Messung von 6-Thioguanosin-5'-Monophosphat, -Diphosphat und -Triphosphat in Erythrozyten und Ansprechen auf eine Azathioprin-Therapie in chronisch entzündlichen Darmerkrankungen

Die Ätiopathogenese von Morbus Crohn und Colitis ulcerosa ist bis heute unklar. Azathioprin ist das wichtigste Immunsuppressivum in der Therapie der beiden Erkrankungen. Der Wirkmechanismus ist unklar. Eine Entschlüsselung des Wirkmechanismus könnte zu einer Optimierung des Medikamentes mit Reduktion der unerwünschten Wirkungen genutzt werden. Der Metabolismus von Azathioprin ist komplex. TGTP löst in Lamina propria-T-Zellen Apoptose aus und wird als aktiver Metabolit betrachtet. In einer Stichprobe von 133 Patienten konnte gezeigt werden, dass hohe TGTP-Spiegel, insbesondere in Verbindung mit niedrigen TGDP-Spiegeln, ein Ansprechen auf die Therapie prognostizieren können.

Bone healing around titanium implants in two rat colitis models

Objective: Crohn's disease is a chronic inflammatory process that has recently been associated with a higher risk of early implant failure. Herein we provide information on the impact of colitis on peri-implant bone formation using preclinical models of chemically induced colitis. Methods: Colitis was induced by intrarectal instillation of 2,4,6-trinitro-benzene-sulfonic-acid (TNBS). Colitis was also induced by feeding rats dextran-sodium-sulfate (DSS) in drinking water. One week after disease induction, titanium miniscrews were inserted into the tibia. Four weeks after implantation, peri-implant bone volume per tissue volume (BV/TV) and bone-to-implant contacts (BIC) were determined by histomorphometric analysis. Results: Cortical histomorphometric parameters were similar in the control (n = 10), DSS (n = 10) and TNBS (n = 8) groups. Cortical BV/TV was 92.2 ± 3.7%, 92.0 ± 3.0% and 92.6 ± 2.7%. Cortical BIC was 81.3 ± 8.8%, 83.2 ± 8.4% and 84.0 ± 7.0%, respectively. No significant differences were observed when comparing the medullary BV/TV and BIC (19.5 ± 6.4%, 16.2 ± 5.6% and 15.4 ± 9.0%) and (48.8 ± 12.9%, 49.2 ± 6.2 and 41.9 ± 11.7%), respectively. Successful induction of colitis was confirmed by loss of body weight and colon morphology. Conclusions: The results suggest bone regeneration around implants is not impaired in chemically induced colitis models. Considering that Crohn's disease can affect any part of the gastrointestinal tract including the mouth, our model only partially reflects the clinical situation. © 2012 John Wiley & Sons A/S.

Expressionsunterschiede verschiedener miRNAs bei chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen

Chronisch-entzündliche Darmerkrankungen konfrontieren unsere heutige Gesellschaft mit hohen Inzidenzraten in der westlichen Welt und zunehmend steigenden Inzidenzraten im asiatischen Raum. Die Folgen für die Patienten sind eine starke Beeinträchtigung der Lebensqualität, mit sozialen und wirtschaftlichen Folgen sowie ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung kolorektaler Karzinome. Durch die Entdeckung von 22 nt langen, regulierenden RNAs, auch genannt miRNAs, wurde ein neuer Baustein im Verständnis zellulärer Regelprozesse und der Differenzierung und Aktivierung von Antworten etwa des Immunsystems entdeckt. Somit stellt sich die Frage nach der Bedeutung von miRNAs im Rahmen von chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen. Hierzu wurden in dieser Arbeit über ein miRNA-Array System 12 miRNAs als potentiell relevante Ziele identifiziert und an einem Kollektiv aus insgesamt 131 Patienten und 163 Biopsien aus dem Bereich des Darmes überprüft. Es zeigte sich hierbei, dass im Rahmen eines Morbus Crohn mit Befall des Dickdarms die miRNAs let-7d und miR-22 in gesteigerter Expression vorlagen. Da im terminalen Ileum eine gesonderte Immunsituation vorliegt, wurde dieser Bereich zusätzlich bei der Erkrankung Morbus Crohn untersucht. Es zeigten sich Expressionsveränderungen für die miRNAs miR-30e, miR-185, miR-374b und miR-424. Bei Patienten mit einer Colitis ulcerosa waren die miRNAs let-7d, miR-185 und miR-424 in ihrem Expressionsverhalten verändert. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass in Abhängigkeit vom Entzündungsgrad bei bestehender Colitis ulcerosa eine zunehmenden Überexpression der miRNAs let-7d, miR-185 und miR-424 erfolgte. Die miRNAs miR-18a und miR-185 wiesen unter Remissionsbedingungen Expressionsveränderungen auf und lassen somit den Verdacht eines protektiven Effektes aufkommen. Mit Hilfe von computerbasierten Datenbankanalysen konnten gemeinsam regulierenden miRNAs Proteine und Pathways zugeordnet werden, welche einen Zusammenhang mit bereits pathogenetisch bestätigten Signalwegen wie etwa dem nF-ĸB und MAPK-Signalweg nahelegen. Auch konnte herausgearbeitet werden, dass einige, der von diesen miRNAs regulierten Proteine, bereits in veröffentlichten Arbeiten als fehlreguliert festgestellt wurden, jedoch blieb die Ursache dieser Fehlregulation gänzlich unbekannt. Mit den in dieser Arbeit erhobenen Daten konnte gezeigt werden, dass eine Kongruenz der Befunde vorliegt, welche einen Zusammenhang der miRNA-Expression mit der Fehlregulation bestimmter Proteine nicht nur nahelegt, sondern darüber hinaus auch noch einige weitere potentielle Proteinziele für weitere Untersuchungen aufführt. Dazu ist es jedoch notwendig, die Relevanz der hier entdeckten, computerbasierten Proteine in zukünftigen Untersuchungen einer genauen Prüfung zu unterziehen.

