Funksjonell vurdering av intestinal permeabilitet og nøytrofil transepithelial migrasjon hos mus ved hjelp av en standardisert tarmsløyfemodell

Tarmslimhinnen er foret av et enkelt lag av epitelceller som danner en dynamisk barriere som tillater paracellulær transport av næringsstoffer og vann samtidig som det forhindrer passasje av lysende bakterier og eksogene stoffer. Et brudd på dette laget resulterer i økt permeabilitet til lysende innhold og rekruttering av immunceller, som begge er kjennetegn på patologiske tilstander i tarmen, inkludert inflammatorisk tarmsykdom (IBD).

Mekanismer som regulerer epitelbarrierefunksjon og transepithelial migrasjon (TEpM) av polymorfoukære nøytrofiler (PMN) forstås ufullstendig på grunn av mangel på eksperimentelle in vivo-metoder som tillater kvantitative analyser. Her beskriver vi en robust murin eksperimentell modell som bruker et eksteriørisert tarmsegment av enten ileum eller proksimal kolon. Den eksteriøriserte tarmsløyfen (iLoop) er fullstendig vaskulær og gir fysiologiske fordeler i forhold til ex vivo kammerbaserte tilnærminger som vanligvis brukes til å studere permeabilitet og PMN-migrasjon på tvers av epitelcellemonolayere.

Vi demonstrerer to anvendelser av denne modellen i detalj: (1) kvantitativ måling av intestinal permeabilitet gjennom påvisning av fluorescensmerket dextrans i serum etter intraluminal injeksjon, (2) kvantitativ vurdering av migrert PMN over tarmepitelet i tarmlumen etter intraluminal innføring av kjemoattractants. Vi demonstrerer gjennomførbarhet av denne modellen og gir resultater ved hjelp av iLoop hos mus som mangler epitelialt tett kryss-assosiert protein JAM-A sammenlignet med kontroller. JAM-A har vist seg å regulere epitelial barrierefunksjon samt PMN TEpM under inflammatoriske responser. Våre resultater ved hjelp av iLoop bekrefter tidligere studier og fremhever viktigheten av JAM-A i regulering av intestinal permeabilitet og PMN TEpM in vivo under homeostase og sykdom.

iLoop-modellen gir en svært standardisert metode for reproduserbare in vivo-studier av intestinal homeostase og betennelse og vil forbedre forståelsen av tarmbarrierefunksjon og slimhinnebetennelse i sykdommer som IBD betydelig.