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Rationale: In der akuten Phase von endothelialen Hornhauttransplantatabstoßungen kommt es zu einer zellulären Infiltration der Vorderkammer. Dieses zelluläre Infiltrat besteht überwiegend aus Monozyten bzw. Makrophagen – beides Zellen des nativen Immunsystems. Gegenstand der Arbeiten war die Entwicklung und Validierung eines humanen in vitro-Modells zur Untersuchung der Funktion und Migration von nativen Lymphozyten im Zytokinmillieu allogener Hornhauttransplantatabstossungen.

Methoden:

Klinische Proben: Die Messung der monozytären Rekrutierung während endothelialer Hornhauttransplantatabstoßungen erfolgte mittels Durchflusszytometrie in Vorderkammerproben von 7 Patienten bzw. 8 Kataraktkontrollen. In diesem Zusammenhang relevante proinflammatorische Mediatoren wurden mittels Luminex-Protein-Assay detektiert.

In vitro-Modell: Durch Stimulation von humanen Makrophagen mit Lipopolysaccharid (LPS) oder Interferon (IFN) γ wurde ein Milieu modelliert, welches dem entzündlichen Milieu der Vorderkammer entspricht. Dieser inflammatorische Überstand wurde in einem Transwellexperiment zur Induktion der Migration von Monozyten durch eine Endothelbarriere verwendet. Die Wirkung einzelner Chemokine für die Monozytenrekrutierung wurde durch die Depletion mittels neutralisierender Antikörper oder ausgewählter Chemokinrezeptor-Inhibitoren geprüft. Die zytotoxische Wirkung auf humane korneale Endothelzellen wurde durch Konfokalmikroskopie nach ex vivo Exposition gegenüber den o.g. Entzündungsmediatoren und entzündlich aktivierten Monozyten getestet.

Ergebnisse: Humane Kammerwasserproben zeigten eine selektive Anreicherung für inflammatorische (CD14++/CD16-) Monozyten während akuter Hornhauttransplantatabstoßungen. Wir charakterisierten das Chemokinrepertoire sowohl in Vorderkammerproben als auch in unserem experimentellen System und testeten die Wirkung einer gezielten Hemmung auf die Monozytenrekrutierung. Dabei führte die Hemmung einzelner Chemokine nur teilweise zu einer reduzierten Monozytenrekrutierung, während sich eine Chemokinrezeptor-Hemmung als effektiver erwies. In der Konfokalmikroskopie zeigte sich, dass ein von Makrophagen geprägtes entzündliches Milieu eine erhebliche zytotoxische Wirkung auf menschliche korneale Endothelzellen hat.

Schlussfolgerungen: Unsere Ergebnisse beruhen auf Beobachtungen aus humanen und tierexperimentellen Studien, die eine Rolle von Monozyten in der Immunpathogenese von Hornhautabstoßungen nahe legen. Wir haben ein humanes in vitro Modell entwickelt, das die Untersuchung einer therapeutischen Modulation der Monozytenrekrutierung und der Reduktion zytotoxischer Einflüsse auf Hornhautendothelzellen während einer Hornhauttransplantat-abstoßung erlaubt. Dieses Modell könnte bei der Entwicklung neuartiger immunmodulatorischer Strategien von großem Vorteil sein und zu einem besseren Überleben von Hornhauttransplantaten beitragen.