Induktion einer bakterienantigen-spezifischen Kolitis durch ein vereinfachtes menschliches Mikrobiota-Konsortium in gnotobiotischen Interleukin-10 −/− Mäusen

Wir haben untersucht, ob ein vereinfachtes menschliches Mikrobiota-Konsortium (SIHUMI) Kolitis bei keimfreien (GF) 129S6/SvEv (129) und C57BL/6 (B6) interleukin-10-defizienten (IL-10(-/-)) Mäusen induziert, die Effekte der Mauslinie auf Kolitis und die Mikrobiota bestimmt, die Auswirkungen von Entzündungen auf die relative bakterielle Zusammensetzung untersucht und immun-dominante Bakterienarten in "humanisierten" IL-10(-/-) Mäusen identifiziert. GF Wildtyp (WT) und IL-10(-/-) 129 und B6 Mäuse wurden mit 7 menschlichen, mit entzündlichen Darmerkrankungen (IBD) assoziierten intestinalen Bakterien kolonisiert und unter gnotobiotischen Bedingungen gehalten. Die Quantifizierung von Bakterien in Fäkalien, ilealen und kolontistischen Inhalten sowie Geweben wurde durch selektive quantitative PCR des 16S rRNA-Gens durchgeführt. Kolonabschnitte wurden histologisch bewertet, und die Spiegel von Gamma-Interferon (IFN-γ), IL-12p40 und IL-17 wurden in Überständen von nicht stimulierten kolontistischen Gewebe-Explanten und von mesenterialen Lymphknoten (MLN)-Zellen gemessen, die durch Lysate einzelner oder aggregierter Bakterienstämme stimuliert wurden. Die relativen Bakterienspezies-Abundanzen änderten sich im Laufe der Zeit und unterschieden sich zwischen 129 und B6 Mäusen, WT und IL-10(-/-) Mäusen, luminalen und mukosalen Proben sowie ilealen und kolontistischen oder fecalen Proben. SIHUMI induzierte Kolitis bei allen IL-10(-/-) Mäusen, mit aggressiverer Kolitis und MLN-Zellaktivierung bei 129 Mäusen. Escherichia coli LF82 und Ruminococcus gnavus-Lysate inducieren dominante Effektorzellen ex vivo TH1- und TH17-Antworten in MLN, obwohl die mukosalen bakteriellen Konzentrationen niedrig waren. Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass ein vereinfachtes menschliches bakterielles Konsortium Kolitis bei ex-GF 129 und B6 IL-10(-/-) Mäusen induziert. Die relativen Konzentrationen einzelner SIHUMI-Spezies werden durch das Genotyp des Wirts, die Anwesenheit von Entzündungen und den anatomischen Standort bestimmt. Eine Untergruppe von IBD-relevanten menschlichen enteralen Bakterienarten stimuliert bevorzugt bakterienantigen-spezifische TH1- und TH17-Immunantworten in diesem Modell, unabhängig von luminalen und mukosalen bakteriellen Konzentrationen.