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Aufgrund der fehlenden Vaskularisierung und Innervierung, sowie der räumlichen Abgrenzung, nimmt die gesunde Bandscheibe (BS) im Körper eine immunologische Sonderstellung ein. Tritt jedoch Bandscheibengewebe (BSG) aufgrund pathologischer Veränderungen in Kontakt mit dem Immunsystem, wird eine Autoimmunantwort ausgelöst, welche als pathogener Faktor beim Auftreten von Nervenentzündungen, Schmerz und Lumbalgie diskutiert wird. Ein möglicher Mechanismus wurde bereits für Retina und Testisgewebe beschrieben. Hier kommt es durch die Expression des Zytokins FasL zur Abtötung infiltrierender Zellen des Immunsystems. FasL und Fas sind Vertreter der TNF-Rezeptorfamilie zu der auch die Liganden/Rezeptorpaare TRAIL/DR4, TRAIL/DR5 und TNF-a/TNFR1 gehören. In allen Fällen kommt es durch die Bindung des Liganden an den entsprechenden Rezeptor zur Induktion des programmierten Zelltodes (Apoptose) in der Zielzelle.

Ziel dieser Studie war es festzustellen, ob humanes BSG und isolierte BS-Zellen die betreffenden Todesrezeptoren und ihre Liganden exprimieren und damit die molekularen Voraussetzungen für einen immunologischen Sonderstatus erfüllen.

Methoden: Für die Analysen wurde nicht- oder gering degeneriertes BSG von 19 Spendern mit idiopathischer Skoliose bzw. Brustwirbeltrauma untersucht. Die Genexpression von Fas/FasL, TRAIL/DR4 und TNF-a/TNFR1 wurde mittels quantitativer PCR analysiert. Zusätzlich wurde die Proteinexpression der Liganden FasL und TRAIL immunhistologisch an Paraffinschnitten untersucht. Die Frage, ob auch kultivierte BS Zellen die entsprechenden Liganden/Rezeptor Paare exprimieren wurde mittels Durchflusszytometer (FACS) untersucht.

Ergebnisse: Die Genexpressionsanalyse zeigte folgende Verteilung: FasL (7/19), Fas (6/19), TNF-a (2/19), TNF-R (6/19), TRAIL (15/19) und DR4 (5/19). Die immunhistochemische Analyse zeigte eine Matrix-assoziierte Expression der Liganden FasL und TRAIL. Die FACS Analyse belegte, dass auch in kultivierten BS-Zellen die Expression der Vertreter der TNF-Familie aufrechterhalten wird. Die Frequenz der gemessenen Proteinexpression betrug hier: FasL (4,5%), Fas (36%), TRAIL (31,5%), DR4 (13%) und DR5 (36%).

Schlussfolgerung: Diese Studie belegt, dass sowohl BSG, als auch kultivierte BS-Zellen die Todesrezeptoren der TNF-Familie und ihre entsprechenden Liganden exprimieren. Sie erfüllen somit die molekularen Vorraussetzungen für die Induktion von Apoptose in infiltrierenden Zellen des Immunsystems. Die Frequenz der Expression der einzelnen Zytokine deutet darauf hin, dass im Gegensatz zu anderen Geweben TRAIL/DR4 in der BS eine besondere Bedeutung zukommt. Die Tatsache, dass nicht in allen untersuchten Proben eine Expression nachweisbar war, lässt zudem vermuten, dass diese mit dem Alter bzw. dem Degenerationsgrad abnimmt. Der Verlust des immunologischen Sonderstatus könnte demnach ursächlich mit dem Degenerationsgrad assoziiert sein. Dies muss jedoch an einem größeren Patientenkollektiv untersucht werden.