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Ziel: Charakterisierung von Glaskörperkulturen des Hausschweins als mögliches in-vitro-Modell der proliferativen Vitreoretinopathie (PVR).

Methoden: Schweineaugen wurden am lokalen Schlachthof erworben, deren Glaskörper isoliert und auf Kollagen-IV-beschichteten Schalen in DMEM (10% FCS, 0,02% m-CSF) bis zu 21 Tagen kultiviert und phasenkontrastmikroskopisch beobachtet. Immunhistochemische Färbungen (IHC) für IBA1, einen Marker myeloider Zellen, und α-SMA, einen Myofibroblastenmarker, wurden an Tag (d) 1, 14 und 21 durchgeführt. Mit qPCR wurde die mRNA-Expression verschiedener Immunzell- (AIF1, MRC1, SLA-DR) und Fibrosefaktoren (FN1, SPARC, ACTA2, TGFβ) in Glaskörperzellen bestimmt. Zudem wurden die Immunzellmarker CD45, CD11b, CX3CR1, SLA-DR und der Fibroblasten-Progenitormarker CD34 durchflusszytometrisch erfasst. Glaskörperzellen wurden an Tag (d) 3, 5 und 7 in Zeitrafferaufnahmen beobachtet und deren Bewegungen quantitativ ausgewertet. Schließlich prüften wir die Zytostatika Daunorubicin (7,5 µg/ml für 10 oder 20 min), das aus der klinischen Routine bekannt ist, und Mitoxantron (1 mg/ml oder 2 mg/ml für 10 min), das basierend auf Transkriptomdaten aus humanem PVR-Gewebe in einer Drug-Repurposing-Analyse als mögliches Therapeutikum auffiel, in Kultur. Zudem wurden apoptotische Zellen in mitbehandeltem Netzhautgewebe durch TUNEL-Färbung markiert.

Ergebnisse: Im Phasenkontrast wurden neben verzweigten Hyalozyten der Glaskörperrinde ab Tag 3 auch elongierte fibroblastäre Zellen beobachtet. Nach etwa 7 Tagen entwickelten sich fibroblastäre Konglomerate, die an epiretinale Sternfalten erinnern, wie sie bei humaner PVR beobachtet werden. In der Mehrzahl der beteiligten Zellen waren immunhistochemisch sowohl IBA1 als auch α-SMA nachzuweisen, was für eine Transdifferenzierung von Hyalozyten zu Myofibroblasten spricht. Über 21d wurde in qPCR-Analysen eine Abnahme der anfänglich deutlichen Expression von Immunzellmarkern mit Zunahme Fibroblasten-assoziierter Marker verzeichnet. Auch durchflusszytometrisch war im Zeitverlauf eine Zunahme CD34+ fibroblastärer Immunzellen zu beobachten. Anhand der LiveCell-Imaging-Daten wurden zwei Zellpopulationen definiert, zum einen ortsständige elongiert-verzweigte Zellen, die sich in gerichteten Strängen anordnen. Zum anderen rundliche mobile Zellen, die mitunter Kontakt zu elongierten Zellen aufnehmen, sich aber auch frei im Glaskörpergel bewegen. Die Bewegungsgeschwindigkeit beider Zellarten nahm gegen Tag 7 ab. Sowohl Daunorubicin, als auch Mitoxantron lösten die Zellansammlungen auf. Während eine Daunorubicin-Behandlung von 10 min und Mitoxantron-Behandlungen keine Auswirkungen auf die Netzhautzellviabilität hatten, wurde nach 20 min Daunorubicin-Inkubation eine Apoptose von Ganglienzellen beobachtet.

Schlussfolgerungen: In porzinen Glaskörperkulturen entstehen in serumhaltigem Medium fibrotische Veränderungen, die dem klinischen Bild einer PVR ähneln. Unsere Daten legen nahe, dass eine Transdifferenzierung von Hyalozyten zu Myofibroblasten und eine gerichtete Migration dabei von Bedeutung sind. Das Modell der porzinen Glaskörperkultur erlaubt die orientierende Prüfung fibrosehemmender Therapiekonzepte.