Eigenschaften dendritischer Zellen vor und nach dem Magenband

Fettleibigkeit ist in den Vereinigten Staaten nach wie vor eine der Hauptursachen für Morbidität und Mortalität. Der Zusammenhang zwischen Fettleibigkeit und Typ-II-Diabetes ist allgemein bekannt. Mehrere Studien deuten darauf hin, dass Fett eine leichte Entzündungsreaktion hervorrufen kann, die für die Stoffwechselveränderungen bei adipösen Patienten verantwortlich sein könnte. Genauer gesagt wurde eine bestimmte Art von weißen Blutkörperchen, die Entzündungen verursachen und als dendritische Zellen bezeichnet werden, in hohen Konzentrationen im Omentalfett gefunden. Diese Zelle wurde bei menschlichen Patienten mit krankhafter Fettleibigkeit nicht umfassend untersucht, obwohl sie möglicherweise eine zentrale Rolle bei der Entwicklung einer Insulinresistenz spielt. Neben der Gewichtsabnahme führt die chirurgische Behandlung von Fettleibigkeit auch zu einer Verringerung der Entzündungsmarker. Viele der Begleiterkrankungen krankhafter Fettleibigkeit bessern sich oder werden geheilt. Das laparoskopisch anpassbare Magenband ist sicherer als andere Magenbypass-Verfahren und führt zwei Jahre nach der Operation zu einem ähnlichen Gewichtsverlust.

Ein Großteil der Arbeiten zu dendritischen Zellen bei Menschen wurde an Patienten mit Morbus Crohn durchgeführt. Sowohl das Zytokinprofil als auch die Eigenschaften der dendritischen Zellen wurden ausführlich bei Crohn-Patienten untersucht, nicht jedoch bei adipösen Personen. Darüber hinaus wurden diese Zellen nach einer Zeit des Gewichtsverlusts nicht erneut bewertet.

Eine detailliertere Analyse der Entzündung der Fettleibigkeit und ihrer anschließenden Auflösung durch Gewichtsverlust wird zur wachsenden Informationsmenge zu diesem Thema beitragen. Weitere Arbeiten werden Einblicke in die Pathogenese der Komorbiditäten von Fettleibigkeit geben und möglicherweise dazu beitragen, mögliche Behandlungsmethoden für diese Krankheiten aufzudecken. Dendritische Zellen wurden ausführlich in Tiermodellen untersucht. Wir kennen jetzt spezifische Zelloberflächenmarker und Signalwege für diese Zellen, ihre Reaktionen auf stimulierende Faktoren und ihre Fähigkeit, entzündungshemmende Zytokine wie IL-10 abzusondern. Wir hoffen, diese Erkenntnisse auf den Menschen übertragen zu können.

Mittlerweile ist bekannt, dass eine chronische, geringgradige Entzündung der entscheidende Faktor ist, der zur Insulinresistenz in Insulin-Zielzellen führt. Die Beweise dafür sind substanziell, einschließlich konsistenter Messungen erhöhter Entzündungsmarker im Plasma von Menschen mit Insulinresistenz/Diabetes und Nagetieren. Dieses Konzept wurde durch die jüngste Entdeckung weiter untermauert, dass fettleibiges Fettgewebe eine große Anzahl residenter Makrophagen enthält. Tatsächlich bestehen im mageren Zustand etwa 10 % aller Zelltypen im Fettgewebe aus Makrophagen, und diese Zahl kann bei Fettleibigkeit bis zu 50 % betragen. Darüber hinaus hat die FACS-Sortierung von Fettgewebe-Makrophagen auf der Grundlage von Oberflächenmarkern gezeigt, dass es sich um eine Subpopulation von Makrophagen handelt, die für diesen bemerkenswerten Anstieg verantwortlich ist. Bei dieser Subpopulation handelt es sich um Makrophagen, die positiv für F4/80, CD11B und CD11C sind und daher einen dendritischen Phänotyp aufweisen. Es gibt auch Berichte in der Literatur, die darauf hinweisen, dass viszerales Fettgewebe im Vergleich zu subkutanem Fettgewebe besonders „entzündet“ sein könnte und dass eine erhöhte Makrophageninfiltration und Entzündungsmarker im viszeralen Fett zum Ausdruck kommen. Neuere Erkenntnisse, bei denen der Makrophagen-Entzündungsweg bei Knock-out-Mäusen gezielt deaktiviert wird, belegen schlüssig, dass der Makrophage der auslösende oder orchestrierende Zelltyp sein kann, der für die Entzündungsreaktion verantwortlich ist, die letztendlich zu einer systemischen Insulinresistenz führt.

Diese Konzepte werden anhand der im Rahmen dieses Protokolls gewonnenen subkutanen und viszeralen Fettproben bewertet. Die Fettgewebeproben werden mit Kollagenase verdaut, um alle Adipozyten und Nicht-Adipozyten-Zelltypen im Gewebe freizusetzen. Mittels Differentialzentrifugation und Filtration wird die stromale Gefäßfraktion (SVF) von den Adipozyten getrennt. Der SVF enthält die Makrophagen, und diese Zellen werden einer FACS-Analyse basierend auf der Expression von F4/80, CD11B und CD11C unterzogen, um die absolute Anzahl von Makrophagen in einer bestimmten Fettgewebeprobe und den Anteil klassischer Makrophagen gegenüber dendritischen zellähnlichen zu bestimmen Makrophagen. Die Zellen werden dann sortiert und die Expression von Entzündungsmarkern wird in den klassischen Makrophagen (F4/80-positiv, CD11B-positiv, aber CD11C-negativ) im Vergleich zu den dendritischen Zellen (F480-positiv, CD11B-positiv und CD11C-positiv) gemessen. Diese Analyse umfasst die direkte Messung der Zytokinexpression durch diese Zellen (TNF, IL-1 und IL-6) sowie PCR-basierte Messungen der mRNA-Expression von Komponenten des Entzündungswegs. Diese Messungen werden am subkutanen und viszeralen Fettgewebe durchgeführt, das zum Zeitpunkt der ersten Operation gewonnen wurde, sowie an den Proben des subkutanen Fettgewebes bei der Nachuntersuchung nach der Gewichtsreduktion.