TY - THES A1 - Langseder, Theresa Christina T1 - Charakterisierung intestinaler Barriereveränderungen bei Ratten nach Roux-en-Y Magenbypass T1 - Characterization of intestinal barrier changes in rats after Roux-en-Y gastric bypass N2 - Die bariatrische Chirurgie ist momentan die einzige Therapieoption der morbiden Adipositas mit der eine langfristige Gewichtsreduktion erreicht werden kann. Unter den Operationsmethoden gilt der RYGB als eine der wirksamsten Behandlungen bezogen auf den Gewichtsverlust und die Verbesserung von Begleiterkrankungen wie dem Diabetes mellitus Typ 2. Darüber hinaus belegt eine wachsende Zahl an Veröffentlichungen, dass der RYGB den Zustand chronischer Entzündung, wie er typischerweise mit Adipositas einhergeht, verringern kann. Diese sogenannte Endotoxämie geht unter anderem mit einer gestörten Integrität der intestinalen Epithelbarriere einher. Ziel der vorliegenden Arbeit war es eine Analyse der Veränderungen von für die Darmbarriere wichtigen Junktionsproteinen vorzunehmen, um eine Grundlage für künftige mechanistische Untersuchungen zu schaffen. Dafür wurden die Veränderungen von Barriereproteinen in Vollwandresektaten des Duodenums, des Jejunums, des Ileums sowie des Kolons von Ratten, die einen RYGB erhalten hatten, mittels Western Blot Untersuchungen quantifiziert. Als Kontrollgruppe dienten schein-operierte Ratten. Es kam zu tiefgreifenden Veränderungen der analysierten Barriereproteine in den Vollwandresektaten. Interessanterweise unterschieden sich die Verteilungsmuster der Veränderungen der Barriereproteinte deutlich zwischen den einzelnen Darmregionen. Um herauszufinden, ob diese Veränderungen durch regionale Veränderungen der Mikroumgebung nach RYGB- Operation induziert wurden, wurden im reduktionistischen Zellkultursystem Stuhl- Transferexperimente durchgeführt. Caco2-Zellkulturen dienten hierbei als Modell für die intestinale epitheliale Barriere. Es wurden funktionelle Messungen und quantitative Analysen der Veränderungen der Barriereproteine der Zellkultur durchgeführt. Die Funktionsmessungen zeigten, dass der Inhalt des Duodenums, des Jejunums sowie des Kolons deutliche barrierestabilisierende Effekte auf die Caco2-Zellmonolayer hatte. Zudem zeigten sich tiefgreifende Veränderungen der untersuchten Barriereproteine. Zusammenfassend wurde in der vorliegenden Arbeit erstmals eine regionenspezfische Regulation der intestinalen Barriereproteine in Korrelation mit funktionellen Messungen nach RYGB nachgewiesen. N2 - Bariatric surgery is currently the only treatment option for morbid obesity that can achieve long-term weight loss. Among surgical methods, RYGB is considered one of the most effective treatments in terms of weight loss and improvement of associated diseases such as type 2 diabetes mellitus. In addition, a growing number of publications demonstrate that RYGB can reduce the state of chronic inflammation typically associated with obesity. This so-called endotoxemia is associated with impaired integrity of the intestinal epithelial barrier. The aim of the present work was to perform an analysis of changes in junctional proteins which are important for the intestinal barrier in order to provide a basis for future mechanistic studies. For this purpose, the changes of barrier proteins in whole-wall resections of the duodenum, jejunum, ileum, and colon of rats that had received an RYGB were quantified by Western blot studies. Sham-operated rats served as the control group. Profound changes in the analyzed barrier proteins occurred in the whole-wall resectates. Interestingly, the distribution patterns of barrier protein changes differed markedly between intestinal regions. To determine whether these changes were induced by regional changes in the microenvironment after RYGB- surgery, stool transfer experiments were performed in the reductionist cell culture system. Caco2 cell cultures served here as a model for the intestinal epithelial barrier. Functional measurements and quantitative analyses of the changes in the cell culture barrier proteins were performed. The functional measurements showed that the contents of the duodenum, jejunum, as well as the colon had significant barrier-stabilizing effects on the Caco2 cell monolayers. In addition, profound changes in the barrier proteins examined were evident. In summary, the present work was the first to demonstrate region-specific regulation of intestinal barrier proteins in correlation with functional measurements by RYGB. KW - Operation KW - Pathogenese KW - RYGB KW - terminal bar KW - Schlussleistenkomplex KW - intestinal epithelial barrier KW - bariatric surgery KW - Endotoxämie Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-305756 ER - TY - THES A1 - Salm [geb. Schneider], Jonas T1 - Vergleichende Charakterisierung intestinaler Barriereveränderungen in Gewebeproben und Enteroiden aus Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen T1 - Comparing characterization of intestinal epithelial barrier changes in tissue specimens and enteroids of patients with inflammatory bowel diseases N2 - Der Zusammenbruch der intestinalen Epithelbarriere ist ein Schlüsselfaktor in der Pathogenese von Morbus Crohn. Die Mechanismen dahinter sind jedoch noch immer ungeklärt. In dieser Arbeit wurden Enteroide dahingehend untersucht, ob sie als geeignetes In-vitro-Modell zur Analyse, der in Patientenproben beobachteten Veränderungen der intestinalen Epithelbarriere dienen. Zunächst wurden Darmproben aus Patienten mit Morbus Crohn sowie gesunden Patienten gesammelt und Enteroide aus Stammzellen der Intestinalen Krypten einiger Patientenproben generiert. Abschließend wurden die Veränderungen der intestinalen Epithelbarriere auf