Suat Parta
Dr. sc. hum.
Wirkung von rekombinantem und urinärem follikelstimulierendem Hormon (FSH) auf
Hormonsekretion und Ultrastruktur humaner Granulosa-Lutealzellen sowie
synergistische Effekte von Wachstumsfaktoren auf den
Signalübertragungsmechanismus.
Geboren am 12.12.1961 in Gelibolu (Türkei)
Reifeprüfung am 19.05.1982 in Schwetzingen
Studiengang der Fachrichtunh Biologie / Diplom vom WS 1983 bis WS 1990
Vordiplom am 13.02.1986
Diplom am 02.04.1990
Promotionsfach: Gynäkologie
Doktorvater: Prof. Dr. med. Dr. med. h.c. T. Rabe
In der vorliegenden Arbeit wurde ein Zellkultursystem für humane
präovulatorische Granulosa-Lutealzellen (hGLC) etabliert, die bei
Follikelpunktionen gewonnen wurden. An diesem für Kurz- und Langzeitkulturen
ausgerichteten Zellmodell wurden auf unterschiedlichen Ebenen sowohl die Effekte
von urinärem FSH, d.h. einem FSH-Präparat mit geringer Rest-LH-Aktivität, als
auch die Wirkung von reinem rekombinantem FSH auf humane Granulosa-Lutealzellen
untersucht. Als Funktionsparameter dieser Zellen wurde die Progesteron- und die
Östradiolsekretion bestimmt. Nach Ermittlung von Basisdaten wie
Dosisabhängigkeit, Zelldichte und Zeitkinetik, wurde der Einfluß des
Wachstumsfaktors EGF auf die Proliferation von humanen Granulosa-Lutealzellen
untersucht. Die von der Follikelphase bekannte kogonadotrope Wirkung von IGF-I
auf die FSH-Stimulation sollte am Modell der humanen Granulosa-Lutealzellen
untersucht und die synergistischen Effekte auch in der frühen Lutealphase
gezeigt werden. Mit elektronenmikroskopischen Untersuchungen wurde die Wirkung
von HCG, rekombinantem, urinärem FSH und Forskolin, einem unspezifischen
Aktivator der Adenylatzyklase, auf die Ultrastruktur humaner Granulosa-
Lutealzellen untersucht.
Folgende Ergebnisse wurden erzielt:
Die hGLC reagierten in diesem Zellkultursystem sowohl auf rekombinantes als auch
auf urinäres FSH mit einer dosisabhängigen Erhöhung der Progesteronsekretion.
Zusammen mit aus der In-vitro-Proliferation ermittelten Daten konnte die
luteotrope Wirkung beider FSH-Präparate in vitro demonstriert werden. FSH war
allerdings geringer luteotrop aktiv als das Referenzmolekül HCG. Im direkten
Vergleich beider Präparate konnte hinsichtlich der durch beide Präparate
induzierten Progesteronsekretion kein signifikanter Unterschied festgestellt
werden.
Humane Granulosa-Lutealzellen proliferieren in der Langzeitkultur, wobei die
Progesteronsekretion zeitabhängig deutlich abfällt. Die höchste Stimulierbarkeit
der Progesteronsekretion bei Zugabe von rekombinantem und urinärem FSH besaßen
die Zellen nach 10 Tagen, bei Zugabe von HCG nach 13 Tagen. Nach 16-18 Tagen
konnten die humanen Granulosa-Lutealzellen mit FSH und nach 20-35 Tagen mit HCG
nicht mehr stimuliert werden. Mit Forskolin hingegen ließen sich die Zellen nach
> 40 Kulturtagen immer noch stimulieren.
EGF stimuliert sowohl das Wachstum als auch die Progesteronsekretion der humanen
Granulosa-Lutealzellen. Im Verlauf kommt es zu einer Verkleinerung und Abrundung
der humanen Granulosa-Lutealzellen.
