title: Untersuchung mechanischer Zelleigenschaften aus Blut von Patient_innen mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen mit Real-Time Deformability Cytometry
Creators: name: Müller, Hannah
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2025

description: Hintergrund und Ziele Colitis ulcerosa (CU) und Morbus Crohn (MC) sind die Hauptvertreter der Gruppe chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen (CED). Für betroffene Patient_innen können CED neben physischen Leiden wie Schmerzen und Mangelernährung auch psychische Belastungen wie Einschränkung der Lebensqualität und Verminderung der Teilhabe am Alltag bedeuten. Trotz steigender Prävalenzen und vielzähliger Studien sind bis heute nicht alle Auslöser der als multifaktoriell bedingt geltenden Erkrankungen bekannt und verstanden. Ebenso gelten die Erkrankungen, obgleich multipler Ansätze als nicht heilbar, so dass als Therapieziel die Eindämmung der Entzündungsaktivität und subjektiver Beschwerden gilt. Ein wesentlicher Aspekt der Pathogenese chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen ist die Rolle von Immunzellen, u.a. durch Überaktivierung und Ausschüttung proinflammatorischer Botenstoffen, was diese zu einem interessanten Forschungsgebiet macht. Im Rahmen dieser Arbeit werden zellmechanische Eigenschaften von u.a. Immunzellen von Patient_innen mit CED mit Real-Time deformability-cytometry untersucht. Da die RT-DC ein neuartiges Verfahren darstellt, welches bisher nicht im Rahmen der CED-Forschung angewendet wurde, handelte es sich bei dieser Arbeit um eine explorative Studie zur Untersuchung möglicher Korrelationen zwischen klinischen Parametern und zellmechanischen Eigenschaften von Zellen des Vollblutes. Methoden Für die Studie wurden 102 Patient_innen ≥ 18 Jahre mit histologisch nachgewiesenem Morbus Crohn (n=56) oder Colitis ulcerosa (n=42), sowie 4 Patient_innen mit der Diagnose Colitis indeterminata (CI) aus den Patient_innen der Hochschulambulanz der Medizinischen Klinik 1 des Universitätsklinikum Erlangen rekrutiert. Mit RT-DC wurden die folgenden Messgrößen erhoben und uns zur statistischen Auswertung zur Verfügung gestellt: die Zellgröße (A) [μm²], Helligkeit (B), Zirkularität (C) sowie Verformbarkeit (D) der Zellen. Nach Einschluss der Patient_innen wurden verschiedene klinische Items der Krankengeschichte entnommen. Darunter waren endoskopische Untersuchungsbefunde (makroskopische und histologische Aktivität, Bewertung von Kontaktblutungen, Ulzerationen und/oder Pseudopolypen), die aktuelle und frühere Medikamentenanamnese und weitere Faktoren wie Body-Mass-Index (BMI) und Nikotinanamnese. Weiterhin wurden genauere Informationen zum Erkrankungsverlauf erhoben, darunter das Alter bei Erstdiagnose, die insgesamte Erkrankungsdauer und das biologische Verhalten der Erkrankung (abszedierend, fistulierend, stenosierend), das Auftreten extraintestinaler Manifestationen (EIM) sowie Erkrankungskomplikationen (Notwendigkeit chirurgischer Therapie, Auftreten eines Malignoms im Sinne eines kolorektalen Karzinoms). Außerdem wurde das Vorliegen weiterer Erkrankungen wie verschiedener Autoimmunerkrankungen und weiterer gastrointestinaler Erkrankungen erfasst. Ergebnisse und Beobachtungen Neutrophile Granulozyten von CED-Patient_innen mit ausgeprägter Entzündungsaktivität (makroskopischer Endoskopiebefund) zeigten eine signifikante Zunahme der „Zellgröße (A) [μm2]“. In einer Subgruppenanalyse zeigte sich, dass dieses Ergebnis hauptsächlich auf einer Größenzunahme bei CU-Patient_innen basierte, während sich bei MC-Patient_innen lediglich ein nicht signifikanter Trend fand. Vergleichbare Ergebnisse fanden sich in der Auswertung zur Entzündungsaktivität während der endoskopischen Untersuchung entnommener Gewebeproben. Auch das Vorliegen von Ulzerationen und/oder Kontaktblutungen bei CU-Patient_innen führten zu einer signifikanten Zunahme der „Zellgröße (A) [μm2]“ neutrophiler Granulozyten. Die „monocyte area (A) [μm2]“ hingegen zeigte für beide Erkrankungsentitäten (CU und MC) eine Größenzunahme bei ansteigender Entzündungsaktivität. Die zellmechanischen Parameter „Verformbarkeit (D)“ und „Zirkularität (C)“ der neutrophilen Granulozyten zeigten ebenfalls Korrelationen zu klinischen Parametern. Zum einen lag in der Subgruppe mit Vorliegen extraintestinaler Manifestationen an Leber/biliärem System ein Anstieg der Verformbarkeit und eine Reduktion der Zirkularität der Zellen vor. Zum anderen wiesen die neutrophilen Granulozyten eine Reduktion der Verformbarkeit unter Therapie mit 5-ASA-Präparaten in Kombination mit verschiedenen weiteren Wirkstoffen (exklusive anti-TNFα Medikamente) auf. Darüber hinaus zeigte sich bei Patienten mit 5-ASA (kein anti-TNFα) -Therapie eine reduzierte Prävalenz von EIM der Leber/biliärem System (7% verglichen mit 14% im Gesamtkollektiv CED). Schlussfolgerungen und Diskussion Die vorliegende Arbeit beschreibt zum ersten Mal Korrelationen zwischen mechanischen Zelleigenschaften und Parametern chronisch-entzündlicher Darmerkrankungen. Dabei zeigten sich Einflüsse auf zellmechanische Eigenschaften von Immunzellen des peripheren Blutes. Diese Änderungen gingen einher mit Veränderungen der Ausprägung der Entzündungsaktivität und weiteren, mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen verknüpften, klinischen Items. Zum Beispiel zeigten sich Korrelationen zwischen zellmechanischen Parametern und Einflüssen häufig verwendeter Therapeutika und bei CED begleitend auftretender Erkrankungen. Durch eine breit gefächerte Literaturrecherche wurden die Ergebnisse in den wissenschaftlichen Kontext eingeordnet und bilden so die Grundlage für folgende funktionelle Studien.