This thesis describes studies in patients with inflammatory bowel disease (IBD) and collagenous colitis (CC). We investigated mucosal eosinophil and neutrophil granulocytes and T-cells involved in the inflammatory processes and aimed at determining whether these processes are reflected in the faecal (F) contents of specific proteins secreted by cells in the intestinal mucosa. Thus, we measured eosinophil cationic protein (ECP) and eosinophil protein X (EPX) and the neutrophil derived myeloperoxidase (MPO) and calprotectin (C); and in addition, chromogranin A (CgA), Chromogranin B (CgB) and secretoneurin (SN), derived from EEC cells and cells in the enteric nervous system. We found that a normalised FC level can serve as a surrogate marker for successful treatment in patients with IBD, but persistently high FC levels need further evaluation (study I). Furthermore, FC and F-MPO appear to relate better than F-EPX to treatment outcome in IBD. We evaluated F-ECP, F-EPX, F-MPO and FC as markers of disease activity and treatment outcome in patients with CC (study III) and concluded that F-ECP was the best discriminator of detecting active CC. Normalised F-ECP and F-EPX could serve as markers of successful treatment. We showed that the inflammation in CC is characterised by activated eosinophils, but that there is no neutrophil activity (study II). T-cells have a lower grade of activity in active CC than in control subjects. During budesonide treatment the normal activation of eosinophils and T-cells is restored, with concomitant clinical remission. The findings in studies II and III indicate that the eosinophils have an essential role in the pathophysiology of CC. Markedly higher values of F-CgA, F-CgB and F-SN were found in patients with CC than in those with IBD and controls (study IV) indicating a crucial role for the intestinal neuro-endocrine system in the pathogenesis of collagenous colitis.

Hintergrund: Angaben zu Inzidenz und Prävalenz von chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) bei Kindern und Jugendlichen in Deutschland fehlen bisher, die Daten des im Jahr 2000 gegründeten Sächsischen CED-Registers für Kinder und Jugendliche wurden bisher nicht veröffentlicht. Bei internen Diskussionen der Registerdaten zeigte sich stets eine nicht erklärbare abfallende altersspezifische Inzidenz der CED ab dem 15. Lebensjahr. Es wurde vermutet, dass einige ältere Jugendliche ausschließlich von Erwachsenengastroenterologen betreut wurden und bei einigen Adoleszenten eine längere diagnostische Latenz zur Diagnosestellung nach dem 18. Lebensjahr führte. Patienten und Methoden: Zur Prüfung der Thesen wurden alle gastroenterologisch tätigen Internisten in Leipzig aufgesucht und Patienten eingeschlossen, bei denen bis zum 26. Lebensjahr in den Jahren 2005-2009 eine CED endoskopisch neu diagnostiziert wurde. Die Auswertung des Sächsischen CED-Registers erfolgte hinsichtlich Inzidenz, Prävalenz, Geschlechterverteilung und diagnostischer Latenz im Zehnjahreszeitraum 2000-2009. Ergebnisse: Es wurden tatsächlich einige Jugendliche vor dem 18. Lebensjahr ausschließlich von Internisten betreut und nicht an das Register gemeldet. Die korrigierte Inzidenz von CED bei Patienten bis zum 18. Lebensjahr in Leipzig lag um 37 % höher als im Register angegeben. Nach dem 15. Lebensjahr wurde – ebenfalls in Abweichung zu den Registerdaten – ein kontinuierlicher Anstieg der altersspezifischen Inzidenz bis zum 18. Lebensjahr registriert. Es zeigte sich eine Tendenz zur längeren diagnostischen Latenz bei Adoleszenten, die sich jedoch nicht statistisch sichern ließ. Bis zum 15. Lebensjahr wurden nahezu alle Patienten im CED-Register erfasst.

