Transforming Growth Factor-b1 (TGF-b1) normalisiert die entzündlich bedingte Entkopplung des astroglialen Synzytiums

Das antiinflammatorische Zytokin TGF-b1 spielt als immunmodulierender Mediator eine zentrale Rolle in der Pathogenese und Therapie der Multiplen Sklerose (MS). Interferon-b (INF-b) erhöht z.B. die lymphozytäre TGF-b1 Expression in vivo als auch in vitro und wird erfolgreich zur Behandlung der MS eingesetzt. Astrozyten bilden im zentralen Nervensystem (ZNS) ein funktionell gekoppeltes Synzytium. Auf Proteinebene ist hierfür das Connexin 43 (Cx43) verantwortlich, welches Hauptbestandteil der astroglialen Gap-junction ist. Das astrozytäre Synzytium ist eine Hauptkomponente der metabolischen Homöostase im ZNS. Mikroglia sind die immunkompetenten Zellen des ZNS. Neben der Fähigkeit zur Phagozytose sezerniert die Mikroglia pro- und antiinflammatorische Zytokine. Ziel unserer Untersuchungen war es, sowohl die Wirkungen von TGF-b1 als auch von therapeutisch eingesetzten und möglicherweise TGF-b1 modulierenden Substanzen wie INF-b (R&D Systems) und Levetiracetam (LEV) (UCB-Pharma), einem neuen Antikonvulsivum, auf die astro- und mikroglialen Funktionszustände zu untersuchen. Folgende Variablen wurden in unserem Ko-Kultur-Modell erfasst: 1. Menge und Aktivierungszustand der Mikroglia mittels einem monoklonalen anti-ED1-Antikörper (Ak), 2. die astrozytäre Cx43 Expression durch einen polyklonalen anti-Cx43-Antikörper (Ak) in der Immunfluoreszenz bzw. im Western Blot, 3. das Membranruhepotential (MRP) von Astrozyten mittels patch-clamp Technik (whole cell), 4. die funktionelle Kopplung zwischen Astrozyten anhand intrazellulär appliziertem Lucifer-Gelb, 5. die Zytokinkonzentrationen im Kulturüberstand mittels Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA). Entzündliche Bedingungen wurden in unserem Modell durch Erhöhung der Mikroglia Konzentration oder durch Inkubation mit proinflammatorischen Zytokinen erzeugt. Sowohl TGF-b1 als auch INF-b und LEV zeigten in unseren Versuchen deutliche entzündungsprotektive und entzündungshemmende Wirkungen und führten zu einer Normalisierung unserer Zielvariablen. LEV führte zudem zu einer Normalisierung der TGF-b1 Konzentration im Kulturüberstand. Diese Wiederherstellung der Integrität des astroglialen Synzytiums durch TGF-b1 verdeutlicht die essentielle Bedeutung dieses immunmodulierenden Mediators in der Therapie der MS als auch anderer entzündlicher und funktioneller Erkrankungen des ZNS. Die Befunde zum LEV sprechen für eine immunmodulierende Wirkung dieses neuen Antikonvulsivums. – Gefördert durch Hertie-Stiftung, DFG und UCB-Pharma.