Das Migrationspotential humaner rheumatoider Fibroblasten im SCID-Maus-Modell

Abstract

Im Rahmen der SCID-Maus-Experimente zum Migrationspotential von synovialenFibroblasten von Patienten mit rheumatoider Arthritis (Synovial fibroblasts spread rheumatoid arthritis to unaffected joints, Lefèvre et al, Nature Medicine 15, 1414 1420 (2009)),wurden neben dem implantierten humanen Knorpel auch verschiedene Organe sowie Blut der Versuchstiere entnommen.Die Auswertung dieser Proben war Gegenstand der vorliegenden Arbeit.Ziel der Arbeit war, den Weg der Migration von RASF durch den murinen Organismuszu analysieren. Insgesamt wurden mit Hilfe des SCID-Maus-Modells folgendeFragestellungen bearbeitet bzw. lassen sich folgende Aussagen treffen:1. Die Ergebnisse der mittels Immunhistochemie untersuchten Organe und Blutprobenunterstützen die Hypothese einer gezielten Migration der humanenRASF über das Blutgefäßsystem. Hinweise für eine ungezielte Migration undgeneralisierte Verteilung der RASF nach der Applikation konnten nicht gefunden.2. Insbesondere die Detektion von RASF in immunzytochemisch gefärbten Blutprobenvon Versuchstieren, denen die RASF mittels unterschiedlicher (intravenös,subkutan, intraperitoneal) Applikationswege zugeführt worden waren,weisen auf eine Fibroblastenmigration über den Blutkreislauf hin. Diesen Fundenmuss eine Migration der RASF vom Ort der Applikation mit Übertritt in dasKreislaufsystem des Versuchstieres zugrunde liegen.3. Der Nachweis humaner RASF in murinem Gewebe des Ohrknorpels legt dieVermutung einer Kreuzreaktion der humanen Zellen mit dem Knorpelgewebedes Versuchstieres, also Adhäsion an speziesfremdes Gewebe, nahe.4. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass intakte Gelenke durch die räumlicheTrennung vor der Invasion durch RASF geschützt werden, da in nur einemTier humane Zellen im murinen, intakten Gelenk nachgewiesen wurden. Mikroläsionenoder die Migration durch die verschiedenen natürlichen Barrierendes Gelenkes verlangsamen die Invasion von RASF in das intakte Gelenk,was möglicherweise in den wenigen Funden von RASF 60 Tage nach Applikation resultierte.Die Ergebnisse stehen im Einklang mit der Beobachtung derProgression der RA, die sich über Jahre hinziehen kann.Die Ergebnisse konnten die Fragestellung zur Aufklärung des Migrationsweges vonhumanen RASF über das Blutgefäßsystem beantworten.In künftigen Experimenten gilt es, die in dieser Arbeit beschriebenen Migrationswegebezüglich der Faktoren zu untersuchen, welche für die Migration, Adhäsion und Invasionder RASF an humanem Knorpel verantwortlich sind. Nach der Feststellung desMigrationsweges sind vor allem die Ursachen von Interesse, die migrierende RASFan bestimmte Gewebe und Matrixstrukturen adhärieren und invadieren lassen undandere nicht. Ein weiterer interessanter Aspekt der Wanderung der RASF ist die bisherunbekannte Transmigration der RASF in das und aus dem Blutgefäßsystem heraus,die im SCID-Maus-Modell erstmals für RASF beschrieben wird. Ein besseresVerständnis der Interaktion von RASF mit den verschiedenen Geweben des menschlichenKörpers würde neue Perspektiven einer gezielteren therapeutischen Beeinflussungder Ausbreitung der RA beim Menschen eröffnen. Damit wäre ein weitererwichtiger Schritt auf dem Wege der Verbesserung der Situation an RA leidender Patientengetan. In the context of the SCID-Mouse-Experiments investigating the migratory potentialof rheumatoid synovial fibroblasts (RASF) of patients with Rheumatoid Arthritis (RA)(Synovial fibroblasts spread rheumatoid arthritis to unaffected joints, Lefèvre et al, Nature Medicine 15, 1414 1420 (2009)),implanted human cartilage as well as several organs and blood samples from thelaboratory animals were collected.Subject of this study was the analysis of these samples. The aim was to further examinethe way of transmigration of the RASF through the laboratory animals.Altogether, by means of the SCID-Mouse-Model, the following conclusions can bedrawn:1. The results, gained from the immunohistochemical examination of organs andblood-samples support the hypothesis of a directed migration of activatedRASF via the vasculature. Evidence for unsighted or unspecific spread couldnot be found.2. In particular, the detection of RASF in immunocytologically stained bloodsamplestaken from the SCID-Mice suggests a migration of the RASF throughthe vascular system. This migration seems to be independent from the way ofapplication (intravenously, subcutaneously, intraperitoneal). These detectionscan only be explained by a transmigration of the RASF from the site of applicationto the circulatory system of the laboratory animal.3. The detection of human RASF in murine ear cartilage leads to the assumptionof a cross reaction between the human cells and the murine cartilage, implyingspecies cross-adhesion to mouse tissue.4. Furthermore, regarding the fact that only in one animal human cells could befound in an intact murine joint, the results indicate a protection of unspoiledjoints from RASF invasion by physical separation. Microlesions or the migrationthrough the different natural barriers of the joint could slow down the invasionof RASF into the intact joint, possibly leading to the few detections ofRASF 60 days after application. These findings coincide with the idea of RAas an over years progressing disease.The results corroborated the hypothesis of a migration of human RASF via the vascularsystem.In future experiments it will be necessary to further investigate the ways of migration,examining the factors responsible for migration, adhesion and invasion of RASF intothe human cartilage. After the identification of the migration-pathway it will be of primaryinterest to identify the causes leading to the adhesion to and invasion into specifictissues and matrix structures, while disregarding others. Another interesting aspectof the spreading of RASF is the up to now unknown transmigration in and out ofthe circulatory system, described for RASF in the SCID-Mouse-Model for the firsttime.A better understanding of the interactions between human RASF and the differenttissues of the human body could open up new perspectives on a more selectivetherapeutic intervention inhibiting the spreading of RA in human joints. This would bean important step towards improving the situation of patients suffering from RA.