Inflammatory bowel disease (IBD), characterized by chronic gastrointestinal inflammation, represents a significant childhood chronic disease. In this thesis, a case ascertainment definition of paediatric-onset IBD was validated using administrative data and developed the Ontario Crohn’s and Colitis Cohort (OCCC). The epidemiology of paediatric IBD in Ontario was described, demonstrating that Ontario has one of the highest worldwide incidence rates. Statistically significant increases in incidence were noted in 0-4 year olds (5.0%/year, p=0.03) and 5-9 year olds (7.6%/year, p<0.0001), but not in other age groups. Lower income children were more likely to be hospitalized at least once (hazard ratio (HR) 1.17, 95% confidence intervals (CI) 1.05-1.30) or visit the ED (HR 1.21, 95% CI 1.09-1.35) and had more IBD-related physician visits (odds ratio (OR) 3.73, 95% CI 1.05-13.27). Lower income children with Crohn's disease (CD) (not ulcerative colitis [UC]) were more likely to undergo intra-abdominal surgery within 3 years of diagnosis (OR 1.22, 95% CI 1.01-1.49), especially if diagnosed after 2000 (OR 1.79, 95% CI 1.27-2.53). Finally, changes in health services utilization and surgical rates were described, as were changes in specialist care provision and immunomodulator use in children with IBD between 1994-2007. The changes to care included increased outpatient care provided by paediatric gastroenterologists, and increased immunomodulator use. Children diagnosed with CD, but not UC, in recent years had lower surgical rates. In CD patients, intra-abdominal surgical rates within three years of diagnosis decreased from 18.8% in children diagnosed in 1994-1997 to 13.6% in those diagnosed in 2001-2004 (P = 0.035). When stratified by age at diagnosis, this decrease was significant in children diagnosed ≥10 years old (OR 0.67, 95% CI 0.48-0.93). The OCCC will continue to be used to investigate the epidemiology and burden of paediatric IBD and to improve the care received by children with IBD in Ontario.

Inflammatory bowel disease (IBD), characterized by chronic gastrointestinal inflammation, represents a significant childhood chronic disease. In this thesis, a case ascertainment definition of paediatric-onset IBD was validated using administrative data and developed the Ontario Crohn’s and Colitis Cohort (OCCC). The epidemiology of paediatric IBD in Ontario was described, demonstrating that Ontario has one of the highest worldwide incidence rates. Statistically significant increases in incidence were noted in 0-4 year olds (5.0%/year, p=0.03) and 5-9 year olds (7.6%/year, p<0.0001), but not in other age groups. Lower income children were more likely to be hospitalized at least once (hazard ratio (HR) 1.17, 95% confidence intervals (CI) 1.05-1.30) or visit the ED (HR 1.21, 95% CI 1.09-1.35) and had more IBD-related physician visits (odds ratio (OR) 3.73, 95% CI 1.05-13.27). Lower income children with Crohn's disease (CD) (not ulcerative colitis [UC]) were more likely to undergo intra-abdominal surgery within 3 years of diagnosis (OR 1.22, 95% CI 1.01-1.49), especially if diagnosed after 2000 (OR 1.79, 95% CI 1.27-2.53). Finally, changes in health services utilization and surgical rates were described, as were changes in specialist care provision and immunomodulator use in children with IBD between 1994-2007. The changes to care included increased outpatient care provided by paediatric gastroenterologists, and increased immunomodulator use. Children diagnosed with CD, but not UC, in recent years had lower surgical rates. In CD patients, intra-abdominal surgical rates within three years of diagnosis decreased from 18.8% in children diagnosed in 1994-1997 to 13.6% in those diagnosed in 2001-2004 (P = 0.035). When stratified by age at diagnosis, this decrease was significant in children diagnosed ≥10 years old (OR 0.67, 95% CI 0.48-0.93). The OCCC will continue to be used to investigate the epidemiology and burden of paediatric IBD and to improve the care received by children with IBD in Ontario.

