Impfung von Zöliakie-Patienten mit dem menschlichen Hakenwurm Necator Americanus: Bewertung der Immunität und Gluten-Empfindlichkeit

Hintergrund und Ziele: Eine Reihe von Beweisen deutet darauf hin, dass das Verschwinden von Helminthen aus menschlichen Populationen in entwickelten Ländern für die Zunahme von Autoimmunerkrankungen verantwortlich sein könnte, die sogenannte Hygiene-Hypothese. Anhand einer kleinen Kohorte gesunder Probanden mit ruhender Zöliakie wollen wir testen, ob der allgegenwärtige Hakenwurm (HW) des Menschen, Necator americanus, die Immunantwort auf eine Glutenprovokation (GC) hemmt. Diese Studie ist nicht nur von potenziellem Nutzen für Menschen mit Glutenunverträglichkeit, sondern bietet auch die Möglichkeit, detaillierte Untersuchungen auf Schleimhautebene der Wirt-Parasit-Interaktion und der zugrunde liegenden Immunantwort und damit auch des Potenzials einer Nematodeninfektion durchzuführen modulieren die Entzündungsreaktion bei IBD. Im Gegensatz zu experimentellen Helmintheninfektionen entweder bei Tieren, die genetisch für Colitis prädisponiert sind, oder bei klinischen IBD (wo eine Reihe von komplizierenden Cofaktoren vorhanden sind), befasst sich diese Studie mit dem, was bei gesunden Menschen passiert, die keinen Hintergrund einer Helminthenexposition haben und die derzeit nicht gefährdet sind entweder durch Entzündungen oder immunsuppressive Medikamente.

Methoden: Zwanzig gesunde Erwachsene mit gut dokumentierter Zöliakie (DQ2-Phänotyp), die eine glutenfreie (GF) Diät für ≥ 6 Monate (basierend auf der Anamnese und einer normalen Gewebetransglutaminase [tTG]) einhalten, werden rekrutiert und zufällig zwei zugewiesen Zehnergruppen. Zehn werden mit Hakenwurm-(HW)-Larven inokuliert und 10 dienen als nicht infizierte Kontrollen. Studienteilnehmer und Forscher werden verblindet, um einen Vergleich von Krankheitsaktivität und Immunprofilen zu ermöglichen. HW-Larven werden aus Fäkalien kultiviert, die von einem freiwilligen Spender geliefert und zuvor für diesen Zweck infiziert wurden. Konventionelle Endoskopie und Biopsie werden zweimal pro Proband durchgeführt, vor und nach oralen und rektalen GCs (2 x 50 g Scheiben Weizenbrot zweimal täglich für 3-5 Tage und 6 g Gluten in einer 40-ml-Aufschlämmung, die in das Rektum pro Endoskop eingeträufelt werden). Eine rektale Biopsie wird 4 Stunden durchgeführt und eine Duodenalbiopsie wird sechs Tage nach GC entnommen; Blut wird vor und nach dem Erwerb einer Hakenwurminfektion und am sechsten Tag nach GC entnommen. Somit werden zum Vergleich vier Datensätze anfallen: zehn GF-Zöliakie-Probanden vor HW-Infektion; 10 GF Zöliakie nach HW-Infektion; zehn GC Zöliakie vor HW-Infektion; und 10 GC Zöliakie nach HW-Infektion.

Sicherheit: Es ist eine große Menge an Beobachtungsdaten verfügbar, die die Sicherheit einer experimentellen Hakenwurminfektion dokumentieren, sowohl aus unseren eigenen als auch aus Studien anderer. Zwei unserer Forscher haben Infektionen einschließlich gelegentlicher „Aufstockungsimpfungen“ drei Jahre lang ohne negative Auswirkungen aufrechterhalten.

