Interferon-beta führt zu einer Stabilisierung der Barriereigenschaften in Hirnkapillarendothelzellen von vier verschiedenen Spezies in vitro

Einleitung: Bei einem akuten Multiple Sklerose (MS)-Schub kommt es zu einem pathogenetisch frühen Zeitpunkt zu einem Zusammenbruch der Blut-Hirn-Schranke(BHS). Bei mit Interferon-beta (IFN-beta) behandelten MS-Patienten konnte neben einem positiven Effekt auf den klinischen Verlauf auch eine Reduktion von eine BHS-Störung anzeigenden Gadolinium-anreichernden Herden im kranialen MRT nachgewiesen werden. Kürzlich konnten wir einen direkten stabilisierenden Effekt von IFN-beta auf die Schrankenfunktion von Rinderhirnkapillarendothelzellen in einem in vitro-Modell der BHS nachweisen. In der aktuellen Studie untersuchten wir, ob sich dieser stabilisierende Effekt von IFN-beta auf die BHS-Funktion auch bei Hirnendothelzellen (HEZ) anderer Spezies zeigen lässt.

Material und Methoden: Wir verwendeten HEZ von vier verschiedenen Spezies (primäre bovine und porcine HEZ sowie immortalisierte humane und murine HEZ) in unterschiedlichen in vitro-Modellen. Zielparameter waren jeweils nach Zugabe von IFN-beta die Veränderungen der parazellulären Permeabilität von 3H-Inulin und 14C-Sucrose über Endothelzellrasen (humanes, bovines und murines Modell) sowie des transendothelialen elektrischen Widerstands (TEER; porcines und murines Modell).

Ergebnisse: In allen verwendeten in vitro-Modellen zeigte sich eine Stabilisierung der Barriereeigenschaften nach IFN-beta-Zugabe: Eine Vorbehandlung mit IFN-beta führte zu einem signifikanten Rückgang der parazellulären Permeabilität über Endothelzellrasen von humanen, bovinen und murinen HEZ. Des Weiteren fand sich nach IFN-beta-Zugabe ein signifikanter Anstieg des TEER über porcinen und murinen HEZ.

Diskussion: Wir fanden eine konsistente IFN-beta-abhängige Stabilisierung der BHS-Eigenschaften unabhängig von der verwendeten Methode und ebenso unabhängig von der Verwendung von primären oder immortalisierten Endothelzellen in vier verschiedenen Spezies. Dieser anhand von unterschiedlichen in vitro-Modellen nachgewiesene Spezies-unabhängige, stabilisierende Effekt von IFN-beta auf HEZ könnte einen entscheidenden, bisher unterschätzten Beitrag zu den positiven Effekten einer IFN-beta-Behandlung der MS in vivo leisten.