En el patró fibroestenosant de la malaltia de Crohn els fibroblasts intestinals augmenten en número contribuint al desenvolupament de la fibrosi. Un dels principals promotors de la proliferació d’aquestes cèl•lules és el bFGF. En el present estudi la fracció rica en tocotrienol ha demostrat tenir efectes antiproliferatius en fibroblasts intestinals humans independentment de la procedència dels fibroblasts. Els tocotrienols redueixen tant la proliferació basal com la induïda per bFGF en fibroblasts. L’apoptosi de les cèl•lules efectores en el desenvolupament de la fibrosi sembla ser el principal mecanisme de la seva resolució. Els tocotrienols instauraren un procés complert d’apoptosi en els fibroblasts. A diferència del que passa amb la majoria d’agents proapoptòtics, els tocotrienols provoquen l’activació tant de la via extrínseca com de la via intrínseca de l’apoptosi ja que activa les caspases 8 i 9. Sorprenentment, l’addició de ciclosporina A (CsA), un conegut inhibidor de la via intrínseca de l’apoptosi, bloqueja completament el procés d’apoptosi induït per FRT. Això demostra que tot i l’activació de la caspasa 8 i per tant, de la via extrínseca, en el tractament amb tocotrienols la predominant és la via intrínseca. L’autofàgia té un paper molt rellevant en l’aclariment de cossos apoptòtics. Els tocotrienols han demostrat eficàcia en la inducció d’autofàgia en fibroblasts, ja que provoca la maduració de la proteïna LC3 i l’aparició de vacuoles autofàgiques en el citoplasma d’aquestes cèl•lules. Un cop més la CsA reverteix aquest procés, i per tant inhibeix l’autofàgia, demostrant que aquest procés requereix la participació de la mitocòndria. Les patologies que cursen amb desenvolupament de fibrosi estan associades a alts nivells de TGF-β que resulta en el reclutament de fibroblasts al lloc de la lesió i a un increment en la producció de matriu extracel•lular. A nivell intracel•lular, la fosforilació d’Smad3 és el pas clau que regula les accions del TGF-β. Els tocotrienols han mostrat eficàcia en la disminució dels nivells intracel•lulars d’Smad3 fosforilada induïda per TGF-β. La fosforilació d’Smad3 té efectes oposats en la regulació de l’expressió gènica. Regula positivament l’expressió de TIMP-1, en canvi, regula negativament l’expressió de MMP-3. Tot i ser efectes oposats en quant a expressió gènica, aquests dos fenòmens afavoreixen l’acumulació de matriu extracel•lular. L’exposició a tocotrienols fa que es reverteixi aquest estat profibrogènic ja que indueix l’expressió de MMP-3 però no afecta als nivells de TIMP-1. La síntesi de MEC i especialment la síntesi de COL1, COL3 i COL5 està incrementada en la fibrosi intestinal, aquest fet està directament relacionat amb l’activitat de TGF-β en la zona afectada. Els tocotrienols interfereixen en la síntesi de col•lagen. A més, els tocotrienols disminueixen la fosforilació d’Smad3 induïda per TGF-β, un fet clau en la síntesi de matriu extracel•lular. Aquests resultats permeten hipotetitzar un potencial antifibrogènic dels tocotrienols. Per a confirmar aquest potencial “in vivo” ens calia disposar d’un model experimental de fibrosi intestinal. A diferència del que succeeix amb la colitis, en la que es disposa d’un gran nombre de models animals, hi ha pocs models experimentals específicament dissenyats per a reproduir la fibrosi intestinal. Aquest fet, ha limitat molt el desenvolupament de noves estratègies de tractament antifibrogènic en l’intestí. Mitjançant l’administració intracolònica repetida a dosis baixes de l’haptè TNBS vam poder establir fibrosi intestinal en la rata de manera rellevant i reproduïble. En aquest model de fibrosi intestinal, els animals que van rebre la dosi més alta de tocotrienols provada en aquest estudi van mostrar nivells disminuïts en paràmetres que mesuren la inflamació, això és, es va disminuir l’índex d’activitat de la malaltia i la pèrdua de pes causada pel TNBS així com també va reduir l’expressió de TNF-α. / Excessive fibroblast expansion and extracellular matrix deposition are key events for the development of bowel stenosis in Crohn’s disease patients. Tocotrienols are vitamin E compounds with proven in vitro antifibrogenic effects on rat pancreatic fibroblasts. We aimed at investigating the effects of tocotrienols on human intestinal fibroblast proliferation, apoptosis, autophagy, and synthesis of ECM. Intestinal fibroblasts isolated from patients with Crohn’s disease were treated with tocotrienol-rich fraction from palm oil. Tocotrienols significantly reduced proliferation, enhanced cell death by promoting apoptosis and autophagy. Fibroblast apoptosis, but not autophagy, was prevented by the pan-caspase inhibitor zVAD-fmk, whereas both types of cell death were prevented when the mitochondrial permeability transition pore was blocked by cyclosporin A, demonstrating a key role of the mitochondria in these processes. TRF diminished procollagen type I and laminin γ production these cells. Transforming growth factor-β plays a key role in matrix deposition during fibrosis. Treatment of intestinal fibroblasts with tocotrienol rich fraction prevents Smad3 phosporylation induced by transforming growth factor-β and reduces collagen type 1 and 3 production by these cells. Besides, in a rat model of intestinal fibrosis, treatment with tocotrienols reduces diarrhea, rectal bleeding and weight loss, as well as levels of colonic tumor necrosis factor-α and vimentin expression demonstrating that this compound has anti-inflammatory effects in vivo.

