Gegenwart von Plasmiden in BGM9 oder BGM9E resuspendiert.
Diese Kulturen wurden für
5 Stunden bei 30°C
kultiviert. Das Proteinprofil dieser Kulturen wurde anhand eines
Western-Immunoblots mit einem Äquivalent
von 1 ml Kulturüberstand
analysiert, wobei Antisera verwendet wurden, die entweder gegen
sTNFr55 oder IL-10 gerichtet waren. Das Proteinprofil zeigte das
Vorhandensein von sTNFr55 und IL-10 in den entsprechenden Spuren (2). 5 ml der ursprünglichen
GM17 oder GM17E Übernachtkulturen
wurden mit 5 ml Glyzerin versehen und bei –20°C gelagert. Diese Dauerkulturen
wurden als Startmaterial für
mehrere Experimente verwendet. Die Proteinanalyse während einer
Reihe von Einzelexperimenten zeigte, dass durch diese Vorgehensweise ein
hohes Maß an
Reproduzierbarkeit in der Herstellung der rekombinanten Proteine
erzielt werden konnte.
-
Wochen 1 und 2
-
Dauerkulturen
der L. lactis-Stämme
wurden 1/200 in 10 ml GM17 oder GM17E verdünnt und über Nacht bei 30°C kultiviert.
Die Zellen wurden durch Zentrifugation geerntet und in 1 ml BM9
oder BM9E resuspendiert. Die Kontrollen, gesunde Mäuse und
Mäuse mit
induzierter Kolitis wurden täglich
mit 100 μl-Aliquots dieser
Zellsuspensionen inokuliert.
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Wochen 3 und 4
-
Dauerkulturen
der L. lactis-Stämme
wurden 1/200 in 10 ml GM17 oder GM17E verdünnt und über Nacht bei 30°C kultiviert.
Diese Kulturen wurden 1/25 in 10 ml BM9 oder BM9E verdünnt und
für 3 Stunden
bei 30°C
kultiviert. Täglich
wurden Mäusen
Aliquots von 200 μl
intragastral (peroral) verabreicht.
-
Beispiel 2
-
Bestimmung der histologischen
Wertung
-
Die
histologische Wertung wurde im Wesentlichen wie in Kojouharoff et
al. (Clin. Exp. Immunol. 107, 353, 1997) beschrieben bestimmt.
-
Die
Mäuse wurden
mittels Genickbruch getötet.
Der Dickdarm wurde entfernt und mit PBS gewaschen. Das distale Drittel
des Dickdarms wurde der Länge
nach aufgeschnitten, auf Filterpapier gelegt und mit 10% Formalin
in PBS über
Nacht fixiert. Es wurden Längsschnitte
durch das in Paraffin eingebettete Material gemacht. Drei 3 μm-Schnitte
wurden in einem mittleren Abstand von 200 μm ausgeführt. Die Schnitte wurden mit
Haematoxylin-Eosin gefärbt.
Die histologische Analyse wurde im Blindversuch ausgeführt. Die
Mäuse wurden
einzeln gewertet und jede Wertung stellte den Mittelwert dreier
Schnitte dar.
-
Die
Histologie wurde wie folgt bewertet:
Infiltration: 0, kein
Infiltrat; 1, Infiltrat rings um die Kryptenbasen; 2, Infiltrat
reicht bis zur L. muscularis mucosae; 3, ausgedehnte Infiltration,
welche die L. muscularis mucosae erreicht und Verdickung der Schleimhaut
mit reichlichen Ödemen;
4, Infiltration der L. submucosa.
Epithelialer Schaden: 0,
normale Morphologie; 1, Verlust der Becherzellen; 2, großräumiger Verlust
der Becherzellen; 3, Verlust der Krypten; 4, großräumiger Verlust der Krypten
und/oder konzentrierte Foci polyploider Regeneration.
-
Die
Dickdarmlänge
wurde sofort nach der Dissektion und Ausbreitung auf einem Papiertuch
gemessen.
-
Die
Pathologie der chronischen Kolitis ist, neben anderen Parametern,
durch eine Verkleinerung der Länge
des Dickdarms und durch einen epithelialen Schaden und Infiltration
von Lymphozyten in einem mehr oder weniger beträchtlichen Ausmaß gekennzeichnet.
-
Die 3 zeigt deutlich einen Anstieg
der Dickdarmlänge
nach der Behandlung der Entzündungs-Mäuse mit
MG1363[pT1MIL10] und, wenn auch in einem geringeren Ausmaß, nach
der Behandlung der Mäuse
mit MG1363[pT1TR5AH].
-
Die 4 und 5 zeigen den Heilungsbeginn der chronischen
Kolitis, der in den Mäusen,
die mit MG1363[pT1MIL10] behandelt wurden, zu einem offensichtlich
höheren
Ausmaß statt
findet als in den Mäusen,
die mit MG1363[pT1TR5AH] behandelt wurden.
-
4 zeigt die histologische
Wertung des epithelialen Schadens, während die 5 das entzündliche Infiltrat zeigt, wobei
beides wie vorhergehend beschrieben bestimmt wurde.