proteinbiochemischer Ebene in humanen Gewebeproben und Enteroiden vergleichend untersucht und analysiert. Es kam zu tiefgreifenden Veränderungen der Expressionsmuster der analysierten Junktionsproteine in den Patientenproben. Überraschenderweise spiegelten sich diese Änderungen für alle Junktionsproteine bis auf Claudin 1 und E-Cadherin, in den aus schwer entzündetem Gewebe generierten und unstimulierten Enteroiden, wider. Die Arbeit zeigt, dass Enteroide scheinbar einige der Veränderungen der intestinalen Epithelbarriere bei Morbus Crohn auf Proteinebene in vitro beibehalten und widerspiegeln. Auf Grundlage dieses Enteroid-Modells ist es nun möglich, neue Erkenntnisse über die Pathomechanismen des Verlusts der Integrität der intestinalen Epithelbarriere zu erlangen und neue Behandlungsstrategien zu entwickeln. N2 - Loss of Intestinal epithelial barrier is a key factor in the pathogeneses of Crohn’s disease. The underlying mechanisms remain still unknown. In this thesis we tested whether human enteroids generated from isolated intestinal crypts of CD patients serve as an appropriate in vitro model to analyse changes of intestinale epithelial barrier proteins observed in patients’ specimens. For this we collected gut samples from Crohn’s disease and healthy individuals who underwent surgery. Enteroids were then generated from intestinal crypts and analyses of junctional proteins in comparison to full wall samples were performed. We could detect severe changes of intestinal epithelial barrier proteins in human tissue samples. Surprisingly unstimulated enteroids generated from patients with severe inflammation accurately reflect those changes except for claudin 1 and e-cadherin. These data indicates that enteroids maintain some characteristics of intestinal barrier protein changes. Therefore the enteroid in vitro model serves as an appropriate tool to gain further insights into the pathogeneses of inflammatory bowel diseases such as Crohn’s disease. KW - Pathogenese KW - Entzündung KW - chronisch-entzündliche Darmerkrankung KW - Enteroide KW - intestinale Epithelbarriere KW - Schlussleistenkomplex KW - inflammatory bowel disease KW - enteroid KW - terminal bar KW - intestinal epithelial barrier Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-229356 ER - TY - JOUR A1 - Hankir, Mohammed K. A1 - Seyfried, Florian A1 - Schellinger, Isabel N. A1 - Schlegel, Nicolas A1 - Arora, Tulika T1 - Leaky gut as a potential culprit for the paradoxical dysglycemic response to gastric bypass-associated ileal microbiota JF - Metabolites N2 - Altered host-intestinal microbiota interactions are increasingly implicated in the metabolic benefits of Roux-en-Y gastric bypass (RYGB) surgery. We previously found, however, that RYGB-associated ileal microbiota can paradoxically impair host glycemic control when transferred to germ-free mice. Here we present complementary evidence suggesting that this could be due to the heightened development of systemic endotoxemia. Consistently, application of ileal content from RYGB-treated compared with sham-operated rats onto Caco-2 cell monolayers compromised barrier function and decreased expression of the barrier-stabilizing proteins claudin-4 and desmoglein-2. Our findings raise the possibility that RYGB-associated ileal microbiota produce and release soluble metabolites which locally increase intestinal permeability to promote systemic endotoxemia-induced insulin resistance, with potential implications for the treatment of RYGB patients who eventually relapse onto type 2 diabetes. KW - Roux-en-Y gastric bypass surgery KW - intestinal microbiota KW - intestinal epithelial barrier KW - systemic endotoxemia KW - type 2 diabetes Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-234085 SN - 2218-1989 VL - 11 IS - 3 ER - TY - JOUR A1 - Meir, Michael A1 - Kannapin, Felix A1 - Diefenbacher, Markus A1 - Ghoreishi, Yalda A1 - Kollmann, Catherine A1 - Flemming, Sven A1 - Germer, Christoph-Thomas A1 - Waschke, Jens A1 - Leven, Patrick A1 - Schneider, Reiner A1 - Wehner, Sven A1 - Burkard, Natalie A1 - Schlegel, Nicolas T1 - Intestinal epithelial barrier maturation by enteric glial cells is GDNF-dependent JF - International Journal of Molecular Sciences N2 - Enteric glial cells (EGCs) of the enteric nervous system are critically involved in the maintenance of intestinal epithelial barrier function (IEB). The underlying mechanisms remain undefined. Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) contributes to IEB maturation and may therefore be the predominant mediator of this process by EGCs. Using GFAP\(^{cre}\) x Ai14\(^{floxed}\) mice to isolate EGCs by Fluorescence-activated cell sorting (FACS), we confirmed that they synthesize GDNF in vivo as well as in primary cultures demonstrating that EGCs are a rich source of GDNF in vivo and in vitro. Co-culture of EGCs with Caco2 cells resulted in IEB maturation which was abrogated when GDNF was either depleted from EGC supernatants, or knocked down in EGCs or when the GDNF receptor RET was blocked. Further, TNFα-induced loss of IEB function in Caco2 cells and in organoids was attenuated by EGC supernatants or by recombinant GDNF. These barrier-protective effects were blunted when using supernatants from GDNF-deficient EGCs or by RET receptor blockade. Together, our data show that EGCs produce GDNF to maintain IEB function in vitro through the RET receptor. KW - enteric glial cells KW - neurotrophic factors KW - intestinal epithelial barrier KW - GDNF5 KW - RET6 KW - inflammatory bowel disease KW - enteric nervous system KW - gut barrier KW - intercellular junctions Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-258913 SN - 1422-0067 VL - 22 IS - 4 ER -