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Erschienen in:
01.06.2012 | Originalien
Vernetzung einer humanen künstlichen Hornhaut durch Induktion von Tissue-Transglutaminasen
Erschienen in: Die Ophthalmologie | Ausgabe 6/2012
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Ziel
In den letzten Jahren wurden viele 3-dimensionale humane Hornhautmodelle entwickelt, die eine fehlende Vernetzung und mangelnde Festigkeit im Stroma aufweisen. Transglutaminasen (Tgasen) sind Kalzium-abhängige Proteine, die bei der Vernetzung des Hornhautstromas eine entscheidende Rolle spielen. Ziel dieser Arbeit ist herauszufinden, inwieweit eine Vernetzung des Stromas einer künstlichen Hornhaut in vitro durch Tissue-Transglutaminasen (Tgasen) induzierbar ist.
Material und Methoden
Für die Konstruktion der Hemikornea wurden humane SV40-Adenovektor-transformierte Korneaepithelzellen (HCE) und humane SV40-Adenovektor-transformierte Korneakeratozyten (HCK) kultiviert. Konfluente HCK-Zellen wurden für 24 h, mit unterschiedlichen Konzentrationen von TGF-b1, 2 und 3 („transforming growth factor beta“) sowie anderen Wachstumsfaktoren behandelt. Die behandelten Zellen wurden mit unbehandelten Zellkulturen verglichen. Die Quantifizierung der Expression der Tgase durch die humanen Keratozyten wurde auf der mRNA-Ebene („Real-time-PCR“) als auch auf der Proteinebene (Western-Blot, Immunhistochemie, extrazelluläre Transglutaminasenaktivität) untersucht.
Ergebnisse
Alle verwendeten Konzentrationen und Isoformen von TGF-b zeigten einen signifikanten Anstieg der Tgase-mRNA, Tgase-Proteine und Tgase-Aktivität. Diese blieb unverändert nach Behandlung mit anderen Wachstumsfaktoren verglichen mit unbehandelten Kontrollzellen. Nach Behandlung der Hemikorneakonstrukte mit entsprechenden TGF-b2-Konzentrationen zeigte sich eine starke Kontraktion und Eintrübung im Vergleich zum Ausgangspunkt.
Schlussfolgerung
Es wurde zum ersten Mal gezeigt, dass TGF-b eine starke Expression von Transglutaminase in HCK-Zellen induziert. Dieser Effekt führte zu einer unerwünschten Kontraktion und Eintrübung in unserem humanen Hemikorneamodell. Weitere Versuche sind notwendig, um festzustellen, ob es möglich ist, die Induktion der Tgasen in den HCK-Zellen der Konstrukte erfolgreich zu regulieren.