Bakgrund: En kronisk oförutsägbar sjukdom som Crohns sjukdom framkallar fysisk, psykologisk och social stress. Sjukdomen påverkar vardagen, försämrar livskvalitet och skapar oro. För att bedriva personcentrerad vård krävs insikt i hur denna oro upplevs. Syfte: Syftet med studien var att belysa sjukdomsrelaterad oro hos personer med Crohns sjukdom. Metod: Åtta kvinnor och fyra män mellan 30 och 64 år som skattat sin sjukdomsrelaterade oro som hög eller mycket hög identifierades. Intervjuer genomfördes och analyserades med kvalitativ innehållsanalys. Resultat: Analysen genererade tre kategorier: (1) Oro för sjukdomen i sig, (2) känslor runt oron, (3) samt hantering av oron. Sjukdomens oförutsägbarhet samt nedsatt funktion till följd av trötthet och bristande kontroll över tarmfunktionen var de mest framträdande orsakerna till oro. Oron skapade känslor av stress, skuld och besvikelse. Deltagarna uttryckte önskemål att få prata om och synliggöra oron men hade också funnit egna sätt att hantera denna. Slutsats: Det finns ett kvarstående behov av att ventilera och få förståelse för sjukdomsrelaterad oro, även efter många års sjukdom. Personer med Crohns sjukdom måste få prata om sin oro, vara en aktiv partner i vården och tillsammans med vårdgivaren finna sätt att hantera oron så att denna kan lindras. / Background: A chronic, unpredictable disease as Crohn's disease provides physical, psychological and social stress. The disease affects everyday life, impairs quality of life and create worries. To conduct person-centered care requires insight into how this worry is experienced. Objective: To explore disease-related worries in persons with Crohn´s disease. Method: Eight women and four men between 30 and 64 who estimated their disease-related worries high or very high were identified. Interviews were conducted and analyzed with content analysis. Results: The analysis generated three categories: (1) Worries about the disease itself, (2) feelings around the worries, (3) management of the worries. The unpredictable course of the disease and the impaired function due to fatigue and lack of control of bowel function were the most prominent causes of worries. The worries created feelings of stress, guilt and disappointment. The participants expressed the wish to talk about and make the worries visible but had also found their own ways to handle it. Conclusion: There is a persistent need to vent and get an understanding of disease-related worries, even after many years of disease. Persons with Crohn's disease need to talk about their worries, be an active partner in healthcare and together with the health-care providers find ways to handle the worries so it can be relieved.

