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Fragestellung: Geschlechts- und altersspezifische Einflüsse auf Morbidität und Mortalität bei schweren Traumen, Schock und Sepsis sind gut belegt. Hierbei könnte Dehydroepiandrosteron (DHEA) eine Rolle spielen, das teilweise auch von peripheren Zellen außerhalb der Nebennieren und Gonaden zu aktiven Sexualsteroiden metabolisiert werden kann. Eine Zellpopulation, die nach Trauma lokal rekrutiert wird und aufgrund ihrer immunmodulatorischen und regenerativen Fähigkeiten von besonderer Bedeutung ist, sind die multipotenten mesenchymalen Stromazellen (MSC). Es wurde daher untersucht, ob die Migration humaner MSC, Osteoblasten (OB) und chondrogenen Progenitorzellen des Knorpelgewebes (CPC) durch DHEA differenziell beeinflusst wird.

Methodik: Den Richtlinien der lokalen Ethikkommission entsprechend wurden mit schriftlichem Einverständnis der Spender MSC aus Knochenmark, OB aus Spongiosa und CPC aus artikulärem Knorpel nach etablierten Methoden isoliert und charakterisiert. DHEA wurde in Konzentrationen von 10 und 100µM, die Inhibitoren des Androgenrezeptors (AR, Hydroxyfutamide (HY)) bzw. Östrogenrezeptors (ER, Fulvestrant (FU)) in 40µM verwendet. Die Zellmigration wurde in modifizierten Boyden-Kammer-Experimenten (ohne und mit Konzentrationsgradient) sowie mittels Live-Cell-Imaging (über 24 h) analysiert. Serumfreie Zellkulturüberstände wurden nach 4 h DHEA-Inkubation (10/100 µM) mittels GC-MS auf Steroidmetabolite analysiert. Die Daten wurden mit GraphPad Prism (ANOVA) ausgewertet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Während die Migrationsaktivität von MSC bei einer DHEA-Konzentration von 10µM um ca. 75% inhibiert wurde, zeigte sich erst bei einer Konzentration von 100µM eine hemmende Wirkung auf OB und CPC. Die Hemmung war mit und ohne Konzentrationsgradient von DHEA zu beobachten. Durch Gabe des AR-Inhibitors HY konnte bei MSC die Migration bis 100µM DHEA restauriert werden, während bei OB und CPC kein Effekt zu beobachten war. Bei Inkubation mit dem ER-Inhibitor FU wurde die DHEA-bedingte Migrationshemmung der OB teilweise verhindert, während sich bei MSC und CPC keine Effekte zeigten. Ohne DHEA hatten beide Inhibitoren keine Effkte auf die Migration. In Live-Cell-Imaging-Analysen konnte für DHEA bei MSC eine signifikante Reduktion der Migrations-Geschwindigkeit und -strecke gemessen werden. Die GC-MS-Analyse der Zellkultur-Überstände bestätigte, dass humane MSC intracrin DHEA zu Androgenderivaten (z.B. Androstendiol 17a und - 17b) metabolisieren und diese sezernieren.

Die Ergebnisse zeigen, dass es Zelltyp-spezifische Effekte von DHEA auf die Migration von Zellen der mesenchymalen Reihe gibt, die möglicherweise auf unterschiedlicher intracriner Metabolisierung und differentieller Wirkung über den AR bzw. ER beruhen. Weiterführende Studien müssen klären, ob hierdurch immunmodulatorische bzw. regenerative Eigenschaften beeinflusst werden.