Ergebnismessungen: Dazu gehören: Symptomtagebuch des Probanden, Vollblutanalyse, C-reaktives Protein, Gesamt- und spezifisches IgE und Serumtryptaseaktivität. Die duodenale (Marsh-Klassifikation) und rektale Histologie wird von einem einzigen Pathologen bewertet. Becherzellen und Schleimhaut-T-Zellen werden gefärbt, um die Quantifizierung der Reaktionen zu unterstützen. Periphere mononukleäre Blutzellen (PBMCs) und Schleimhaut-Lymphozyten aus Darmbiopsien werden ex vivo gezüchtet und mit Gluten-Antigen-immundominantem Peptid (Alpha-Gliadin 57-73 Q65E, QLQPFPQPELPYPQPQS) herausgefordert. Zellproliferation und Zytokinprofile als Reaktion auf HW- und Gluten-Antigene werden anhand von PBMCs und Darmbiopsien gemessen. Das Variieren des Zeitpunkts der Inokulationen kann nur dann eine lohnende Richtung für die Bedeutung der Th2-Antwort liefern, wenn es einen tiefgreifenden Unterschied zwischen neu etablierten (Th2-dominant) und reifen (Th-neutralen) Parasiteninfektionen gibt, wie unsere frühere Arbeit mit Experimenten nahelegt menschliche Infektionen. Die Transkriptionsgrade von interessierenden Genen werden unter Verwendung von quantitativer Echtzeit-PCR und Microarrays bewertet.

Ergebnisse: Die Nullhypothese besagt, dass Necator americanus den Immunprozess nicht ausreichend verändert, um die Glutensensitivität bei Menschen mit Zöliakie zu unterdrücken. Die gemessenen Ergebnisse spiegeln die Aktivität der Zöliakie wider, einschließlich der Schwere der Schleimhautentzündung, sowie den Charakter und die Intensität der Immunprozesse. In dieser Studie geht es jedoch genauso um IBD. Zöliakie ist keine IBD, aber dieses IBD-Modell bietet eine bisher unerforschte Möglichkeit, quasi Autoimmunreaktionen im Zwölffingerdarm und Rektum auf ein spezifisches Antigen zu testen, das bei Bedarf eingeführt oder ausgeschlossen werden kann. Das Immunprofil wird sich auf die Merkmale konzentrieren, die Entzündungen bei CED vorantreiben, und einen klaren Einblick in das Potenzial von Helminthen bei Morbus Crohn und Colitis ulcerosa geben.

Erweiterungsstudium; Kontrollpatienten, die zur Teilnahme an einer Verlängerung der Studie eingeladen wurden; jeweils gemäß der ursprünglichen Hakenwurmkohorte (wie oben) geimpft, herausgefordert und untersucht werden.

Niedrig dosierte Gluten-Challenge-Studie: Diese Studienverlängerung soll feststellen, ob eine Hakenwurminfektion die Toleranz gegenüber kleinen Mengen Gluten bei Patienten mit Zöliakie verbessern könnte. Das Studium ist geöffnet. Es werden Zöliakiepatienten verwendet, die bereits mit Hakenwürmern infiziert sind und bei denen die Grundlinienmerkmale von Blut und Schleimhaut sorgfältig dokumentiert wurden. Bei der Glutenexposition werden Dosen angewendet, die von anderen in einer Versuchsumgebung als sicher und gut verträglich nachgewiesen wurden. Die Wirksamkeit einer Hakenwurminfektion zur Milderung der Glutenunverträglichkeit wird anhand der quantifizierbaren Veränderungen gemessen, die in zuvor entnommenen Biopsien (vor der Belastung) im Vergleich zu nach der Belastung entnommenem Gewebe auftreten. Die Histologie wird wie zuvor beschrieben durchgeführt. Biopsien sind in neutral gepuffertem Formalin zu fixieren, aufzubereiten und sorgfältig zu orientieren und in Paraffinwachs einzubetten. Schnitte (3 μm) werden mit Hämatoxylin und Eosin (H&E) gefärbt und mit Anti-CD8- (oder Anti-CD3-je nach Verfügbarkeit) Antikörpern (Novocastra Laboratories Ltd) immungefärbt. Die intraepithelialen Lymphozyten (IELs) pro 100 kernhaltige Enterozyten (100NE) werden bei jeder Biopsie an 24 zufällig ausgewählten Stellen zwischen der Zottenspitze und der Basis der Krypta (Vh/Cd) gezählt. Individuelle und kollektive Ergebnisse von Gewebe, das nach einer Hakenwurminfektion gesammelt wurde, aber während einer glutenfreien Diät, werden mit denen von Gewebe verglichen, das nach der Pasta-Challenge gesammelt wurde.