Das humane Choriongonadotropin und sein Einfluss auf die mikrovaskulären Endothelzellen der humanen Plazenta in einem in vitro Modell

Abstract

Für den optimalen Schwangerschaftsverlauf bedarf es einer adäquaten Versorgungdes Embryos mit Nährstoffen und Sauerstoff über die Vaskulatur. Dies wird zumeinen durch Vasodilatation der maternalen Blutgefäße erreicht und zum anderenwerden im Rahmen der Angiogenese neue Gefäße gebildet. Eine Störung dieserProzesse steigert das Risiko von Frühaborten, intrauterinem Fruchttod oder erhöhtdie Gefahr fetaler Wachstumsretardierung oder auch Präeklampsie. Neben denubiquitär vorhandenen VEGF-A und bFGF wurde hCG als gewebespezifischerAngiogenesefaktor identifiziert.Zunächst wurden die humanen plazentaren mikrovaskulären Endothelzellen vontermingerechten Plazenten, die durch Sectio caesarea entwickelt worden waren,mittels enzymatischer und immunomagnetischer Separation (CD105 und CD31Mikrobeads) isoliert und aufgereinigt. Nach der dritten Aufreinigung konnten bis zu95 %ige Reinkulturen erhalten werden. Durch die Endothelzellmarker (CD31, CD141,CD144, VEGF-Rezeptor-2 und der von-Willebrand-Faktor) konnten die HPMVECeindeutig charakterisiert werden. Die Expression des LH/hCG-Rezeptors auf denHPMVEC konnte auf mRNA- Ebene gezeigt werden.Da hCG als angiogener Faktor bekannt ist, wurden die HPMVEC in einemProliferationsassay mit unterschiedlichen hCG-Konzentrationen inkubiert. Es konntegezeigt werden, dass hCG eine konzentrationsabhängige proliferative Wirkung aufdie Endothelzellen besitzt. Im Rahmen der Apoptose konnte kein signifikanterantiapoptotischer Effekt auf die behandelten HPMVEC herausgestellt werden. Erstdurch die Kombination mit VEGF konnte eine Protektion erzielt werden. Dasdreidimensionale in vitro System wurde für die Untersuchung der Rolle von hCG aufdie Bildung von Sprouts von Endothelzellen benutzt. Nach der Stimulation mitunterschiedlichen hCG-Konzentrationen konnte eine gesteigerte Sproutbildung beiden HPMVEC beobachtet werden.Zusammenfassend bieten die Methode zur Gewinnung von humanen plazentarenmikrovaskulären Endothelzellen und die Studien mit hCG ein in vitro Modell, welcheszum besseren Verständnis der Gefäßneubildung während der Schwangerschaftbeitragen soll. For an uncomplicated pregnancy an adequate supply of the embryo with nutrientsand oxygen via the vasculature is necessary. This can be achieved on the one handby vasodilatation of the maternal blood vessels and on the other hand new vesselsare developed by angiogenesis. A dysfunction of these processes increases the riskof early pregnancy losses, intrauterine death, fetal growth restriction or evenpreeclampsia. Beside the ubiquitously available VEGF-A and bFGF hCG wasidentified as an specific angiogenetic factor.At first human placental microvascular endothelial cells of placentae from caesareansections at term were isolated and purified by enzymatic digestion and multistepimmunomagnetic sorting (CD105 and CD31 mircobeads). After the thirdimmunomagnetic sorting purification was obtained. Endothelial markers (CD31,CD141, CD144, VEGFR-2 and von-Willebrand-factor) characterized the HPMVECunambiguously. The LH/hCG-receptor is expressed by HPMVEC on mRNA-level.As hCG is known as an angiogenic factor, the HPMVEC were cultured with differentconcentrations of the hCG during a proliferation assay. Depending on itsconcentration hCG stimulates the proliferation of endothelial cells. No significantantiapoptotic effect on staurosporin treated HPMVEC could be demonstrated. Aprotection against staurosporin induced apoptosis could only be achieved bycombining hCG with VEGF.The three-dimensional in vitro angiogenesis system was used to study the role ofhCG on endothelial cell sprouting. Incubation of HPMVEC with hCG resulted in adose- specific increase in sprout formation.In summary, both the isolation of human placental microvascular endothelial cellsand the studies on hCG provide an in vitro model which can lead to a betterunderstanding of vascular development in the feto-maternal unit during pregnancy.