gms | German Medical Science

Hintergrund: Die Hornhauttransplantation ist die häufigster Form einer Gewebeübertragung weltweit. Chirurgen und Hornhautbanken begegnen (1) Knappheit an Spendergeweben, (2) Verlust von Spendergewebe während der Kultivierung, (3) Transplantatuntergang. Transplantatverlust während der Lagerung und nach Transplantation von Hornhäuten (HH) wird primär durch Apoptose (Zelluntergang) der Endothelzellen (EC) verursacht. Ziel dieser Studie war die Entwicklung eines Gentherapie-basierten Ansatzes zur Steigerung der Überlebensfähigkeit von EC während der Lagerung von HH.

Methoden: Gentransfer anti-apoptotischer Moleküle p35 oder bcl-xL in EC humaner Korneae wurde mittels eines lentiviralen Vektors durchgeführt und mit verschiedenen Kontrollen verglichen. EC-Verlust wurde HH-Bank-Bedingungen hervorgerufen (hypothermer (4°C), Organkultur (37°C, n=22)). Veränderungen in EC-Dichte, Morphologie und Phasen des Zelltodes sowie Apoptose wurden während Langzeitlagerung untersucht. Weiterhin wurden selektiv intrinsische (mitoch.) und extrinsische (ligand-assoz.) apoptotische Signalwege aktiviert, um die Wirksamkeit dieser Proteine auf intrazellulärer Ebene zu studieren.

Ergebnisse: Im Verlauf beider Arten der HH-Kultivierung zeigten EC, die p35 oder bcl-xL überexprimierten, sowohl signifikant höheren EC Zahlen als auch physologische Zellmorphologie (jeweils p<0.01). Kernfragmentation trat deutlich später ein als bei unbehandelten EC. Interessanterweise konnten wir deutliche Unterschiede im EC-Überleben in Abhängigkeit der Proteine feststellen: p35 und bcl-xL zeigte hinsichtlich der Signalwege unterschiedliche Wirksamkeit.

Schlussfolgerungen: Protektion von EC durch Gentherapie mit p35 und bcl-xL ist eine effektive Methode, das Überleben der EC gegenüber starken apoptotischen Induktoren sowie während der Lagerung von HH signifikant zu verbessern. Die Translation dieser Technologie könnte den Verlust von Spendergewebe in HH-Banken reduzieren, die Verfügbarkeit hochwertiger HH für Ophthalmochirurgen ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Hornhautspenden steigern, Transplantatversagen verringern, und ist von besonderem Interesse hinsichtlich lamellärer Transplantationstechniken wie DSAEK/DMEK.