Modulation TGFb-induzierter Myofibroblasten-Transdifferenzierung

Hintergrund: Ein wesentliches Problem nach fistulierender Glaukomoperation stellt die Vernarbung des Sickerkissens mit Verlust der Filtrationsfunktion dar. Auf zellulärer Ebene ist dieser Vorgang durch die Transdifferenzierung von subkonjunktivalen Tenonfibroblasten zu kontraktilen Myofibroblasten gekennzeichnet. Pathogenetisch sind hierfür Hormone aus der TGFb-Familie verantwortlich. In Fibroblasten führen diese zur Neusynthese von glattem Muskel-Aktin (smooth muscle actin, SMA), einem Markergen für Myofibroblasten, zur vermehrten Synthese von extrazellulärer Matrix sowie zur Ausbildung intrazellulärer Stressfasern mit Kontraktion der extrazellulären Matrix.

Unser Ziel ist es, die molekularen Mechanismen, die an der TGFb-vermittelten Myofibroblasten-Transdifferenzierung beteiligt sind, näher zu charakterisieren.

Methoden: Humane Tenonfibroblasten (HTF) wurden in Zellkultur expandiert, mit rekombinant hergestellten TGFb1 stimuliert und die Aktivierung der Mitogen-aktivierten Proteinkinasen ERK und p38 sowie des SMAD-Signalweges mittels Westerblot biochemisch untersucht. Die Expression von SMA als Markergen für Myofibroblasten wurden ebenfalls durch Westernblot analysiert. Die Kontraktilität der HTF wurde durch Gelkontraktionsversuche bestimmt, die Ausbildung von Stressfasern durch Immunfluoreszenz dargestellt.

Ergebnisse: TGFb bewirkt eine biphasische p38-Aktivierung mit einer frühen, temporären Aktivierung sowie einer zweiten, anhaltenden p38-Aktivierung. Die ERK- und SMAD-Signalkaskaden werden hingegen nur vorübergehend aktiviert. Eine vermehrte SMA-Expression ist nach 48h zu beobachten. Die durch TGFb-induzierte myofibroblastäre Transdifferenzierung mit vermehrter SMA-Expression, erhöhter Kontraktilität und Ausbildung von intrazellulären Stressfasern kann durch Inhibitoren des p38-Signalweges gehemmt werden.

Diskussion: Die vermehrte SMA-Expression in HTF nach ca. 48h folgt zeitlich der zweiten anhaltenden p38-Aktivierung. Durch selektive p38-Inhibitoren lassen sich einzelne Aspekte der TGFb-induzierten Transdifferenzierung zu Myofibroblasten hemmen. Beides deutet auf eine zentrale Beteiligung des p38-Signalweges in der TGFb-abhängigen Vernarbungsreaktion hin. Über die Modulation einzelner Signalwege mittels spezifischer Inhibitoren erscheint eine Reduktion der Vernarbung möglich.