Bedeutung der MAC-1-CD147-Interaktion für Monozyten und Thrombozyten

Abstract

Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Interaktion zwischen dem Macrophage-1 Antigen (MAC-1) und dem Extracellular Matrix Metalloproteinase Inducer (EMMPRIN; syn. CD147). CD147 ist ein Glykoprotein der Immunglobulingruppe. Eine wichtige Funktion von CD147 ist die Induktion von Matrix-Metalloproteasen (MMP), die als Zink-abhängige Proteasen eine wichtige Funktion im Abbau der extrazellulären Matrix spielen und somit eine zentrale Rolle in der Atherosklerose sowie dem kardialen Remodeling einnehmen. Zudem konnte eine Adhäsion zwischen Monozyten, bzw. zwischen Monozyten und Thrombozyten vermittelt durch CD147 bereits nachgewiesen werden. Exprimiert wird CD147 unter anderen auf Monozyten, Thrombozyten und Endothelzellen. MAC-1 ist ein Integrinrezeptor auf der Zellmembran und wird vor allem auf Immunzellen exprimiert. Hier kommt diesem eine wichtige Rolle in der Phagozytose zu. Aber auch in der Adhäsion vom Monozyten und Thrombozyten als zentraler Bestandteil der Atherosklerose wird MAC-1 eine wichtige Funktion zugeschrieben.

Ziel der Arbeit war es, die Interaktion von MAC-1 und CD147 von Monozyten und Thrombozyten zu untersuchen, unter besonderer Berücksichtigung der Bedeutung für der Atherosklerose.

Um die Möglichkeit der Bindung zwischen MAC-1 und EMMPRIN aufzuzeigen wurde ein Bindungs-ELISA durchgeführt. Hier gelang der Nachweis einer spezifischen Bindung bereits bei der geringsten gewählten Konzentration. Als nächster Schritt galt es, die räumliche Anordnung auf der Zellmembran von Monozyten zu untersuchen. Dies erfolgte in einer Fluoreszenzfärbung. In allen angefertigten Aufnahmen konnte eine deutliche Überlagerung der angefärbten Oberflächenproteine nachgewiesen werden. Um anschließend die Bedeutung für zirkulierende Zellen zu untersuchen, erfolgte die Durchführung von Flusskammerversuchen mit humanen Monozyten und Thrombozyten. In den Versuchsgruppen der Zellreihen erfolgte vorab eine Inhibition von je MAC-1 oder CD147, anschließend wurden die entsprechenden Zellen an einer mit entweder MAC-1 oder CD147 beschichteten Oberfläche entlanggeführt. Hier zeigte sich nach Inhibition der Oberflächenproteine eine signifikante Reduktion von adhärenten bzw. stark verlangsamten Monozyten und Thrombozyten, verglichen mit der Kontrollgruppe. Ergänzend erfolgte die Durchführung von statischen Adhäsionsassays. Hierfür wurde die Bindung von murinen CD147+/-- Monozyten an einer MAC-1 beschichteten Oberfläche sowie die Bindung muriner MAC-1-/--Monozyten an einer CD147 beschichteten Oberfläche untersucht. Übereinstimmend mit den Ergebnissen der Flusskammeruntersuchungen zeigte sich auch hier eine signifikante Reduktion der adhärenten Zellen. Um abschließend zu untersuchen, ob MAC-1 eine Induktion vom MMPs hervorruft erfolgte die Durchführung mehrere Zymogramme nach Stimulation von Monozyten mit MAC-1, CD147 und LPS als Kontrollgruppe. In der Auswertung konnte keine signifikant gesteigerte Anzahl an MMPs nach Stimulation mit MAC-1 festgestellt werden.

Im Rahmen dieser Arbeit konnte festgestellt werden, dass die Interaktion zwischen MAC-1 und CD147 für die Adhäsion von Monozyten und Thrombozyten eine zentrale Rolle spielt. So führt die Inhibition eines der Oberflächenproteine zu einer signifikanten Reduktion der Adhäsion von Zellen sowohl an CD147 als auch an MAC-1 beschichteten Oberflächen. Ein spezifisches Bindungsverhalten sowie eine Kolokalisation auf der Zellmembran unterstreichen diese Ergebnisse. Interessanterweise scheint die Funktion von MAC-1 auf ein reines Adhäsionsverhalten beschränkt zu sein. Zu einer Induktion von MMPs, wie sie üblicherweise nach Stimulation mit CD147 auftritt, kam es nicht.

Zusammenfassend konnte im Rahmen dieser Arbeit CD147 erstmalig als neuer Interaktionspartner von MAC-1 identifiziert werden. Basierend auf den Ergebnissen ist es möglich, dass diese Interaktion eine zentrale Rolle in der Pathogenese der Atherosklerose spielt und somit ein potenzielles Ziel möglicher therapeutischer Ansätze darstellt.