Intestinale Barriere bei Leberzirrhose: Organoide als translationales Modell

Einleitung: Organoide aus Kolonbiopsien sind ein effektives Modell zur patientenspezifischen und physiologisch relevanten Untersuchung von Wirt-Pathogen-Interaktionen. Vorarbeiten unserer Arbeitsgruppe zur spontan bakteriellen Peritonitis (SBP), einer schweren Komplikation der Leberzirrhose, zeigten eine stark reduzierte Mukusschicht im Darm Betroffener. Diese Reduktion ermöglicht den direkten Kontakt von Bakterien mit dem intestinalen Epithel und begünstigt den Abbau von Zell-Zell-Kontakten, was bakterielle Translokation erleichtert (Haderer et al. Gut 2022). Zur Aufklärung der zugrundeliegenden Pathomechanismen etablierten wir ein translationales Modell basierend auf patientenabgeleiteten intestinalen Organoiden.

Ziel: Ziel ist die Etablierung und Charakterisierung eines intestinalen Organoidmodells aus Kolonbiopsien von Patienten mit Leberzirrhose, um bakterielle Effekte auf die Integrität der gastrointestinalen Epithelbarriere zu untersuchen und neue therapeutische Zielstrukturen für die SBP zu identifizieren.

Methoden: Organoide wurden aus Kolonbiopsien von Patienten mit Leberzirrhose und Kontrollen (Vorsorgekoloskopie) generiert und differenziert. Die apikal-basolaterale Orientierung wurde mittels Immunfluoreszenzfärbung überprüft. Zur Untersuchung bakterieller Effekte wurden differenzierte Organoide dissoziiert, als Monolayer kultiviert und mit Bakterien (E. coli und P. mirabilis aus Aszites) ko-kultiviert. Die Auswirkungen auf Zell-Zell-Kontaktproteine sowie Marker für Zelltod/Paraptose wurden per Western Blot analysiert. Ko-Kulturen mit hitzeinaktivierten Bakterien dienten als Kontrolle.

Ergebnisse: Nach 10 Tagen Differenzierung zeigten die Organoide einen Anstieg des Differenzierungsmarkers ALPI und eine Abnahme des Stammzellmarkers LGR5. Immunfärbungen belegten eine gut organisierte epitheliale Architektur mit basolateraler Ausrichtung nach außen. Die Ko-Kultur mit lebenden Bakterien führte dosisabhängig zur Degradation von Occludin und E-Cadherin sowie zu Veränderungen paraptoseassoziierter Marker. Diese Effekte traten bei hitzeinaktivierten Bakterien nicht auf.

Schlussfolgerung: Ein detailliertes Verständnis der intestinalen Barrierefunktionsstörung bei Leberzirrhose ist essenziell für neue Therapien der SBP. Das hier etablierte Organoidmodell erlaubt patientenspezifische Untersuchungen zentraler Prozesse der SBP-Pathogenese, insbesondere der Störung von Zell-Zell-Kontakten, und dient als Plattform zur Identifikation neuer therapeutischer Ansätze.

Informationen zum Einsatz von KI: KI wurde zur Verbesserung von Grammatik und Rechtschreibung verwendet.

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Article published online:
04 September 2025