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Zurzeit existieren keine validen Biomarker, welche die Krankheitsaktivität oder das Rezidiv-Risiko von chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen objektivierbar machen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden neue Biomarker des Immunmonitorings auf ihren Nutzen bei der Beurteilung der Krankheitsaktivität von Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen (CED) untersucht. Hierzu wurde bei 98 Patienten mit CED, nach positivem Votum der Ethikkommission, die intrazelluläre ATP-Konzentration der CD4+-Zellen gemessen, um diese mit der Krankheitsaktivität der Patienten in Bezug zu setzen. Die Patientendaten wurden zuvor mithilfe von standardisierten Fragebögen erhoben, um daraufhin die Krankheitsaktivitätsindices CDAI, HBI und SCCAI aus den klinischen Daten zu ermitteln. Es wurde keine signifikante Korrelation zwischen der ATP-Konzentrationen und der Krankheitsaktivität der Patienten festgestellt. Dies führte zu der Schlussfolgerung, dass Einzelmessungen der intrazellulären ATP-Konzentration von Lymphozyten nicht die Krankheitsaktivität von Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen widerspiegeln. Ein signifikanter Unterschied der intrazellulären ATP-Konzentration CD4+-Zellen wurde allerdings zwischen Patienten mit und ohne Infliximab-Therapie nachgewiesen. Die Patienten, die unter einer Infliximab-Therapie standen, hatten signifikant niedrigere intrazelluläre ATP-Konzentrationen der Lymphozyten (p<0,01, Mann-Whitney-U). Dieses Ergebnis verdeutlicht, dass Infliximab als TNF-α-Blocker die Immunantwort bzw. die Aktivität von Lymphozyten inhibiert. Mithilfe der intrazellulären ATP-Konzentration wäre somit evtl. ein Werkzeug gegeben, um die Effektivität der Inhibierung der lymphozytären Immunreaktion durch TNF-α-Blocker zu kontrollieren. Weiterhin wurde bei 99 CED-Patienten die Anzahl regulatorischer T-Zellen im peripheren Blut bestimmt. Hierfür wurden die Zellen mithilfe von CD4-, CD25-, CD127- und FoxP3-Antikörpern angefärbt und mittels der FACS-Analytik quantifiziert. Anschließend wurde die so ermittelte Anzahl regulatorischer T-Zellen (CD4+CD25highCD127-FoxP3+-Zellen) mit der Krankheitsaktivität der Patienten korreliert. Auch dabei wurde keine signifikante Korrelation nachgewiesen. Bei der Unterteilung der Patienten in Gruppen mit erhöhter und erniedrigter Krankheitsaktivität deutete sich ein Unterschied bezüglich der Anzahl regulatorischer T-Zellen an, der jedoch nicht signifikant war (p=0,073, Mann-Whitney-U-Test). Diese Ergebnisse führten zu der Annahme, dass sich die durchflusszytometrisch quantifizierte Anzahl regulatorischer T-Zellen ebenfalls nicht als Surrogatmarker für die Krankheitsaktivität von Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen eignet. Zudem wurde postuliert, dass die Quantifizierung von Tregs keine Hilfe bei der Unterscheidung zwischen den beiden Erkrankungen Morbus Crohn und Colitis ulcerosa liefern kann. Der tendenzielle Unterschied in der Anzahl von Tregs zwischen Patienten mit niedriger und erhöhter Krankheitsaktivität zeigt jedoch, dass regulatorische T-Zellen bei der Pathogenese von chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen eine Rolle zu spielen scheinen. Allerdings deutet sich auch eine Abhängigkeit von weiteren pathogenen Faktoren in der komplexen Ätiologie von chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen an. Bei 35 der CED-Patienten wurde zusätzlich eine weitere Methode zur Quantifizierung regulatorischer T-Zellen angewendet. Hierbei handelte es sich um einen DNA-Methylierungsassay, welcher die regulatorischen T-Zellen anhand einer spezifischen Demethylierungsregion der DNA (TSDR) ermittelt. Diese TSDR ist bei den Tregs demethyliert, während sie bei allen anderen Zellen des Blutes methyliert ist. Die Ergebnisse dieses Assays korrelierten jedoch nicht mit der Krankheitsaktivität der Patienten und korrelierten auch nicht mit den Ergebnissen für die Anzahl regulatorischer T-Zellen aus der FACS-Analytik. Diese Tatsache könnte zum einen darauf beruhen, dass in der FACS-Analytik im Gegensatz zum DNA-Methylierungsassay auch aktivierte T-Effektorzellen quantifiziert werden, welche nur transient FoxP3 exprimieren. Zum anderen werden mittels des DNA-Methylierungsassays auch CD8+FoxP3+-Zellen quantifiziert, welche keine oder geringe regulatorischen Eigenschaften besitzen und in der Durchflusszytometrie nicht quantifiziert werden. Zudem könnte eine fehlende Korrelation zwischen den Ergebnissen der beiden Verfahren auch daran liegen, dass sich die quantifizierten Tregs aus der Durchflusszytometrie auf die Gesamtheit der CD4+-Zellen beziehen, während sich die Tregs des DNA-Methylierungsassays auf die gesamten DNA-haltigen Zellen des Vollblutes beziehen. Zur besseren Vergleichbarkeit könnte in zukünftigen Studien ein Quotient aus Tregs und CD4+-Zellen gebildet werden. Zusammenfassend hat sich im Rahmen dieser Arbeit gezeigt, dass sich weder mithilfe der intrazellulären ATP-Konzentrationen von Lymphozyten noch der Anzahl regulatorischer T-Zellen eine Aussage bezüglich der Krankheitsaktivität oder des Rezidivrisikos von CED-Patienten treffen lässt. Da die chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen derzeit nicht heilbar sind, werden weitere Surrogatmarker zum Objektivieren der Krankheitsaktivität benötigt, um Krankheitsrezidiven zeitnah entgegenwirken zu können.