-
Die 6 zeigt die Histologie von
normalem Gewebe im Vergleich zu entzündetem und behandeltem Gewebe.
-
In
der normalen Histologie kann man eine kontinuierliche Anordnung
von Krypten gleicher Länge
beobachten. In den Krypten können
zahlreiche Becherzellen beobachtet werden. In der Schleimhaut ist
eine geringe Anzahl von Lymphozyten vorhanden. In der Submucosa
sind keine Lymphozyten vorhanden. Im entzündeten Gewebe kann man das
Verschwinden der organisierten Kryptenstruktur beobachten, die von
Unterschieden in der Länge
bis hin zum völligen
Fehlen der Strukturen reicht. In den Überbleibseln der Krypten sind auch
keine Becherzellen vorhanden. Man kann auf Grund einer massiven
Infiltration durch Lymphozyten einen starken Anstieg der Schleimhautdicke
beobachten. Die Lymphozyten neigen dazu, Ulzerationen zu verursachen.
In ernsten Fällen
kann eine Infiltration durch Lymphozyten auch in der Submucosa beobachtet
werden. Allerdings bleibt das Epithel intakt. Die Negativkontrolle
der Behandlung mit MG1363[pTREX1] weist eine Pathologie auf, die
an stark entzündetes
Gewebe erinnert. Mäuse,
die mit MG1363[pT1MIL10] behandelt wurden, zeigen eine beinahe vollständige Wiederherstellung
der normalen Histologie, die nur wenige Überbleibsel der infiltrierenden
Lymphozyten in der Schleimhaut aufweist. Mäuse, die mit MG1363[pT1TR5AH]
behandelt wurden, zeigen ein intermediäres Ausmaß in der Pathologie.
-
Die 7 zeigt die statistische
Auswertung der histologischen Wertungen, die nach einer Behandlung mit
den angegebenen L. lactis-Stämmen
von den einzelnen Mäusen
erhalten wurden (Gruppengröße = 10). Die
Wertung wurde nach einer Auswertung von Schnitten des distalen Dickdarms
im Blindversuch, die wie beschrieben ausgeführt wurde (Kojouharoff et al.,
1997), protokolliert. Jede Maus wurde anhand von 3 Längsschnitten
ausgewertet, die gleichmäßig über den
Umfang des Dickdarms verteilt waren. Sowohl das lymphoide Infiltrat
als auch der epitheliale Schaden wurden mit 0 bis 4 Punkten bewertet,
und die Werte für
beide Parameter wurden für
jede Maus zusammengezählt.
Normale Mäuse
der Blindprobe zeigten eine histologische Wertung von 1 Punkt. Die
Mäuse,
in denen Kolitis induziert wurde, liegen ein wenig über 5 Punkten.
Alle Kontrollgruppen der L. lactis-Behandlung schwanken um diese
Zahl, mit einer leicht höheren
Tendenz in einigen Gruppen. Die Mäuse, die für 14 Tage mit mIL-10-produzierenden L.
lactis behandelt wurden, gefolgt von 14 Tagen Erholung, zeigten
jedoch einen Durchschnitt von etwa 3 Punkten. Dies ist eine Abnahme
von beinahe 50% in der Pathologie, wenn gegen den Unterschied zwischen
den unbehandelten und den Blindproben-Gruppen gemessen wird. Die
Reduktion ist signifikant (p = 0,0151).
-
Beispiel 3
-
Auf
Grund der verwendeten Kulturbedingungen ist in der Inokulationssuspension
nur eine geringe Menge (40 ng) mIL-10 im Überstand vorhanden. Um herauszufinden,
ob dieses IL-10 die beobachtete Reduktion der histologischen Wertung
hervorruft, schlossen wir die Behandlung mit UV-abgetöteten IL-10
Produzentenstämmen
mit ein. Diese Kulturen wurden kurz vor der Inokulation mit UV bestrahlt.
Die 8 zeigt, dass die
Bestrahlung die bakterielle Lebensfähigkeit von 106 cfu
auf weniger als 1 cfu verringerte, so dass keine weitere Anreicherung
von IL-10 beobachtet wurde. Dies stand nicht mit einer Zelllyse
im Zusammenhang, da kein Abfall der OD600 beobachtet
wurde und kein IL-10-Vorläufer
im Kulturüberstand
nachgewiesen werden konnte. Die Bestrahlung beeinflusst die Bioaktivität des IL-10
nicht. Erkrankte Mäuse,
die für
2 oder 4 Wochen mit den UV-behandelten Kulturen behandelt wurden,
zeigen keinen Unterschied in der Dickdarmhistologie, wenn sie mit
einer der Kontrollgruppen verglichen werden, die positiv sind für eine Enterokolitis.
Das Schicksal des restlichen IL-10 im Inokulationsmedium besteht
höchstwahrscheinlich
in einer Denaturierung und einem Abbau im Magen und Zwölffingerdarm.
