Abstract
The possibility of identifying and characterising elements of the enteric nervous
system based on their contents of cathepsin D, chromogranin A, neuronal specific enolase
and S-100 protein was studied in colorectal specimens (operative full-thickness, seromuscular
and mucosomuscular biopsies) obtained from 15 children, aged 2 days to 10 years. Nine
patients suffered from Hirschsprung's disease, and two from chronic constipation.
Four neonates with imperforate anus or meconium ileus composed the control group.
All markers were identified immunohistochemically by antibodies against human antigens
with appropriate detection methods.
Chromogranin A staining was not always adequate to identify all neuronal cell bodies
and other nervous elements. However, it proved superior to the other methods in the
depiction of neuroendocrine cells in the intestinal mucosa. Cathepsin D antibodies
stained normal and abnormal neural cells with different intensity; nerve fibres were
not stained. This marker did not allow an unequivocal differentiation of ganglion
cells from macrophages within the submucosa; the latter exhibited exceptionally strong
marking and in some cases represented the predominant elements in this area. Neuronal
specific enolase was distinctly expressed in nerve cells and fibres of the intestinal
wall. Atrophic and hypoplastic features could be identified, suggesting that this
method may give some insight into functional aspects. Continuous connections between
ganglions were also observed. S-100 protein antibodies resulted in a negative image
of unstained ganglion cells surrounded by extensively marked Schwann cells and neural
fibres.
With respect to clinical application, all these markers may provide supplementary
information for the differential diagnosis of intestinal motility disorders.
Résumé
La possibilité d'identifier et de caractériser les éléments du système nerveux entérique
basée sur la présence de Cathépsine D, de Chromogranine A, d'Enolase neuronale spécifique
et de Protéine S-100 a été étudiée sur des biopsies colo-rectales (biopsie pariétale
totale, séromusculaire et mucomusculaire). Ces biopsies ont été obtenues chez 15 enfants
âgés de 2 jours à 10 ans. Neuf patients souffraient de maladie de Hirschsprung et
2 de constipation chronique. Quatre nouveau-nés avec une imperforation anale ou un
iléus méconial composent le groupe contrôle. Tous les marqueurs étaient identifiés
par imunohistochimie en utilisant des anticorps dirigés contre les antigènes humains.
La coloration par la Chromogranine A n'est pas toujours satisfaisante pour identifier
tous les corps cellulaires neuronaux et les autres éléments nerveux, mais cette technique
a été démontrée comme supérieure aux autres méthodes pour la recherche des cellules
neuro-endocrines dans la muqueuse intestinale. L'anticorps Cathépsine D colore les
cellules neurales normales et anormales avec une intensité différente. Les fibres
nerveuses ne sont pas mises en évidence. Le marqueur ne permet pas une différenciation
des cellules ganglionnaires des macrophages à l'intérieur de la muqueuse. Ce dernier,
exceptionnellement, entraîne un marquage important dans quelques cas et est représenté
comme l'élément prédominant. Les enolases spécifiques neuronales sont exprimées dans
les cellules nerveuses et les fibres de la paroi intestinale. Les atrophies et hypoplasies
peuvent être identifiées suggérant que cette méthode peut donner quelques informations
sur l'aspect fonctionnel. Les connections entre les ganglions sont aussi observées.
Les anticorps Protéine S-100 entraînent une image négative des cellules ganglionnaires
non marquées entourées par des cellules de Schwann et des fibres nerveuses marquées
de manière intensive. En ce qui concerne les applications cliniques, ces marqueurs
peuvent donner des informations supplémentaires sur le diagnostic différentiel des
désordres de la motilité intestinale.