La maladie de Crohn (MC) et la colite ulcéreuse (CU) sont des maladies inflammatoires chroniques du tube digestif qu’on regroupe sous le terme maladies inflammatoires de l’intestin (MII). Les mécanismes moléculaires menant au développement des MII ne sont pas entièrement connus, mais des études génétiques et fonctionnelles ont permis de mettre en évidence des interactions entre des prédispositions génétiques et des facteurs environnementaux - notamment la flore intestinale – qui contribuent au développement d’une dérégulation de la réponse immunitaire menant à l’inflammation de la muqueuse intestinale. Des études d’association pangénomiques et ciblées ont permis d’identifier plusieurs gènes de susceptibilité aux MII mais les estimations de la contribution de ces gènes à l’héritabilité suggèrent que plusieurs gènes restent à découvrir. Certains d’entre eux peuvent se trouver dans les régions identifiées par des études de liaison génétique. L’objectif de mon projet de doctorat était d’identifier un ou des facteurs de risque génétique dans la région chromosomale 19p (identifiée comme région de liaison IBD6) et de le/les caractériser au niveau fonctionnel. Nous avons d’abord entrepris une cartographie d’association de la région 19p. À la suite du génotypage successif de deux cohortes indépendantes, nous avons identifié un SNP intronique et quatre SNP codants dont un non-synonyme, rs8108738, tous localisés dans le gène microtubule associated serine threonine kinase gene-3 (MAST3) et associés aux MII. Peu d’information fonctionnelle sur MAST3 était disponible. Par contre MAST2, une protéine encodée par un gène de la même famille, régule l’activité du facteur de transcription inflammatoire NF-kappaB. Nous avons confirmé l’implication de MAST3 dans l’activité de NF-kappaB via un knockdown de MAST3 et des essais gène-rapporteur. Pour poursuivre la caractérisation fonctionnelle de MAST3, nous avons choisi une approche non ciblée pour étudier les effets de la variation des niveaux d’expression de MAST3 sur la cellule. C’est-à-dire que nous avons créé un 1er modèle cellulaire de surexpression du gène MAST3 dans les cellules HEK293 et analysé l’expression pangénomique endogène. La validation de l’expression génique dans un 2e modèle cellulaire de knockdown et de type cellulaire différent (THP1), nous a permis d’identifier et de contrer les effets non-spécifiques dus aux niveaux non-physiologiques. Notre étude d’expression a mené à l’identification d’un groupe de gènes dont l’expression est régulée par MAST3. Ces gènes sont majoritairement impliqués dans des fonctions immunitaires (cytokines pro-inflammatoires, régulateurs de NF-kappaB, migration cellulaire, etc.) et une forte proportion est régulée par NF-kappaB. Nous avons évalué l’importance du groupe de gènes régulés par MAST3 dans la présentation clinique des MII à travers des études d’expression dans des biopsies intestinales de patients atteints de CU. Nous avons constaté que l’expression de ces gènes est significativement supérieure dans les régions enflammées par rapport aux régions saines de la muqueuse intestinale des patients atteints de CU. Globalement, les résultats de nos études suggèrent que le facteur de risque aux MII MAST3 agit via la voie du facteur de transcription NF-kappaB pour influencer l’expression d’un groupe de gènes impliqués dans l’inflammation intestinale typique des MII. Chaque étude génétique sur les MII a le potentiel d’orienter les recherches fonctionnelles vers de nouvelles voies biologiques causales. Le dévoilement des mécanismes moléculaires sous-jacents à ces voies permet d’augmenter les connaissances sur le développement de ces maladies vers une compréhension plus complète de la pathogenèse qui permettra d’optimiser le diagnostic et le traitement de ces maladies. / Inflammatory bowel diseases (IBD) refer to different chronic inflammatory diseases of the digestive tract mainly Crohn’s disease (CD) and ulcerative colitis (UC). Mechanisms