Methylierungs- und Expressionsuntersuchungen zur Aufklärung der molekularen Pathogenese in chronisch entzündlichen Darmerkrankungen

Unter der Bezeichnung Chronisch Entzündliche Darmerkrankungen (CED) werden zwei Erscheinungsformen, Colitis Ulcerosa (CU) und Morbus Crohn (MC) zusammengefasst. Das Leitsymptom von CED sind chronische Entzündungen des Magen-Darm-Trakts, insbesondere des terminalen Ileum und des Colons. Es wird angenommen, dass eine aberrante Immunantwort auf das intestinale Mikrobiom in einem genetisch prädisponierten Individuum zur Entstehung von CED führt.rnFür diese Studie ist der genetische, bzw. epigenetische Aspekt, der Pathogenese von CU und MC von besonderem Interesse. In verschiedenen Assoziationsstudien wurden bereits 163 mit CED assoziierte, krankheitsrelevante Gen Loci identifiziert. Zusätzlich wurden Studien durchgeführt, die Methylierungs- und Expressionsunterschiede in Gewebe oder Blut von CED-Patienten gegenüber gesunden Probanden (Kontrollen) aufzeigten. rnIn der vorliegenden Studie wurden entzündliche- und nicht-entzündliche Gewebeproben von CU- (Colon) und MC-Patienten (terminales Ileum und Colon) und gesunden Probanden (terminales Ileum und Colon; nicht entzündlich) auf genspezifischer- und genomweiter Ebene auf Methylierungs- und Expressionsunterschiede hin untersucht. Im Rahmen der genspezifischen Analysen wurde in vier Genen (IL17REL, MUC2, MUC6, MUC15) eine aberrante Methylierung im Vergleich der MC- oder CU-Gewebeproben mit den Kontrollen detektiert. Die an 24 ausgewählten CU Colon-Proben (NE und E) und Colon Kontrollen durchgeführte genomweite Methylierungsanalyse zeigte aberrante Methylierungsmuster in über 2500 Genen im Vergleich der entzündlichen CU Colon E-Proben mit den Kontrollen. Fünf dieser Gene (BACH2, STAT3, STAT4, STK4 und WIPF1) wurden ausgewählt und die Veränderung der Methylierung an einem größeren Patientenkollektiv, welches auch Proben von MC-Patienten umfasst, bestätigt. Zusätzlich zu der aberranten Methylierung wurden Expressionsveränderungen des IL17REL-, MUC6- und STAT4-Gens in MC-Patienten sowie des MUC2-Gens in CU-Patienten identifiziert. rnDa über die Promoterregion und Funktion von IL17REL nur sehr wenig bis gar nichts bekannt ist, wurden zusätzlich Promoteranalysen mittels Dual-Luciferase-Assay durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass die höchste Aktivität des putativen IL17REL-Promoters im Bereich -806 – -8 vor der 5’UTR zu finden ist. In diesem Bereich lagen auch die in der Methylierungsanalyse untersuchten CpGs.rn