Der Säuregrad
des Magens, zuerst bei pH 1,5, steigt sofort nach der Inokulation auf
pH 6. Nach 5 Minuten wird pH 4 erreicht, der im Zeitraum zwischen
30 und 60 Minuten nach der Inokulation weiter von 3,5 bis 2,5 abfällt. IL-10,
das 5 Minuten nach der Inokulation im Magen nachgewiesen wird, sinkt schnell
in seiner Konzentration und wurde 30 Minuten nach der Inokulation
nur in Spuren im Zwölffingerdarm gefunden.
Zu späteren
Zeitpunkten wurde weder hier noch im Jejunum oder Ileum IL-10 nachgewiesen.
-
Beispiel 4
-
Sieben
serielle Inokulationen von 3,4 × 109 cfu von MG1363[pT1MIL10] wurden 129 Sv/Ev
IL-10 –/– Mäusen verabreicht,
wobei 1-stündige
Zeitabstände
eingehalten wurden. Der Darm wurde 30 Minuten nach der letzten Inokulation
herauspräpariert
und in seine morphologischen Abschnitte geteilt. Die Gewebe wurden sofort
in PBS mit 1% BSA und 0,05% NaN3 homogenisiert.
Die cfu von MG1363[pT1MIL10] wurden als 7 × 106 im
Magen, 2,6 × 108 im Zwölffingerdarm,
2,8 × 107 im Jejunum, 4 × 108 im
Ileum, 8,4 × 108 im Blinddarm und 7 × 108 im
Dickdarm ermittelt. Wir haben 70 ng von löslichem IL-10 im Dickdarmhomogenisat
nachgewiesen. Keines der weiter oben liegenden Abschnitte wies einen
Gehalt von IL-10 auf. Auf Grund dessen wird geschlossen, dass rekombinante
L. lactis aktiv IL-10 im Dickdarm produzieren können.
-
Beispiel 5
-
Verhütung von Enterokolitis in IL-10 –/– Mäusen
-
Die
Leistungsfähigkeit
des oben beschriebenen Ansatzes, den Beginn der Kolitis in 129 Sv/Ev
IL-10 –/– Mäusen zu
verhindern, wurde überprüft. Diese
Mäuse entwickeln
etwa im Alter von drei bis acht Wochen spontan eine allgemeine Enterokolitis
(Kuhn et al., Cell, 1993; 75: 263–274). Entzündungsbedingte Veränderungen
treten zuerst im Blinddarm auf, steigen auf und durchqueren den
Dickdarm von 3 Wochen alten Mutanten. Eine progressive Erkrankung
in alternden IL-10 –/– Mäusen wurde
durch eine erhöhte
Anzahl multifokaler Entzündungszellinfiltrate
gekennzeichnet, die aus mononukleären Zellen und Neutrophilen
bestehen, in Begleitung mit einer mäßigen epithelialen Hyperplasie
und einer leichten Verminderung des Muzins in den Becherzellen.
Vereinzelt traten kleine epitheliale Erosionen und Kryptenabszesse
auf, und die Entzündung
bezog selten die Submucosa mit ein. IL-10 –/– Mäuse, die in unseren Studien
verwendet wurden, zeigten auf Grund der eher „sauberen" als „herkömmlichen" Bedingungen in unserem Tierhaus eine
weniger schwere Entzündung
als beschrieben.
-
Wenn
diese Mäuse
ab der Woche 3 für
6 bis 8 Wochen mit entweder Anti-IFN-γ oder Anti-IL-12 behandelt werden,
kann eine Kolitis verhindert werden (Rennick et al., J. Leukoc.
Biol., 1997 Apr, 61 (4): 389–396).
Wir behandelten 3 Wochen alte Mäuse
mit einer täglichen
intragastralen Inokulation mit IL-10-produzierenden L. lactis. Die
Mäuse wurden
für 4 Wochen
mit Kulturen entweder der mitt- oder endlogarithmischen Phase behandelt,
während
eine unbehandelte Gruppe unter identischen Bedingungen gehalten
wurde. 7 zeigt die histologischen
Wertungen, die wie beschrieben ermittelt wurden (Berg et al., J.
Clin. Invest.; 1996 Aug. 15; 98 (4): 1010–1020), mit der Ausnahme, dass
wir den Blinddarm nicht untersucht haben. Die unbehandelten Mäuse zeigen
eine durchschnittliche histologische Wertung von etwa 4,5 Punkten.
Dies entspricht gut den berichteten Daten, vorausgesetzt, dass man
den Beitrag der Blinddarmwertungen zu diesen Werten und den geringen
Alterunterschied berücksichtigt.
Die Gruppe von Mäusen,
die mit MG1363[pT1MIL10] behandelt wurde, zeigt eine durchschnittliche
histologische Wertung von 1,5 Punkten, was nur geringfügig über den
Werten liegt, die für
3 Wochen alte Mäuse
berichtet werden (Berg et al., J. Clin. Invest.; 1996 Aug. 15; 98
(4): 1010–1020).
Da es sich dabei um die Summe von 3 Werten handelt, die von 0 bis
4 Punkten reichen, wird das als eine sehr niedrige Wertung angesehen.
Aus diesen Daten wird klar, dass die Entwicklung einer Kolitis mit
dieser Behandlung verhindert werden kann.
-
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