Morbus Crohn und Colitis ulcerosa, zusammen bekannt als entzündliche Darmerkrankung (IBD), sind chronische Autoimmunerkrankungen des Magen-Darm-Trakts, die durch eine schleimhautige Entzündung gekennzeichnet sind, mit klinischen Manifestationen wie Bauchschmerzen, Gewichtsverlust, Hämatotezie und Durchfall. IBD betrifft weltweit Millionen von Menschen, mit der höchsten Prävalenz in westlich geprägten Gesellschaften1. In den USA wird geschätzt, dass über 3 Millionen Menschen betroffen sind. 2,3, mit einer steigenden Inzidenz und Prävalenz, insbesondere bei Kindern und Jugendlichen 4,5.
Die genauen Mechanismen, die der IBD-Pathogenese zugrunde liegen, sind noch unvollständig bekannt, aber die Krankheit wird weithin als Folge einer übertriebenen Immunantwort auf die Darmmikrobiota bei genetisch anfälligen Personen angesehen. Zytokine, die die Entzündungsreaktionen modulieren, spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Darmhomöostase und bei der Entwicklung von IBD. Unter diesen ist Interleukin-10 (IL-10) ein gut erforschtes antiinflammatorisches Zytokin, das hilft, die immunologische Homöostase beim Menschen aufrechtzuerhalten, indem es sowohl die angeborenen als auch die adaptiven Arme der Immunantwort 6,7 reguliert. Bemerkenswert ist, dass Polymorphismen in IL-10 und seinem Rezeptor (IL-10RA/B) bei Säuglingen mit sehr früh einsetzender IBD (VEO-IBD) identifiziert wurden, die klassisch innerhalb der ersten Lebensmonate eine perianale Erkrankungzeigen. Diese Verbindung wird weiter durch groß angelegte Exom-Sequenzierung erwachsener Patienten mit Morbus Crohn gestützt, die IL-10RA als Krankheitsanfälligkeitslocus im nicht-monogenen IBD9 identifizierte. Darüber hinaus wurde bei VEO-IBD-Patienten ein nicht-genetischer Signalweg beschrieben, der IL-10-neutralisierende Antikörper umfasst, was die Bedeutung dieses Weges für die Aufrechterhaltung der schleimhäusigen Immunhomöostase10 weiter unterstreicht.
Aufbauend auf Studien am Menschen, die IL-10 für IBD in Verbindung bringen, wurden Interleukin-10-Knockout (IL-10-KO)-Mäuse als Modell entwickelt, um die Rolle von IL-10 bei IBD zu untersuchen. IL-10-KO-Mäuse sind dafür bekannt, spontane Enterokolitis mit einer übertriebenen CD4+-Th1-Reaktion auf Reize zu entwickeln, typischerweise beginnend im Alter von 8–12 Wochen imAlter von 11 Jahren. Die Entwicklung einer spontanen Enterokolitis bei IL-10-KO-Mäusen kann jedoch ohne einen beschleunigten Erreger 12,13,14 unvorhersehbar sein, abhängig vom genetischen Stamm, der Zusammensetzung der Mikrobiota und den Wohnbedingungen 15,16. Der Einsatz eines zuverlässigen Protokolls zur Induzierung von Kolitis ist entscheidend, damit das IL-10-KO-Modell praktisch nützlich ist. Frühere Studien verwendeten nichtsteroidale entzündungshemmende Medikamente (NSAR) wie Piroxicam, um Enterokolitis bei IL-10-KO-Mäusen17,18 zu induzieren. Diese Studien konzentrierten sich jedoch hauptsächlich auf immunologische Veränderungen, mit relativ wenig Fokus auf die Auswirkungen der Enterokolitis auf den Stoffwechsel oder auf die Rolle des Geschlechts bei der Kolitis-Schwere19. Die Autoren beschreiben hier die Verwendung einer mit Piroxicam angereicherten Diät zur Induzierung einer Enterokolitis bei IL-10-KO-Mäusen und charakterisieren metabolische Dysregulation sowie mukosale entzündliche Reaktionen in diesem Modell sowohl mit männlichen als auch weiblichen Mäusen. Dieses Protokoll misst das Körpergewicht und die Nahrungsaufnahme, um die Stoffwechselveränderungen des gesamten Körpers sowie klinische Manifestationen von Kolitis und histologische sowie transkriptomische Veränderungen widerzuspiegeln, die eine schleimhautentzündung widerspiegeln. Dieses effiziente und reproduzierbare Modell bietet ein wertvolles Werkzeug zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen IBD und Wirtsstoffwechsel.