Revival der Ussing-Kammer: Erforschung der funktionellen Dyspepsie

Die funktionelle Dyspepsie (FD) gehört zu den häufigsten funktionellen Störungen. Jedoch ist nur in 20-30% eine Ursache nachweisbar. Ein Ansatz zur Detektion allergenvermittelter Darmbeschwerden als Ursache der FD ist der Nachweis einer gestörten Dünndarmbarriere nach Provokation durch „probe-based confocal laserendoscopy“ (pCLE). Bisher gibt es kaum Erkenntnisse zum Pathomechanismus. Da der Ansatz eine invasive Untersuchung benötigt, wäre eine Messung der Barrierestörung mittels Kapsel (Fluoreszenzzunahme nach Provokation) sinnvoll.

Etablierung eines Fluoreszenzsensors mittels Ussing-Kammer als ex vivo-Modell zur Entwicklung einer speziellen Messkapsel i.R. eines BMBF-Projekts (VersaPill®).

In der Ussing-Kammer wurden 2 Kompartimente durch Gewebe (T84-,CaCo-2-Zellen, Schweinedarm) getrennt. Die Messung elektrophysiologischer Parameter erfolgte über eine Voltage-Clamp-Anlage; der Übertritt von exoluminalem Fluorescein mittels endoluminal angebrachter Fluoreszenzsonde. Um Veränderungen der intestinalen Barrierefunktion zu imitieren, wurden CaCo2-Zellen und duodenale Mukosa des Schweins mit Caprylsäure (C10) geschädigt und anschließend der Fluorescein-Übertritt erneut gemessen.

An Darmzellen und an Schweinedarm konnte eine zeitabhängige endoluminale Konzentrationszunahme von Fluoreszein nachgewiesen werden [Abb.1]A. Nach Schädigung konnte an CaCo2-Zellen (p < 0,01) und in den ersten Minuten an Darmmukosa (p < 0,05) ein signifikant schnellerer Fluoresceinübertritt gezeigt werden [Abb.1]B,C.

Mit dem ex vivo-Modell der modifizierten Ussing-Kammer können durch endo- und exoluminale Fluorescein-Konzentration Zellreihen und Gewebe auf ihre Barrierefunktion untersucht werden. Da im Vergleich zu ungeschädigter bei geschädigter Barriere die endoluminale Fluorescein-Konzentration rascher ansteigt, kann der Schädigungsgrad gemessen und eine Dysfunktion der Darm-Barriere angenommen werden. Der nächste Schritt ist die Korrelation mit der pCLE und die Konzeptübertragung in eine Kapsel.

Abb. 1 Fluorescein-Übertritt A) Darm/T84-Zellen B) Schädigung CaCo2-Zellen C) Schädigung Darm

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Article published online:
08 September 2020