Bedeutung der Maturierung und Migration von dendritischen Zellen für die Ausbildung der Atherosklerose

Die Atherosklerose ist eine chronische Inflammationserkrankung und wird durch atherosklerotische Plaques in der Gefäßwand charakterisiert. Die multifaktoriellen Ursachen setzen sich aus dem individuellen Profil an kardiovaskulären Risikofaktoren des Patienten zusammen. Für die Initiation atherosklerotischer Prozesse sind maßgeblich Zellen des Immunsystems verantwortlich. Dendritische Zellen spielen hierbei eine entscheidende Rolle. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von KVRF auf die Reifung und Migration dendritischer Zellen untersucht. Für die In-vitro-Versuche wurden dendritische Zellen aus dem Knochenmark von C57BL/6 Mäusen generiert. Als Testsubstanzen kamen natives und oxidiertes Lipoprotein, Cholesterin in verschiedenen Konzentrationen, die ein normo- und hyperlipämisches Umfeld simulieren, sowie Nikotin zum Einsatz. Untersucht wurde die Expression der Maturierungs- und Migrationsmarker auf Proteinebene mittels Durchflusszytometrie, die Genexpression mittels quantitativer Real-Time PCR und das Einwanderungsverhalten stimulierter dendritischen Zellen  in einem Transwell-Migrationsassay. Außer für Nikotin zeigten die durchflusszytometrischen Analysen einen Einfluss der geprüften KVRF auf die Maturierung der DC in vitro. Unter hyperlipämischen Bedingungen kam es zu einer signifikant verminderten Expression von CD40 und zu einer verstärkten Expression von MHC-II-Molekülen. Unter normolipämischen Bedingungen kam es zu einer signifikanten Steigerung der Expression von CD80. Dies lässt vermuten, dass es unter hyperlipämischen Bedingungen zwar zu einer Reifung der DC kommt, deren Aktivierungsfähigkeit für naive T-Zellen jedoch eingeschränkt ist. OxLDL induzierte eine signifikante Steigerung der Expression der Kostimulations-Moleküle CD80 und CD40. Zusammen mit der leicht gesteigerten Expression (nicht signifikant) von  MHC-II-Molekülen bestätigen die Befunde, dass oxLDL in der Lage ist, die Maturierung von DC zu induzieren. Ein hyperlipämisches Umfeld induzierte ebenfalls eine Hochregulation des Chemokinrezeptors CCR7. Die Ergebnisse der mRNA-Expressionsanalysen zeigten sich nicht durchweg kongruent mit denen der Expressionsanalysen auf Proteinebene. Diese Diskrepanzen könnten auf einer zeitlich zu späten Erfassung der Genexpression beruhen. Trotz erhöhter CCR7-Expression war die Migrationsfähigkeit der DC in vitro im hyperlipämischen Umfeld vermindert. Da die CCR7-vermittelte Migration häufig durch PGE2 costimuliert wird, wurde untersucht, ob die einzelnen KVRF die PGE2-Synthese negativ beeinflussen. Tatsächlich führten die KVRF, insbesondere Cholesterin, zu einer signifikant erhöhten PGE2-Sekretion. Man kann vermuten, dass endogen sezerniertes PGE2 nicht ausreichend ist, um die Migration zu induzieren, sondern dass DC in vivo während der Maturierung im inflammatorischen Umfeld in Kontakt mit PGE2 aus der Umgebung kommen. Exogenes PGE2 konnte in den Migrationsversuchen die CCL19-induzierte Migration von DC signifikant steigern. Auch unter hyperlipämischen Bedingungen konnte PGE2 die Migration um das 4-fache steigern. Allerdings hemmte das hyperlipämische Umfeld die Migration der DC, die 24 Stunden mit PGE2 vor-inkubiert wurden. Dies zeigt, dass die Migration durch PGE2 zwar gesteigert werden kann, erhöhte Cholesterinwerte jedoch - trotz Anwesenheit von PGE2 - hemmend auf die Migration von DC wirken. Für die In-vivo-Versuche zur experimentellen Atherosklerose stand das etablierte Modell der LDLR-defizienten Maus (Stammname B6.129S7-Ldlrtm1Her/J) zur Verfügung. Um zu zeigen, welchen Einfluss ein normo- und hyperlipämisches Umfeld auf das Migrationsverhalten in vivo hat, wurde das migratorische Verhalten von dendritischen Zellen im normo- und hyperlipämischen Umfeld zum Zeitpunkt der frühen sowie späten Atherogenese in vivo untersucht. Ein hyperlipämisches Umfeld in diesen Tieren wurde durch die Fütterung mit einer atherogenen cholesterinreichen Diät für 6 – 16 Wochen induziert. Eine Gruppe erhielt eine atherogene Diät über 6 Wochen (frühe Atherogenese) bzw. 16 Wochen (späte Atherogenese), die andere Gruppe  erhielt eine Standarddiät. Es konnte gezeigt werden, dass die DC zum Zeitpunkt der frühen Atherogenese im normo-, nicht jedoch im hyperlipämischen Umfeld vermehrt zu den regionalen Lymphknoten migrierten. Dies konnte in der späten Atherogenese ebenfalls beobachtet werden, dort waren die Ergebnisse jedoch nicht signifikant. Die Ergebnisse der ex vivo analysierten DC-Migration decken sich mit den Ergebnissen der In-vitro-Migration. Ein hyperlipämisches Umfeld führt zur verminderten Migration von DC. Für ein „Trapping“ der DC in der Gefäßwand scheinen mehrere verschiedene Faktoren eine Rolle zu spielen. Anders als hypothetisiert konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass ein hyperlipämisches Umfeld nicht zu einer Herabregulation von CCR7 führt, sondern eine Hochregulation induzierte. Durch exogenes PGE2 konnte in den hier durchgeführten Migrationsversuchen die CCL19-induzierte Migration von DC signifikant gesteigert werden. Allerdings hemmte das hyperlipämische Umfeld die Migration der DC, die mit PGE2 vor-inkubiert wurden. Dies zeigt, dass die Migration durch PGE2 zwar gesteigert werden kann, erhöhte Cholesterinwerte jedoch - trotz Anwesenheit von PGE2 - hemmend auf die Migration von DC wirken. Welche Faktoren für diese Hemmung verantwortlich sind, wird Aufgabe weiterer Studien sein.