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Fragestellung: Therapeutische Effekte multipotenter mesenchymaler Stromazellen (MSC) wurden in verschiedenen Traumamodellen beschrieben. Diese werden überwiegend den immunmodulatorischen Eigenschaften von MSC zugeschrieben. Hierzu gehört auch deren Fähigkeit, den proinflammatorischen (M1) Phänotyp von Makrophagen mit hoher Sekretion von TNFa in einen - eher regenerative Prozesse unterstützenden - (M2) Phänotyp zu konvertieren. Ob diese aus therapeutischer Sicht wünschenswerte Funktionalität auch unter einem Zytokin-reichen und Gefahrenmoleküle (DAMPs) enthaltenden Milieu, wie es beim schweren Polytrauma vorliegt, erhalten bleibt, ist bisher nicht bekannt. Wir haben daher ein in vitro Co-Kultursystem aus MSC und Makrophagen und einen "Polytrauma-Cocktail" (PTC) von Zytokinen ohne/mit HMGB1 eingesetzt, um diese Frage zu klären.

Methodik: Humane MSC- bzw. Makrophagenkulturen wurden mit Einverständnis der Spender gemäß den Richtlinien der lokalen Ethikkommission mit Standardmethoden angelegt und für parallele Mono- und Co-Kulturen ohne direkten Zellkontakt (Zellkulturinsert-Methode) verwendet. Die Inkubation erfolgte mit Kontrollmedium (K), sowie Medium, dem PTC (IL1b, IL6, IL8, C3a, C5a) bzw. PTC mit HMGB1 (zur Aktivierung der Makrophagen) zugesetzt wurde. 24 h später wurde das Medium abgenommen und darin PGE2, TSG6 sowie TNFa über ELISA gemessen. In weiteren Experimenten wurde der Einfluss von PGE2 (10/100 ng/ml) bzw. TSG6 (20/200 ng/ml) in Makrophagen-Monokultur auf die TNFa Sekretion unter Stimulation mit PTC + HMGB1 analysiert. Die statistische Auswertung erfolgte mittels ANOVA.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Im Kontrollansatz waren in Mono- und Co-Kultur nur geringe Mengen an PGE2 und TSG6 zu detektieren. TNFa war bei K in der MSC-Mono- und in der Co-Kultur nicht und in Makrophagen nur geringfügig nachweisbar. Die Stimulation mit dem PTC induzierte in MSC und der Co-Kultur PGE2 und TSG6, in Makrophagen Monokultur ergab sich kein relevanter Effekt. Die Stimulation mit PTC+HMGB1 dagegen beeinflusste PGE2 und TSG6 nicht relevant, hatte aber einen signifikanten Stimulationseffekt auf die TNFa Sekretion von Makrophagen. Interessanterweise zeigte sich hier bei Co-Kultur ein signifikanter Abfall des TNFa verglichen mit der Makrophagen-Monokultur. Die Experimente zum alleinigen Einfluss von PGE2 bzw. TSG6 auf die Sekretion von TNFa in PTC+HMGB1-stimulierten Makrophagen Monokultur ließen erkennen, dass PGE2 eine deutlich stärkere Inhibition bewirkt als TSG6.

Die Ergebnisse zeigen, dass humane MSC auch unter in vitro-simulierten Bedingungen der sterilen Inflammation, wie sie beim Polytrauma vorkommen, die TNF-Sekretion von aktivierten Makrophagen über lösliche Faktoren inhibieren. Hierbei scheint PGE2 eine stärkere Rolle zu spielen als TSG6.