leading to the pathogenesis of IBD are not completely understood, but genetic and functional studies have highlighted interactions between genetic predispositions and environmental factors, such as the intestinal microbiota, as contributors to the deregulation of the immune response that leads to inflammation of the intestinal mucosa. Genome-wide and targeted association studies have identified several IBD susceptibility genes. However, estimations of the contribution of these genes to heritability of the disease suggest that more are to be discovered. Some of these genes may be in previously identified IBD linkage regions. The objective of my doctoral project was first, to identify risk factors in the 19p chromosomal region (IBD6), previously identified following a genome-wide linkage study, then to characterise them functionally. We first performed a comprehensive association mapping study of the 19p region. Our two-stage genotyping strategy led to the identification of one intronic SNP and four coding SNP –including one non-synonymous SNP, rs8108738 – all located in the microtubule associated serine threonine kinase gene 3 (MAST3) and associated to IBD. Very limited functional information on MAST3 was available at that time. However MAST2 (a gene in the same family as MAST3), is involved in the regulation of inflammation master switch, transcription factor NF-B. We confirmed the involvement of MAST3 in the modulation of NF-B via a knockdown of MAST3 and gene reporter assays. In order to further characterize the function of MAST3, we chose a non-targeted approach to study the effects of the modulation of MAST3 levels on the cell. More specifically, we created a 1st cell model of MAST3 overexpression in HEK293 cells and analysed the resulting genome-wide endogenous gene expression. Validation in a 2nd cell model consisting of a knockdown of MAST3 in THP1 cells, allowed to identify non-specific gene expression due to non-physiological MAST3 levels. Our expression study led to the identification of a group of genes whose expression is modulated by MAST3. These genes are mainly involved in immune functions (pro-inflammatory cytokines, NF-B regulation, cellular migration, etc) and a majority is regulated by transcription factor NF-B. We evaluated the importance of this MAST3-regulated gene set in the clinical manifestation of IBD through an expression study on biopsies of UC patients. We found that the expression the MAST3-regulated gene set was significantly enriched in inflamed region of the intestinal mucosa of UC patients compared to healthy region. Taken together, the results of our study suggest that IBD risk factor MAST3 acts on the NF-B pathway to influence the expression of a group of genes involved in intestinal inflammation typical of IBD. Every genetic study on IBD has the potential to lead functional research towards new causal biological pathways. The unravelling of the molecular mechanisms underlying these pathways aims to improve the comprehension of the pathogenesis of IBD and hopefully will allow for optimization of diagnostic and treatment of these diseases.

The objectives of our study were to determine the potential of 1H MRS in detecting (1) early colonic inflammation, (2) effects of various fatty acids on normal colon and (3) their effects on IBD. Sprague dawley rat fed with 2% carrageenan was used as a model of IBD. Flaxseed oil served as ω-3, corn oil as ω-6 and beef tallow as saturated fatty acid sources. Control group animals were fed 5% corn oil, whereas, those in high-fat diet groups received an additional 7% of the respective fatty acids. After 2 weeks, 1H MRS and histology were conducted on excised colonic mucosa. Statistical classification strategy (SCS) used for analyzing 1H MRS data achieved an accuracy of 82 % in stage 1, 90-100% in stage 2 and 96-100% in stage 3. This implies that 1H MRS is a sensitive tool to diagnose early IBD and the effects of dietary fat on IBD.