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Fragestellung: Myofibroblasten (MF), die eine differenzierte Form von Fibroblasten darstellen und durch die Expression eines spezifischen Aktins (alpha-smooth-muscle actin = alpha-SMA) gekennzeichnet sind, treten einerseits vermehrt während der physiologischen Weichteil- und Organregeneration auf, werden andererseits aber als kausal für die Entstehung fibröser Erkrankungen unterschiedlicher Organsysteme (Leber, Herz, Gefäße u. a.) angesehen. Wir stellen hier in vitro-Modelle und Ergebnisse vor, mit Hilfe derer in der Literatur diskutierte Eigenschaften des MF überprüft, und Vorgänge des Differenzierungsprozesses zum MF beschrieben werden können.

Methodik: In einem Teilexperiment wurden Biopsien aus humanen Wunden (n = 8) nach Kollagenase-Verdau unter Standard-Zellkulturbedingungen in Fibroblastenmedium kultiviert. Nach der Fixierung der Zellen in den Passagen 1-4 wurde alpha-SMA immunzytochemisch detektiert, um nachfolgend die MF-Differenzierungsrate (= MFD, Anteil der MF in % aller Fibroblasten) mittels Fluoreszenzmikroskopie bestimmen zu können. In einem weiteren Teilexperiment wurde ein kürzlich vorgestellter in vitro-Wundheilungsassay (co-culture scratch-wound migration assay = CCSWMA) genutzt, um den Einfluss der für die frühe Phase der Weichteilregeneration typischen Hypoxie (pO25mmHg) auf die MFD in Co-Kulturen von normalen humanen dermalen Fibroblasten (NHDF) und humanen dermalen mikrovaskulären Endothelzellen (HDMEC) zu untersuchen (n = 19). Dabei wurde auch die Beteiligung von Entzündungsmediatoren wie Endothelin-1 und Angiogenin überprüft, die über ELISA und einen Cytometric Bead Array quantifiziert, und außerdem immunzytochemisch lokalisiert wurden. NHDF-HDMEC-Co-Kulturen in Matrigel (n = 2) sollten Erkenntnisse über die 3-dimensionale morphologische Anordnung der Zellen liefern.

Ergebnisse: Die bisher in der Literatur beschriebene Erhöhung der MFD in Wundbiopsien konnte bestätigt werden: sie lag in Passage 1 im Mittel bei 24% und zeigte ein Maximum von 46%. Im CCSWMA zeigte sich, dass Hypoxie die MFD von NHDF erhöht (Hypoxie: 17±5% vs. Normoxie: 12±5%). Immunzytochemische Färbungen von 2D- und 3D-Co-Kulturen ergaben, dass die Differenzierung zu MF vor allem in der Nähe der HDMEC stattfindet und eher Endothelin-1- als Angiogenin-vermittelt ist.

Schlussfolgerungen: Die enge morphologische Anordnung von MF mit HDMEC in 2D- und 3D-Kultur weist auf die, bisher nur wenig untersuchte, Eigenschaft der MF hin, eine Stützfunktion beim Aufbau neuer Endothelzellstrukturen übernehmen zu können, ähnlich der Funktion von Perizyten bei der Makrovaskulatur. Diese Funktion kann, gerade im Hinblick auf die Angioneogenese, die im Rahmen der physiologischen Regeneration erforderlich ist, neben bekannten Funktionen des MF, wie der Wundkontraktion, der Bildung extrazellulärer Matrix und der Bereitstellung von Zytokinen und Matrixmetalloproteinasen, für den Heilungserfolg entscheidend sein.