Durch Kostimulation humaner Granulosa-Lutealzellen mit FSH und IGF-I konnte die
Progesteron- und Östradiolsekretion im Gegensatz zur HCG-Stimulation auch noch
in der späten Lutealphase gesteigert werden. Durch die synergistische Wirkung
des IGF-I waren die humanen Granulosa-Lutealzellen in der Lage, annähernd die
gleiche Progesteronmenge wie bei der HCG-Stimulation zu sezernieren. Dabei
zeigte das urinäre FSH vor allem bei der niedrigeren Dosis von 0,1 IE/mL eine
geringfügig stärkere Stimulationspotenz als das rekombinante FSH.
Die Ultrastruktur der mit HCG, rekombinantem und urinärem FSH und Forskolin
stimulierten humanen Granulosa-Lutealzellen zeigte im Vergleich zu
Kontrollzellen folgendes Bild: Als Ausdruck der sekretorischen Aktivität kommt
es zu einer starken Vermehrung der Lipidtropfen. Eine Umstrukturierung zwischen
einzelnen Zellorganellen, sowohl eine enge Assoziation zwischen Lipidtropfen und
Mitochondrien, als auch zwischen endoplasmatischem Retikulum und Mitochondrien
war zu beobachten. Die mit beiden FSH-Präparaten stimulierten humanen Granulosa-
Lutealzellen zeigten im Kernbereich starke Veränderungen. Es kam zu Faltungen
der Kernmembran und zur partiellen Marginalisierung von Heterochromatin. Etwas
abgeschwächt trat dieser Effekt auch bei der Stimulation mit HCG auf.
Die Wirkung von FSH auf die Ultrastruktur humaner Granulosa-Lutealzellen konnte
in dieser Arbeit demonstriert werden. Der elektronenmikroskopische Vergleich der
FSH-Stimuation mit der Forskolin-Stimulation weist auf eine Beteiligung
alternativer Signaltransduktionsmechanismen neben der Adenylatzyklaseaktivierung
durch FSH hin.
Schlußfolgerung:
FSH ist ein Luteotropin: Es stimuliert die Progesteronsekretion humaner
Granulosa-Lutealzellen, ist somit an der Corpus-luteum-Funktion beteiligt und
trägt letztlich zur Entstehung einer Schwangerschaft bei.
Das FSH wird in seiner luteotropen Wirkung von Wachstumsfaktoren unterstützt.
Der stimulierende Effekt von EGF auf Proliferation, Progesteronsekretion und die
veränderte Morphologie der humanen Granulosa-Lutealzellen nach Stimulation mit
EGF sprechen für eine physiologische Bedeutung von EGF bei der Corpus-luteum-
Funktion. Die luteotrope Wirkung des FSH wird durch den als kogonadotrop
wirkenden Wachstumsfaktor IGF-I zusätzlich synergistisch verstärkt.
Die Wirkung von FSH auf die Ultrastruktur humaner Granulosa-Lutealzellen wurde
in dieser Arbeit erstmals gezeigt. Der Vergleich mit einer Forskolin-Stimulation
bringt neben der hauptsächlichen Adenylatzyklaseaktivierung Hinweise auf
alternative Signaltransduktionsmechanismen der FSH-Wirkung. Weiterhin läßt das
ultrastrukturelle Erscheinungsbild der humanen Granulosa-Lutealzellen kombiniert
mit deren Progesteronsekretion auf eine unterschiedliche Stimulation der
Steroidsynthese und -sekretion durch HCG, FSH und Forskolin schließen.
Rekombinantes und urinäres FSH unterscheiden sich nicht in ihrer Wirkung auf
Progesteron-und Östradiolsekretion sowie auf die Ultrastruktur humaner
Granulosa-Lutealzellen. Trotz unterschiedlicher Glykolisierung der beiden FSH-
Moleküle und eines Rest-LH-Anteils im urinären FSH ließen sich keine
signifikanten Unterschiede in der biologischen Wirkung auf humane Granulosa-
Lutealzellen zeigen.
