Matrix-Metalloproteasen (MMP) und deren Inhibitoren, die Tissue Inhibitors of Metalloproteases (TIMP) spielen eine grundlegende Rolle in der Zusammensetzung der Extrazellulären Matrix (EZM). In physiologischen und pathologischen Situationen ist die Kontrolle des Gleichgewichtes zwischen proteolytischer Aktivität (MMP) und antiproteolytischer Aktivität (TIMP) von eminenter Wichtigkeit. So beobachtet man bei degradativen Prozessen oft ein Überwiegen der proteolytischen Aktivität, wohingegen es bei fibrotischen Prozessen oft zu einem Überschuss der antiproteolytischen Aktivität kommt.
Der Pleuraraum ist eng begrenzt durch Pleura parietalis und Pleura visceralis. Im physiologischen Zustand ermöglicht die leichte Verschieblichkeit der Pleurablätter gegeneinander die Atemmechanik, so dass der Zusammensetzung der EZM des Pleuraraumes eine entscheidende Rolle zuteil wird. Entzündliche Prozesse der Pleura können als Folge Verschwartungen und Verklebungen und somit restriktive Ventilationsstörungen der Lunge nach sich ziehen. Da diese erfreulicherweise selten entstehen, weist dies auf eine hohe Heilungstendenz und somit hohe Expression von Proteasen hin. Folglich ist die genaue Betrachtung des Proteasen-Antiproteasen-Verhältnisses im Pleuraraum von grundlegender Bedeutung für eine Aussage über die enzymatische Aktivität der MMP.
In dieser Arbeit wurden 96 Pleuraergüsse unterschiedlicher Genese auf die Anwesenheit von MMP und TIMP untersucht, dieses Profil wurde verglichen mit 10 Pleuralavagen, welche eine normale Kontrollgruppe darstellen. Der Nachweis der gelatinolytischen Aktivität von MMP-2 und MMP-9 erfolgte mittels Gelatinzymographie. Darüber hinaus wurden die Konzentrationen von MMP-1, MMP-2, MMP-9, TIMP-1 und TIMP-2 mittels ELISA-Technik ('enzyme-linked immuno sorbent assay') bestimmt.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass MMP-2, TIMP-1 und TIMP-2 in hohen Konzentrationen im Pleuraraum vorhanden sind, wobei eine deutliche Dominanz von MMP-2 und TIMP 1 ersichtlich ist. MMP-2, TIMP 1 und TIMP-2 waren in allen Proben (Pleuraergüssen, Transsudaten und Pleuralavagen) nachweisbar. MMP-1 und MMP-9 hingegen konnten nicht in Pleuralavagen nachgewiesen werden. Im Vergleich zu den Pleuralavagen liegt also bereits bei Transsudaten eine Veränderung vor, die mit einer Induktion der Expression von MMP-1 und MMP-9 einhergeht. Der oft genommene Vergleich von Transsudaten mit physiologischer Pleuraflüssigkeit ist somit zurückhaltend zu gebrauchen.
Darüber hinaus ist der MMP-9 Gehalt in parapneumonischen Exsudaten signifikant erhöht, verglichen mit Transsudaten oder paraneoplastischen Exsudaten. Somit würde eine von Transsudaten über paraneoplastische Exsudaten bis hin zu parapneumonische Exsudaten zunehmende Expression von MMP-9 für eine zunehmende Zerstörung der funktionellen Proteinschranke zwischen Kapillar- und Pleuraraum sprechen. Pathologische Veränderungen im Pleuraspalt spiegeln sich somit am Vorkommen der MMP-1 und MMP-9-Isoformen wider. Mittels Gelatinzymographie waren in allen Pleuraergüssen die aktivierte Form von MMP-2 und MMP-9 als Doppelbande nachweisbar. Auffällig war das Fehlen der Doppelbande, der aktivierten Form, in allen Pleuralavagen.
Weiterhin konnten wir eine signifikante Abnahme des TIMP-2 Gehaltes in allen pathologischen Proben beobachten (Transsudate und Exsudate), verglichen mit den Pleuralavagen. Ob es sich bei der Reduktion um einen Verbrauch der Antiprotease handelt, kann nur spekuliert werden. Ergibt die nähere Betrachtung von MMP-2 mit ihrem korrespondierendem Inhibitor, TIMP-2, ein Überwiegen der proteolytischen Seite, so zeigt interessanterweise die Analyse von MMP 1, MMP-2, MMP-9, TIMP-1 und TIMP-2 ein Überwiegen der antiproteolytischen Seite an.
Anhand der Messungen der MMP- und TIMP-Isoformen in Pleuraergüssen und Pleuralavagen ließen sich MMP-2, TIMP-1 und TIMP-2 als konstitutive Isoformen einteilen, wohingegen MMP-1 und MMP-9 als induzierte Isoformen gelten dürften. Eine Analyse von MMP- und TIMP-Isoformen ist daher hilfreich bei der Unterscheidung zwischen Transsudat und Exsudat, aber als alleinige Parameter sind diese nicht ausreichend. Die signifikanten Unterschiede einzelner MMP- und TIMP-Isoformen geben interessante Auskünfte über die Pathophysiologie der Pleuraergüsse und transsudate. In zukünftigen Studien wäre es daher von hohem Interesse, ob eine induzierte Verschiebung des MMP/TIMP Gleichgewichtes in der Pleura mit einer Ergussentwicklung einhergeht.
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