β-glucan triggers spondylarthritis and Crohn's disease-like ileitis in SKG mice

Objective The spondylarthritides (SpA), including ankylosing spondylitis (AS), psoriatic arthritis (PsA), reactive arthritis, and arthritis associated with inflammatory bowel disease, cause chronic inflammation of the large peripheral and axial joints, eyes, skin, ileum, and colon. Genetic studies reveal common candidate genes for AS, PsA, and Crohn's disease, including IL23R, IL12B, STAT3, and CARD9, all of which are associated with interleukin-23 (IL-23) signaling downstream of the dectin 1 β-glucan receptor. In autoimmune-prone SKG mice with mutated ZAP-70, which attenuates T cell receptor signaling and increases the autoreactivity of T cells in the peripheral repertoire, IL-17–dependent inflammatory arthritis developed after dectin 1–mediated fungal infection. This study was undertaken to determine whether SKG mice injected with 1,3-β-glucan (curdlan) develop evidence of SpA, and the relationship of innate and adaptive autoimmunity to this process. Methods SKG mice and control BALB/c mice were injected once with curdlan or mannan. Arthritis was scored weekly, and organs were assessed for pathologic features. Anti–IL-23 monoclonal antibodies were injected into curdlan-treated SKG mice. CD4+ T cells were transferred from curdlan-treated mice to SCID mice, and sera were analyzed for autoantibodies. Results After systemic injection of curdlan, SKG mice developed enthesitis, wrist, ankle, and sacroiliac joint arthritis, dactylitis, plantar fasciitis, vertebral inflammation, ileitis resembling Crohn's disease, and unilateral uveitis. Mannan triggered spondylitis and arthritis. Arthritis and spondylitis were T cell– and IL-23–dependent and were transferable to SCID recipients with CD4+ T cells. SpA was associated with collagen- and proteoglycan-specific autoantibodies. Conclusion Our findings indicate that the SKG ZAP-70W163C mutation predisposes BALB/c mice to SpA, resulting from innate and adaptive autoimmunity, after systemic β-glucan or mannan exposure.

Novel NOD2 haplotype strengthens the association between TLR4 Asp299gly and Crohnʼs disease in an Australian population

Background:: The first major Crohn's disease (CD) susceptibility gene, NOD2, implicates the innate intestinal immune system and other pattern recognition receptors in the pathogenesis of this chronic, debilitating disorder. These include the Toll‐like receptors, specifically TLR4 and TLR5. A variant in the TLR4 gene (A299G) has demonstrated variable association with CD. We aimed to investigate the relationship between TLR4 A299G and TLR5 N392ST, and an Australian inflammatory bowel disease cohort, and to explore the strength of association between TLR4 A299G and CD using global meta‐analysis. Methods:: Cases (CD = 619, ulcerative colitis = 300) and controls (n = 360) were genotyped for TLR4 A299G, TLR5 N392ST, and the 4 major NOD2 mutations. Data were interrogated for case‐control analysis prior to and after stratification by NOD2 genotype. Genotype–phenotype relationships were also sought. Meta‐analysis was conducted via RevMan. Results:: The TLR4 A299G variant allele showed a significant association with CD compared to controls (P = 0.04) and a novel NOD2 haplotype was identified which strengthened this (P = 0.003). Furthermore, we identified that TLR4 A299G was associated with CD limited to the colon (P = 0.02). In the presence of the novel NOD2 haplotype, TLR4 A299G was more strongly associated with colonic disease (P < 0.001) and nonstricturing disease (P = 0.009). A meta‐analysis of 11 CD cohorts identified a 1.5‐fold increase in risk for the variant TLR4 A299G allele (P < 0.00001). Conclusions:: TLR 4 A299G appears to be a significant risk factor for CD, in particular colonic, nonstricturing disease. Furthermore, we identified a novel NOD2 haplotype that strengthens the relationship between TLR4 A299G and these phenotypes.

Association of variants at 1q32 and STAT3 with ankylosing spondylitis suggests genetic overlap with Crohn's disease

Ankylosing spondylitis (AS) is a common inflammatory arthritic condition. Overt inflammatory bowel disease (IBD) occurs in about 10% of AS patients, and in addition 70% of AS cases may have subclinical terminal ileitis. Spondyloarthritis is also common in IBD patients. We therefore tested Crohn's disease susceptibility genes for association with AS, aiming to identify pleiotropic genetic associations with both diseases. Genotyping was carried out using Sequenom and Applied Biosystems TaqMan and OpenArray technologies on 53 markers selected from 30 Crohn's disease associated genomic regions. We tested genotypes in a population of unrelated individual cases (n = 2,773) and controls (n = 2,215) of white European ancestry for association with AS. Statistical analysis was carried out using a Cochran-Armitage test for trend in PLINK. Strong association was detected at chr1q32 near KIF21B (rs11584383, P = 1.66 x 10-10, odds ratio (OR) = 0.74, 95% CI:0.68-0.82). Association with disease was also detected for 2 variants within STAT3 (rs6503695, P = 4.6×10-4. OR = 0.86 (95% CI:0.79-0.93); rs744166, P = 2.6×10-5, OR = 0.84 (95% CI:0.77-0.91)). Association was confirmed for IL23R (rs11465804, P = 1.2×10-5, OR = 0.65 (95% CI:0.54-0.79)), and further associations were detected for IL12B (rs10045431, P = 5.261025, OR = 0.83 (95% CI:0.76-0.91)), CDKAL1 (rs6908425, P = 1.1×10-4, OR = 0.82 (95% CI:0.74-0.91)), LRRK2/MUC19 (rs11175593, P = 9.9×10-5, OR = 1.92 (95% CI: 1.38-2.67)), and chr13q14 (rs3764147, P = 5.9×10-4, OR = 1.19 (95% CI: 1.08-1.31)). Excluding cases with clinical IBD did not significantly affect these findings. This study identifies chr1q32 and STAT3 as ankylosing spondylitis susceptibility loci. It also further confirms association for IL23R and detects suggestive association with another 4 loci. STAT3 is a key signaling molecule within the Th17 lymphocyte differentiation pathway and further enhances the case for a major role of this T-lymphocyte subset in ankylosing spondylitis. Finally these findings suggest common aetiopathogenic pathways for AS and Crohn's disease and further highlight the involvement of common risk variants across multiple diseases.

