Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zur Normalstruktur des GALT-Systems von Weißbüschelaffen (Callitrix jacchus)

Caglar, Murat

Common marmosets (Callithrix jacchus) are a South American primate species which is used as experimental animal in biomedical research. These animals often suffer from chronic diarrheal diseases without obvious etiology. Thus the aim of the present thesis was to achieve a fundamental structural characterization of the intestinal GALT-system. Samples of 14 clinically healthy, adult common marmosets were taken from duodenum, jejunum, ileum, caecum, colon and rectum, and used for light and electron microscopical analysis. The samples were embedded in paraffin, and the site, the spreading as well as the appearance of lymphatic structures associated with the intestinal wall were assessed based on serial histological sections. This included the testing of diverse antibodies for the immunohistochemical characterization of participating cells of the immune system (T-lymphocytes, B-lymphocytes, macrophages). The follicle associated epithelium of the ileum was studied by transmission electron microscopy.   The results of the thesis can be summarized as follows: 1. The lymphatic tissue associated with the intestinal wall of the common marmoset mostly consists of solitary lymphatic follicles which are irregularly distributed throughout the complete small and large intestine. 2. Peyer’s plates in the strict sense are only found in the ileum of four out of fourteen animals. 3. In the caecum and rectum, the lymphatic structures form solitary follicles or so-called lymphoglandular complexes. 4. The lymphatic follicles have a dome area of their own, adjacent to a follicle associated epithelium (FAE). The form of the dome areas is largely influenced by the smooth musculature of the Tunica mucosa. Dome-shaped bulges into the intestinal lumen are mainly observed in the area of the small intestine. 5. The M-cells characterized in the FAE of the ileum ultrastructurally show short, misshapen microvilli at their surface. Microvilli with typical actin filaments can be observed on the fringes of neighbouring enterocytes. The M-cells are situated close to intraepithelial lymphoyctes (IEL) and form interdigitations with neighbouring enterocytes. 6. In a few M-cells, apical portions lining out the intestinal lumen are observed. Apart from M-cells and enteracytes, single goblet cells and sporadic narrow cells with microvilli resembling bunches are found. 7. T- and B-lymphocytes are successfully demonstrated immunohistochemically with a CD3- and a CD20-marker. MAC-387 positive phagocytizing cells are scarcely found in the intestinal wall of health common marmosets.   The structure of the GALT-system of common marmosets (Callithrix jacchus) on principle corresponds to previous observations in other mammals. Noticeable are rather indistinct or missing Peyer’s plates in the ileum, distinct accumulations of follicles in caecum and rectum or macrophages which are, however, only rarely found. These findings may constitute a first basis for pathogenetic studies on disorders of the intestinal barrier, and thus, particularly help to better analyze and understand the chronic diarrheal diseases from which these animals often suffer.

Weißbüschelaffen (Callithrix jacchus) sind eine südamerikanische Primatenspezies, die in der biomedizinischen Forschung als Versuchstier vielfältig eingesetzt werden. Diese Tiere leiden häufig an chronischen Durchfallerkrankungen ohne klare Ätiologie. Vor diesem Hintergrund war das Ziel der vorliegenden Arbeit die grundlegende morphologische Charakterisierung des intestinalen GALT Systems. Zu diesem Zweck wurden von 14 klinisch gesunden, adulten Weißbüschelaffen Proben von Duodenum, Jejejunum, Ileum, Zäkum, Colon und Rektum für licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen verwendet. An Paraffin eingebetteten Proben wurde anhand von Serienschnitten die Lage und Verteilung sowie das Aussehen der Darmwand-assoziierten lymphatischen Strukturen beurteilt. Dazu gehörte auch die Austestung verschiedener Antikörper zur immunhistochemischen Charakterisierung beteiligter Zellen des Immunsystems (T-Lymphozyten, B-Lymphozyten, Makrophagen). Das Follikel-assoziierte Epithel des Ileums wurde mit Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie untersucht.   Die Ergebnisse der Arbeit lassen sich in folgenden Punkten zusammenfassen: 1.      Das Darmwand-assoziierte lymphatische Gewebe des Weißbüschelaffen besteht zum größten Teil aus solitären Lymphfollikeln, die in der Darmwand unregelmäßig verstreut besonders in Ileum, Zäkum und Rektum vorkommen. 2.      Nur bei vier von vierzehn Tieren sind im Ileum klassische Peyer´sche Platten im eigentlichen Sinne festzustellen. 3.      Im Zäkum und im Rektum bilden die lymphatischen Strukturen Solitärfollikel oder so genannte lymphoglanduläre Komplexe. 4.      Die Lymphfollikel besitzen ein Dome-Areal mit angrenzendem Follikel-assoziierten Epithel (FAE). Die Form der Dome-Areale wird dabei stark von der glatten Muskulatur der Tunica mucosa beeinflusst. Vorwiegend finden sich im Dünndarmbereich kuppelförmige Vorwölbungen in das Darmlumen. 5.      Die im FAE des Ileums charakterisierten M-Zellen zeigen ultrastrukturell an ihrer Oberfläche kurze unförmige Mikrovilli. In Randbereichen zu benachbarten Enterozyten werden auch Mikrovilli mit typischen Aktinfilamenten beobachtet. M-Zellen liegen in engem Kontakt mit intraepithelialen Lymphozyten (IEL) und bilden mit benachbarten Enterozyten Interdigitationen. 6.      Bei einigen M-Zellen kann beobachtet werden, dass sich apikale Anteile ins intestinale Lumen abschnüren. Neben M-Zellen und Enterozyten finden sich auch einzelne Becherzellen und vereinzelt schmale Zellen mit büschelähnlichen Mikrovilli. 7.      T- und B-Lymphozyten lassen sich über ausgewählte CD3- und CD20-Marker immunhistochemisch darstellen. In der Darmwand gesunder Weißbüschelaffen sind aber kaum MAC-387 positive phagozytierende Zellen zu finden.   Grundsätzlich entspricht der Aufbau des GALT Systems bei Weißbüschelaffen (Callithrix jacchus) den bisherigen Beobachtungen bei anderen Säugetierspezies. Zu den Auffälligkeiten gehören wenig ausgeprägte oder fehlende Peyer’sche Platten im Ileum, deutliche Follikelansammlungen im Zäkum und Rektum oder nur selten anzutreffende Makrophagen. Diese Befunde können als Grundlage für pathogenetische Untersuchungen zu Störungen der intestinalen Barriere dienen und bilden daher besonders ein Hilfsmittel zur besseren Analyse der bei diesen Tieren häufig auftretenden chronischen Durchfallerkrankungen.

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Caglar, Murat: Untersuchungen zur Normalstruktur des GALT-Systems von Weißbüschelaffen (Callitrix jacchus). Hannover 2005. Tierärztliche Hochschule.

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