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Einleitung: Primäre Nasenschleimhaut (NSH) kann für toxikologische Untersuchungen als repräsentatives Gewebe für die Schleimhaut des oberen humanen Aerodigestivtraktes angesehen werden. Die Entdifferenzierung der NSH-Zellen während der Kultur kann die Aussagekraft allerdings einschränken. Ziel der aktuellen Arbeit war die Etablierung eines NSH-Kulturmodelles, das den in vivo Bedingungen näher kommt als die gängigen Ansätze.

Methoden: Verglichen wurden NSH Monokulturen mit Ko-Kulturmodellen aus NSH, primären Fibroblasten (FB) und mesenchymalen Stammzellen (MSC) mit und ohne Zell-Zellkontakt im Air-Liquid Interface. Die Zelldifferenzierung wurde in der Elektronen-mikroskopie untersucht. Es erfolgten Immunfluoreszenz-Färbungen gegen alpha-Tubulin, E-Cadherin und beta-Catenin. Die Mukusproduktion wurde mit der PAS Färbung überprüft, die Sekretion von Interleukin (IL) 6 und 8 mit dem ELISA. Die Analyse von DNA-Stabilität und -Reparatur erfolgte mit dem Comet-Assay nach Methylmethansulfonat Exposition.

Ergebnisse: Den höchsten Differenzierungsgrad erreichte NSH im mehrschichtigen Ko-Kulturmodell mit Zell-Zellkontakten. Neben klaren Adhärenzstrukturen zeigten sich eine höhere DNA Stabilität und die Fähigkeit, induzierte DNA Schäden zu reparieren. Die Produktion von Mukus war in allen Systemen nachweisbar. MSC-assoziiertes IL 6 wurde als parakriner Proliferationstrigger identifiziert.

Schlussfolgerungen: Das hier vorgestellte, einfach anzulegende Ko-Kulturmodell zeigt im Vergleich zu üblichen NSH Modellen einen hohen Differenzierungsgrad und kommt damit der in vivo Situation nah. Die von MSC und FB sezernierten Zytokine spielen hierbei eine Schlüsselrolle. Das Modell bietet eine Alternative zu aufwändigeren 3D Schleimhautkonstrukten und wird weiter validiert.

Der Erstautor gibt keinen Interessenkonflikt an.