Repopulation genetisch veränderter Kupffer-Zellen im Tiermodell. Evaluation der Effekte unterschiedlicher Targetgene auf Entzündungen und Fibrosierung
Final Report Abstract
Die Aktivierung von Kupffer-Zellen, den lokalen Gewebsmakrophagen der Leber, spielt eine entscheidende Rolle in der Pathogenese zahlreicher, (inflammatorischer) Lebererkrankungen. Hierbei ist dieser Zelltyp, durch die Interaktion mit anderen hepatischen Zellen u.a. über die Expression physiologisch aktiver Substanzen, sowohl direkt als auch indirekt an der lokalen Gewebeschädigung beteiligt. Zur weiterführenden Charakterisierung dieser Beteiligung und der pathophysiologischen Folgen der Zellaktivierung wurden Kupffer-Zellen in akuten hepatischen Schädigungsmodellen (LPS-Schädigungsmodell, Ischämie-Reperfusionsmodell) der Ratte transplantiert. Hiebrei wurden transduzierte Kupffer-Zellen eingesetzt, die nach adenoviralem Gentransfer und Transplantation in den Empfänger spezifische Genprodukte (u.a. IL-10 bzw. EGFP als Kontrolle) vermehrt in der Leber exprimieren. IL-10 wird neben seinen immunsuppressiven und immunstimulatorischen Eigenschaften als ein wichtiges antiinflammatorischen Zytokine im Organismus betrachtet. Seine Wirkung entfaltet es u.a. durch die Unterdrückung der Aktivierung von T-Zellen, Monozyten und auch Makrophagen. Demnach wurde spekuliert, dass die Transplantation und Repopulation von Kupffer-Zellen, welche zuvor mit Ad5.IL-10 transduziert wurden, einen entsprechend protektiven Effekt bei diesen hepatischen Schädigungsmodellen vermitteln sollte. Durch eine zuvor durchgeführte Microarray Analyse konnte bereits eine Hochregulation des IL-10 Signalkaskadewegs in Kupffer-Zell-Populationen aus humanen zirrhotischen Lebergewebe festgestellt werden. Weiterhin konnte sowohl in vitro als auch in vivo demonstriert werden, dass Kupffer-Zellen mit den verwendeten adenoviralen Konstrukten erfolgreich infiziert werden können. Im Modell der Transplantation genetisch veränderten Kupffer-Zellen konnte das Transgen in den Empfängerlebern nur auf RNA-Ebene nachgewiesen werden, was allerdings prinzipiell auf eine funktionelle Integrität der transplantierten Kupffer-Zellen schließen lässt. Der Nachweis des Transgens auf Proteinebene war jedoch nicht möglich, was u.a. mit der geringeren Sensitivität der Nachweismethoden bzw. mit einer zu geringen Einschleussung des Transgens in die Leber erklärt werden kann. Vermutlich deshalb wurden auch in den verwendeten akuten hepatischen Schädigungsmodellen auch keine zusätzlichen protektiven Effekte durch die Transplantation von IL-10 adenoviral transduzierten Kupffer-Zellen beobachtet. Die Transplantation von Kupffer-Zellen führte vielmehr zu einem höheren Anstieg der Transaminasen als Zeichen einer verstärkten Leberschädigung. Die protektiven Eigenschaften von IL-10 konnten allerdings in den entsprechenden Positiv-Kontrollen für den Ischämie-Reperfusionsschaden gezeigt werden. Unabhängig davon stellt die Transplantation von Kupffer-Zellen ein aussagekräftiges Werkzeug zur Untersuchung dieses Zelltyps in unterschiedlichen Lebererkrankungen dar. Diesbzgl. wurde zusätzlich eine Methode zur Kryokonservierung von Kupffer-Zellen etabliert, die einen entsprechenden, zeitunabhängigen Zugriff auf unterschiedliches Spendergewebe garantiert.
Publications
- Characterization of rat and human Kupffer cells after cryopreservation. Cryobiology. 2007 Apr;54(2):164-72
Walbrun P, Hellerbrand C, Weiss TS, Netter S, Neumaier D, Gaebele E, Wiest R, Scholmerich J, Froh M
