Immunmodulatorische Fähigkeiten von aus Stammzellen entwickelten Kardiomyozyten

Abstract

Die prominente Rolle von Toll-like Rezeptoren (TLR) in der septischen Kardiomyopathie ist seit längerer Zeit bekannt, allerdings konnte bisher nicht abschließend geklärt werden, welche Zelltypen an der Inflammation aktiv beteiligt sind. Neben den klassischen Immunzellen wie Makrophagen und dendritischen Zellen, wurden TLR auch auf Fibroblasten, Endothelzellen und Kardiomyozyten beschrieben. Vorarbeiten haben Hinweise geliefert, dass kardiale TLR eine entscheidende Position bei der Entstehung der septischen Kardiomyopathie einnehmen. Diese Beobachtungen erhalten besondere Bedeutung für Untersuchungen zur Transplantation von aus Stammzellen gewonnenen Kardiomyozyten in infarktgeschädigtes Myokard. Die vorliegende Arbeit sollte die Reaktion von aus Stammzellen entwickelten Kardiomyozyten auf hypoxische und inflammatorische Reize sowie ihre Interaktion mit Immunzellen untersuchen und damit Aussagen über das mögliche Verhalten dieser Zellen bei der Transplantation erlauben.<br /> Für die Etablierung einer reinen Kardiomyozytenkultur wurden murine transgene Stammzellen der D3-Linie eingesetzt, bei denen der für Kardiomyozyten spezifischen Promotor α-MHC (α-myosin heavy chain) eine Puromycinresistenz sowie eine Expression von eGFP (enhanced green fluorescence protein) treibt. Dadurch konnten, nach Differenzierung der Stammzellen, zu 99% reine und elektrochemisch gekoppelte Monolayer aus Kardiomyozyten generiert werden, an denen verschiedene Stimulationsversuche durchgeführt wurden. Im Anschluss wurde die Expression verschiedener Rezeptoren (TLR4, CD14) und Zytokine (Tumornekrosefaktor (TNF)-α, Interleukin (IL)-1β und IL-10) mittels quantitativer Real-Time PCR untersucht.<br /> Es konnte keine proinflammatorische Reaktion der Kardiomyozyten induziert werden. Dies wurde in allen Versuchsreihen zu Hypoxie, Aktivierung mit Lipopolysaccharid (LPS) oder Aktivierung durch Anwesenheit von Immunzellen bestätigt. Im Gegensatz hierzu konnte eine vermehrte Expression des antiinflammatorischen Zytokins IL-10 beobachtet werden.<br /> Aufgrund des Fehlens von proinflammatorischen Eigenschaften eignen sich hochreine Kardiomyozytenkulturen aus Stammzellen aus immunologischer Sicht gut zur Transplantation, da sie ein Ischämie-induziertes inflammatorisches Geschehen nicht weiter triggern. Darüberhinaus lässt sich eine kardioprotektive Wirkung über die Bildung von IL-10 unter bestimmten Bedingungen vermuten.