Einzelzell-Immunantwort auf kontrollierte Glutenaufnahme bei pädiatrischer Zöliakie (CELLiomicS)

Zöliakie ist eine chronische, immunvermittelte Enteropathie, die durch Glutenaufnahme bei genetisch prädisponierten Personen ausgelöst wird. Bei pädiatrischen Patienten führt strikte Einhaltung einer glutenfreien Diät (GFD) zu Schleimhautregeneration und klinischer Verbesserung; jedoch ist das systemische immunologische Umfeld während langfristiger GFD noch nicht vollständig verstanden. Versehentliche Glutenexposition ist im Alltag häufig und kann subklinische Immunaktivierung auslösen, selbst in Abwesenheit offensichtlicher Symptome. Die biologischen Folgen solcher Niedrigdosis-Expositionen, insbesondere auf Einzelzellebene, sind bei Kindern nicht vollständig charakterisiert.

CELLiomicS (Einzelzell-Immunantwort auf kontrollierte Gluteneinnahme bei pädiatrischer Zöliakie) ist eine randomisierte, kontrollierte, parallele Gruppen-Studie, die entwickelt wurde, um systemische Immunantworten auf kontrollierte Gluteneinnahme bei pädiatrischen Patienten mit etablierter Zöliakie zu charakterisieren. Teilnahmeberechtigt sind Kinder im Alter von 8-14 Jahren, die vor der Einschreibung mindestens 18 Monate eine strikte GFD eingehalten haben. Die Studie plant, etwa 45 Teilnehmer mit biopsie- oder serologiebestätigter Zöliakie zu rekrutieren.

Teilnehmer werden in drei Interventionsgruppen randomisiert: Placebo, 50 mg Gluten oder 5 g Gluten. Die ausgewählten Glutendosen repräsentieren zwei klinisch relevante Szenarien: (1) versehentliche Niedrigdosis-Exposition (50 mg) und (2) diätetische Übertretung (5 g), beide unterhalb der Schwelle, die typischerweise für serologisches Wiederaufflammen erforderlich ist. Gluten oder Placebo wird einmal täglich an Tag 1, 2 und 3 verabreicht. Blutproben werden an Tag 1 (Baseline) und Tag 8 (fünf Tage nach der letzten Dosis) entnommen. Stuhl- und Urinproben werden ebenfalls zu denselben Zeitpunkten für ergänzende Analysen gesammelt, einschließlich fäkaler glutenimmunogener Peptide (GIP) und explorativer Metabolomik.

Periphere mononukleäre Blutzellen werden für hochdimensionale Immunprofilerstellung mittels Einzelzell-RNA-Sequenzierung und T-Zell-Rezeptor (TCR)-Sequenzierung (10x Genomics) aufbereitet. Diese Analysen ermöglichen die Charakterisierung von Immunzellzusammensetzung, transkriptioneller Aktivität und klonaler T-Zell-Dynamik vor und nach Glutenprovokation. Zusätzlich wird die exosomale microRNA-Expression bewertet, wie durch die Ethikkommissionsänderung SICEIA-2025-001434 genehmigt, und ungezielte metabolomische Profilerstellung von Blut-, Stuhl- und Urinproben durchgeführt, um systemische metabolische Signaturen im Zusammenhang mit Glutenexposition zu erforschen.

Das primäre Ziel ist die Identifizierung gluteninduzierter transkriptioneller und zellulärer Veränderungen in peripheren Immunzellen zwischen Baseline (Tag 1) und post-Intervention (Tag 8). Sekundäre Ziele umfassen: (1) Bewertung dosisabhängiger Immunaktivierung; (2) Identifizierung von Immunzell-Subsets und Genexpressionsprogrammen, die mit verschiedenen Glutenmengen assoziiert sind; (3) Charakterisierung von TCR-Repertoire-Veränderungen nach Glutenexposition; (4) Evaluierung interindividueller Variabilität in Immunantworten; (5) Analyse exosomaler microRNA-Veränderungen; und (6) Identifizierung metabolomischer Signaturen im Zusammenhang mit Gluteneinnahme.

Durch Bereitstellung einer hochauflösenden Sicht auf systemische Immunaktivierung nach kontrollierter Gluteneinnahme zielt diese Studie darauf ab, das Verständnis der biologischen Auswirkungen realer Glutenexposition bei pädiatrischer Zöliakie zu vertiefen und die Entwicklung neuartiger Biomarker für diätetische Überwachung und personalisiertes klinisches Management zu unterstützen.