Parakrine Effekte der trophoblastären Progranulinexpression auf humane umbilikale Endothelzellen in-vitro

Fragestellung:

Progranulin (PGRN) ist ein trophoblastär exprimiertes Glykoprotein, welches unter pathologischen Bedingungen (Präeklampsie, IUGR) verstärkt plazentar exprimiert wird. Untersuchungen an PGRN überexprimierenden Mäusen lassen eine Bedeutung durch parakrine Effekte für Angiogenese und Endothelzellfunktion vermuten. Darüber hinaus zeigt PGRN eine proliferationsstimulierende Wirkung in BeWo-Zellen, was auf eine autokrine Funktion hindeutet. Ziel unserer Arbeit ist es, diese potentiellen Wirkungsmechanismen des trophoblastär sezernierten PGRN zu untersuchen.

Methodik:

Für die Untersuchungen wurden Plazenta-Explantkulturen aus Plazentagewebe von elektiv terminierten unauffälligen Schwangerschaften < 14+0 SSW post menstruationem verwendet. In diesem in-vitro Modell wurde Progranulin mittels Transduktion eines adenoviralen (Ad) Vektors gezielt überexprimiert. Eine erfolgreiche Transduktion erforderte im Vorfeld eine selektive Denudierung des Syncytiotrophoblasten durch vorsichtige Trypsinierung (0,03%, 5 min). Die immunhistochemische Detektion von Ki-67 ermöglichte eine semiquantitative Beurteilung der Proliferation der villösen Zytotrophoblastzellen. Aus der Nabelschnur gesunder Termplazenten wurden primäre humane umbilikale venöse Endothelzellen (HUVECs) isoliert und über den Nachweis des von-Willebrand-Faktors immunhistochemisch charakterisiert. Zur Überprüfung parakriner Effekte erfolgte eine Inkubation der HUVECs mit konditioniertem Plazentaexplantmedium (30- u. 50%ig über 8 und 16h) und anschließenden Analysen zur Zytotoxizität und Viabilität sowie die Bestimmung von ICAM-1 und E-Selectin.

Ergebnisse:

Durch Ad Vektor-vermittelte Expression von PGRN konnte in den Kulturüberständen nach 72h eine signifikante Zunahme der PGRN-Konzentration gegenüber den Kontrollen gemessen werden (22 ng/ml vs. 350 ng/ml; P < 0,001). In diesem Zeitraum konnte durch den immunhistochemischen Nachweis einer E-Cadherin-negativen Zellschicht eine vollständige Regeneration des Syncytiotrophoblasten belegt werden. Die Behandlung der HUVECs mit konditioniertem Medium der Explantkulturen wirkte sich nicht auf die Vitalität und das Wachstum der Zellen aus. Nach 8h beziehungsweise 16h Inkubation zeigte sich in den Kontrollen eine leichte Zunahme der Expression von ICAM-1, die nach PGRN-Expression signifikant geringer ausfiel (1,25 vs. 1,06; P = 0,017). Unterschiede in der Expression von E-Selectin waren nicht festzustellen.

Schlussfolgerung:

Mithilfe des adenoviralen Gentransfers ist eine gezielte Überexpression des trophoblastären Progranulins in den villösen Trophoblastzellen möglich. Einen autokrinen proliferationsstimulierenden Effekt konnten wir nicht nachweisen. Im Gegensatz hierzu waren parakrine Effekte an Endothelzellen zu beobachten. Durch die Modulation der endothelialen ICAM-1-Expression greift PGRN in die Regulation der Endothelzellfunktion ein. Weitergehend sollen RNA basierte Transkriptomanalysen von stimulierten HUVECs einen genaueren Aufschluss über den parakrinen Einfluss von PGRN auf die Endothelzellen geben.