Einfluss von unphysiologischer Dehnung auf die EMT von alveolären TypII-Zellen aus der Rattenlunge

Einleitung:

In mehreren Studien konnte gezeigt werden, dass vermehrte Dehnung von Lungenarealen, wie bei nicht ausreichend Lungen-protektiv invasiv beatmeten Patienten oder bei akuter Lungenschädigung, zur Entwicklung einer fibrotischen Lungenerkrankung führen kann. In dieser Studie wurde untersucht, inwieweit die unphysiologische Dehnung die Umwandlung von alveolären TypII Epithelzellen (ATII) aus der Rattenlunge in Fibroblasten-ähnliche TypI (Epithelial-Mesenchymalen Transition = EMT) in vitro beeinflusst.

Material und Methoden:

ATII-Zellen wurden aus der Lunge von Spraque-Dawley Ratten isoliert, unphysiologisch gedehnt und dann 24h oder 48h weiter kultiviert. Die Zellen wurden danach hinsichtlich der Expression von Keratin und Vimentin mittels FACS analysiert. In den Überständen der Zellen wurden die Sekretion von Laminin und Kollagen 1 mit kommerziellen ELISA-Kits untersucht.

Ergebnisse:

Unsere Untersuchungen zeigten, dass die Kultivierung von ATII-Zellen zu einer Abnahme von epithelialen Markern (pan-Keratin) und zu einer Zunahme von Vimentin (Fibroblasten-Marker) führt. Diese Veränderungen hinsichtlich eines EMT wurden durch unphysiologische Dehnung verstärkt. So waren sowohl der Rückgang der Keratin-positiven Zellen als auch die Zunahme von Vimentin-positiven Zellen unter Dehnung signifikant erhöht. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass spezifische Merkmale für ein EMT unter unphysiologische Dehnung verstärkt ausgeprägt wurden. So wurden bei gedehnten Zellen ein signifikant stärkerer Rückgang der Lamininsekretion und eine Zunahme der Kollagen-1 Produktion nachgewiesen.

Schlussfolgerungen:

Unserer Ergebnisse zeigen deutlich, dass die unphysiologische Überdehnung von ATII-Zellen deren Umwandlung in Fibroblasten-ähnliche TypI-Zellen beschleunigt. Es ist deshalb durchaus möglich, dass die verstärkte Dehnung von Zellen die Entstehung von fibrotischen Lungenerkrankungen forcieren kann.