Quality of life in children with Crohn disease

Objectives: Quality of life (QOL) is reportedly poor in children with Crohn disease (CD) but improves with increasing disease duration. This article aims to detail QOL in a cohort of Australian children with CD in relation to disease duration, disease activity, and treatment. MATERIALS AND METHODS: QOL, assessed using the IMPACT-III questionnaire, and disease activity measures, assessed using the Pediatric Crohn's Disease Activity Index (PCDAI), were available in 41 children with CD. For this cohort, a total of 186 measurements of both parameters were available. Results: QOL was found to be significantly lower, and disease activity significantly higher (F = 31.1, P = 0.00), in patients within 6 months of their diagnosis compared with those up to 2.5 years, up to 5 years, and beyond 5 years since diagnosis. Higher disease activity was associated with poorer QOL (r =-0.51, P = 0.00). Total QOL was highest in children on nil medications and lowest in children on enteral nutrition. The PCDAI (t =-6.0, P = 0.00) was a significant predictor of QOL, with the clinical history (t =-6.9, P = 0.00) and examination (t =-2.9, P = 0.01) sections of the PCDAI significantly predicting QOL. Disease duration, age, or sex was neither related to nor significant predictors of QOL, but height z score and type of treatment approached significance. Conclusions: Children with CD within 6 months of their diagnosis have impaired QOL compared with those diagnosed beyond 6 months. These patients, along with those with growth impairment, ongoing elevated disease activity with abdominal pain, diarrhoea and/or perirectal and extraintestinal complications, may benefit from regular assessments of QOL as part of their clinical treatment. © 2010 by European Society for Pediatric Gastroenterology, Hepatology, and Nutrition and North American Society for Pediatric Gastroenterology, Hepatology, and Nutrition.

Clinical Tips: Crohn's and Colitis

Inflammatory bowel disease (IBD) describes a group of chronic relapsing inflammatory conditions of the gastrointestinal tract (GIT), with Crohn’s disease and ulcerative colitis being the two most common. Ulcerative colitis affects the colon, with the inflammation limited to the colonic mucosal layers. In contrast, the full thickness of the gut wall can be inflamed in Crohn’s disease, and any part of the GIT can be affected – from the mouth to the anus, though the small and large intestine are most commonly involved...

Smoking behaviour modifies IL23r-associated disease risk in patients with Crohn's disease

Background and Aim The etiology of Crohn's disease (CD) implicates both genetic and environmental factors. Smoking behavior is one environmental risk factor to play a role in the development of CD. The study aimed to assess the contribution of the interleukin 23 receptor (IL23R) in determining disease susceptibility in two independent cohorts of CD, and to investigate the interactions between IL23R variants, smoking behavior, and CD-associated genes, NOD2 and ATG16L1. Methods Ten IL23R single-nucleotide polymorphisms (SNPs) were genotyped in 675 CD cases, and 1255 controls from Brisbane, Australia (dataset 1). Six of these SNPs were genotyped in 318 CD cases and 533 controls from Canterbury, New Zealand (dataset 2). Case–control analysis of genotype and allele frequencies, and haplotype analysis for all SNPs was conducted. Results We demonstrate a strong increased CD risk for smokers in both datasets (odds ratio 3.77, 95% confidence interval 2.88–4.94), and an additive interaction between IL23R SNPs and cigarette smoking. Ileal involvement was a consistent marker of strong SNP–CD association (P ≤ 0.001), while the lowest minor allele frequencies for location were found in those with colonic CD (L2). Three haplotype blocks were identified across the 10 IL23R SNPs conferring different risk of CD. Haplotypes conferred no further risk of CD when compared with single SNP analyses. Conclusion IL23R gene variants determine CD susceptibility in the Australian and New Zealand population, particularly ileal CD. A strong additive interaction exists between IL23R SNPs and smoking behavior resulting in a dramatic increase in disease risk depending upon specific genetic background.