Bei der entzündungsgetriebenen Rekrutierung in den Alveolarraum überqueren die im Blutgefäßsystem zirkulierenden mononukleären Phagozyten die pulmonale Kapillarendothel- und Alveolarepithelbarriere. Ein durch die pulmonale Inflammation getriggerter chemotaktisch wirksamer MCP1/CCL2 Gradient ist an der Monozytentransmigration maßgeblich beteiligt. Auf dem Weg in den Alveolarraum kommt es zu einer Aktivierung der Monozyten im Sinne einer inflammatorischen Monozytenmodulation. Zell-Zell- Interaktionen, wie die Monozytenadhäsion an pulmonalem Endo- bzw. Epithel sowie der Einfluss löslicher Faktoren können hierzu beitragen. Um die transmigrationsassoziierte Funktionsänderung humaner Monozyten näher zu untersuchen, wurde in der vorliegenden Arbeit sowohl die Monozytenadhärenz an Endo- bzw. Epithelzellen als auch der Transmigrationsvorgang durch die endo-/epitheliale Barriere in einem in vitro Modell imitiert. Die Monozyten transmigrierten in Anwesenheit eines MCP-1/CCL2 Gradienten über physiologisch angeordnete HMVEC-L Endothel- und A549 Epithelbarrieren. Die dabei verwendeten Transwells waren mit konfluenten endo-/epithelialen Einzelzellschichten kultiviert, ebenso die Kulturplatten für die Adhärenzansätze. Die Vitalität und das Apoptoseverhalten der Monozyten in den verschiedenen Transwellkompartimenten wurden durchflusszytometrisch evaluiert. Im Anschluss an die Transmigration bzw. Adhärenz über 4 Stunden wurden die migrierten Monozyten über 16 Stunden in vitro kultiviert und die in diesem Zeitraum liberierten proinflammatorischen Zytokine IL-1b und TNF-a sowie in einigen Ansätzen IL-6 und IL-8 in den Kulturüberständen mit Hilfe der ELISA-Technik quantifiziert. Darüber hinaus wurde die intrazelluläre IL-1b - Konzentration direkt nach Transmigration bzw. Adhärenz mit Hilfe der Durchflusszytometrie bestimmt. Die MCP-1/CCL2 getriebene in vitro Transmigration von Monozyten durch den endo-/ epithelialen Bilayer induzierte die proinflammatorischen Zytokine IL-1b, TNF-a, IL-6 sowie IL-8 in den transmigrierten mononukleären Phagozyten. Eine inflammatorisch veränderte Endo-/Epithelbarriere, die durch Vorstimulation des Bilayers mit IL-1b imitiert wurde, verstärkte die monozytäre IL-1b- / TNF-a - Liberierung nach Transmigration im Vergleich zu unstimulierten Barrieren.Auch die MCP-1/CCL2 getriebene Transmigration über Endothel-/Epithelmonolayer induzierte die Synthese proinflammatorischer Zytokine in Monozyten, allerdings in der Regel in geringerem Ausmaß als im Bilayersystem. Insbesondere die Steigerung der Zytokinsekretion bei Migration über inflammatorisch veränderte Barrieren, imitiert durch IL-1b-Vorstimulation der Endo- bzw. Epithelmonolayer, war im Monolayermodell deutlich geringer ausgeprägt als im Bilayermodell.Zwar induzierte bereits die Adhärenz von Monozyten an Endo- oder Epithelzellen ohne nachfolgende Transmigration eine erhöhte Synthese der Zytokine IL-1b und TNF-a (Ausnahme: Adhärenz an A549 führte nicht zur TNF-a - Induktion). Diese adhärenzinduzierte Zytokininduktion war jedoch deutlich geringer ausgeprägt als die durch Transmigration ausgelöste Zytokinfreisetzung. Eine Ausnahme hierbei bildete die Adhärenz an mikrovaskulären Zellen, die eine mit der Transmigration vergleichbare IL-1b - Induktion auslöste. Auch nach IL-1b-Vorstimulation der Zellbarrieren induzierte die Transmigration eine deutlich höhere IL-1b - Produktion in Monozyten als die Adhärenz. Umgekehrt synthetisierten Monozyten nach Adhärenz an IL-1b-vorstimulierten endo- bzw. epithelialen Monolayern mehr TNF-a als nach Transmigration. Auch die intrazelluläre Zytokinmessung unmittelbar nach Transmigration zeigte eine höhere monozytäre Interleukin-1b - Induktion nach Transmigration im Vergleich zur Adhärenz sowohl bei stimulierten als auch unstimulierten Endo- und Epithelzellen. Damit werden die Ergebnisse der Zytokinmessung im Kulturüberstand mittels ELISA-Technik durch eine zweite kulturunabhängige Methode bestätigt.Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass inflammatorisch rekrutierte Monozyten und hieraus differenzierende Alveolarmakrophagen die pulmonale Entzündung durch Zytokinfreisetzung, die durch Interaktion mit pulmonalem Endothel und Epithel im Transmigrationsprozess induziert wird, erheblich beeinflussen können. Es konnte gezeigt werden, dass die monozytäre Zytokinsynthese quantitativ und qualitativ abhängig von Zell-Zell-Kontakten mit Endothel und Epithel differiert. Die Ergebnisse sind weitere Bausteine zur Entwicklung pathophysiologisch fundierter Therapiekonzepte des akuten Lungenversagens.
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