Resumen
Hemos investigado la posibilidad de identificar y caracterizar los elementos del sistema
nervioso entérico, basados en su contenido en catepsina D, cromogranina A, enolasa
neuronal específica y proteína S-100 en muestras colo-rectales (pared completa obtenida
operatoriamente y biopsias seromusculares y mucomusculares) obtenidas de 15 niños
de edades entre 2 días y 10 años. Nueve tenían enfermedad de Hirschsprung y 2 estreñimiento
crónico. Cuatro recién nacidos con ano imperforado o ileon meconial compusieron el
grupo control. Todos los marcadores se identificaron inmuno-histoquímicamente con
anticuerpos contra los antígenos humanos con métodos apropiados de detección. La tinción
con cromogranina A no siempre fue adecuada para identificar los cuerpos neuronales
y otros elementos nerviosos. Sin embargo, fue superior a los otros métodos para demostrar
las células neuroendocrinas en la mucosa. Los anticuerpos contra catepsina D tiñeron
las células normales y anormales con diferente intensidad, y no tiñeron las fibras
nerviosas. Este marcador no permitió la diferenciación inequívoca de las células ganglionares
de los macrófagos dentro de la submucosa. Estos últimos tenían un marcaje excepcionalmente
fuerte y en algunos casos representaban los elementos predominantes en esta área.
La enolasa neuroespecífica se expresó claramente en las células nerviosas y en las
fibras de la pared intestinal. Se identificaron atrofia e hipoplasia sugiriendo que
éste método puede dar alguna utilidad en los aspectos funcionales. Las conexiones
continuas entre los ganglios fueron también investigadas. Los anticuerpos antiproteína
S-100 resultaron en una imagen negativa de células ganglionares no teñidas, rodeadas
por células de Schwann y fibras nerviosas muy marcadamente teñidas. Desde el punto
de vista de la aplicación clínica, todos estos marcadores pueden proporcionar información
suplementaria para el diagnóstico diferencial de los trastornos de la motilidad.
Zusammenfassung
Die Möglichkeit, Elemente des intestinalen Nervensystems auf der Basis ihres Inhalts
an Kathepsin D, Chromogranin A, Neuronenspezifischer Enolase und Protein S-100 zu
identifizieren und zu charakterisieren, wurde an Dickdarmschnitten (Resektionspräparate,
seromuskuläre und mukosomuskuläre Biopsien) von 15 Kindern im Alter von 2 Tagen bis
15 Jahren geprüft. Neun der Patienten hatten einen M. Hirschsprung, zwei litten an
einer chronischen Obstipation unbekannter Ursache. Vier Neugeborene mit Analatresie
oder Mekoniumileus wurden als Kontrollgruppe herangezogen. Die genannten Marker wurden
immunhistochemisch mit Antikörpern gegen humanes Antigen und durch geeignete Detektionsmethoden
dargestellt.
Die Chromogranin A-Färbung führte nicht immer zu adäquater Markierung aller Nervenzellkörper
und übrigen neuralen Elemente. Zur Darstellung neuroendokriner Zellen in der intestinalen
Mukosa erwies sie sich gegenüber den anderen Methoden jedoch als überlegen. Kathepsin-D-Antikörper
färbten normale und abnormale Nervenzellen mit unterschiedlicher Intensität, Nervenfasern
jedoch nicht. Dieser Marker ließ eine eindeutige Unterscheidung zwischen Ganglienzellen
und Makrophagen in der Submukosa nicht zu; letztere zeigten eine extrem starke Expression
von Kathepsin D und waren in einigen Fällen in dieser Region prädominierend. Neuronenspezifische
Enolase kennzeichnete Nervenzellen und -fasern deutlich und ließ auch atrophe und
hypoplastische Elemente erkennen. Dies kann u. U. dazu beitragen, funktionelle Aspekte
zu beleuchten. Darüber hinaus kamen Verbindungen zwischen Ganglien zur Darstellung.
Protein S-100-Antikörper erbrachten ein negatives Bild ungefärbter Ganglienzellen,
umgeben von ausgeprägt markierten Schwannzellen und Nervenfasern.
In Bezug auf die klinische Relevanz lassen diese Marker einen Informationsgewinn bei
der Differenzialdiagnose intestinaler Motilitätsstörungen erwarten.
Key words
Hirschsprung's disease - Enteric nervous system - Morphology - Immunohistochemistry
Mots-clés
Maladie de Hirschsprung - Système nerveux entérique - Morphologie - Immunohistochimie
Palabras clave
Enfermedad de Hirschsprung - Sistema nervioso entérico - Morfología - Inmunohistoquímica
Schlüsselwörter
Morbus Hirschsprung - Enterales Nervensystem - Morphologie - Immunohistochemie
