Effekte des immunsuppressiven Zytokins TGF-b1 auf ein Gliom-Modell in vitro

Hintergrund: Das Gliom-assoziierte Zytokin, TGF-b1, stimuliert sowohl Invasion und Angiogenese des Tumors, es ist im Plasma von Patienten mit malignen Gliomen erhöht. Die Produktion dieses immunsuppressiven Zytokins wird auch in Gliom-Tumorzelllinien in vitro gemessen. Astrozytom-Zellen, wie auch Astrozyten, bilden ein funktionelles Synzytium über gap junctions aus. Diese Kopplung über gap junctions, welche aus Connexin43 (Cx43) aufgebaut sind, ist wichtig für den Erhalt der zerebralen Homöostase. In der Zirkumferenz von Glioblastomen wird ein erhöhter Anteil von Mikroglia gefunden. In unserem Experiment wurden die entzündlichen Veränderungen in der Zirkumferenz durch eine Astrozyten/Mikroglia Ko-Kultur mit hohem Mikrogliaanteil (30%) nachgestellt.

Diese Studie untersucht den Effekt von TGF-b1 auf die funktionelle Kopplung, das Membranruhepotential (MRP) und die Cx43 Expression in einer glialen Ko-Kultur sowie eine F98 Ratten-Tumorzelllinie.

Methode: Rattenastrozyten mit 30% Mikrogliaanteil (M30) und F98 Ratten-Gliom-Zellen wurden mit TGF-b1 (5ng/ml, 10ng/ml) über 24h inkubiert. Das MRP wurde mittels Patch Camp Technik bestimmt. Über intrazellulärer Applikation von Luzifer Gelb konnte die funktionelle Kopplung der Zellen bestimmt werden. Immunhistochemisch wurde das Protein Cx43 nachgewiesen und Menge sowie Aktivierungsgrad der Mikroglia detektiert.

Ergebnisse: Im Vergleich zu den unbehandelten M30 Kulturen zeigen die mit TGF-b1 behandelten M30 Zellen eine signifikante Hyperpolarisation (p≤0,0001), sowie eine Erhöhung der funktionellen Kopplung (p≤0,0001) und der Cx43 Expression. Diese Veränderung wurde von einer mikroglialen Deaktivierung begleitet. Inkubation der F98-Gliomzelllinie mit TGF-b1 resultierte in einer reduzierten funktionellen Kopplung und erniedrigten Cx43 Expression sowie einer astroglialen Depolarisation.

Diskussion: Die Tumorzellen reagieren entgegengesetzt zu den M30 Zellen auf die Inkubation durch TGF-b1 mit einer Reduktion der funktionalen Kopplung. Die immunsuppressive Wirkung von TGF-b1 auf den Aktivierungsgrad der Mikroglia sowie die erhöhte funktionelle Kopplung in der M30 Kultur, welche die Tumorzirkumferenz widerspiegelt, könnte sich positiv auf das Wachstum des Tumors auswirken. Diese in vitro Veränderungen werden als ein möglicher Mechanismus angesehen, über den TGF-b1 die immunologische Erkennung des Tumors in vivo verringert und die Migration, Invasion und Proliferation des Tumors begünstigt.