Elke Christina Stier
Dr.med.
Aktivierung mononukleärer Zellen an der Oberfläche unterschiedlicher
Dialysemembranen: in vitro Untersuchungen
Geboren am 28.10.1965 in Heidelberg
Reifeprüfung am 12.06.1985 in Wiesloch
Studiengang der Fachrichtung Medizin vom WS1985 bis WS1992
Physikum am 25.08.1987 in Homburg/Saar
Klinisches Studium in Heidelberg
Praktisches Jahr in Bruchsal
Staatsexamen am 13.05.1992 an der Universität Heidelberg
Promotionsfach: Innere Medizin
Doktorvater: PD Dr. med. M. Zeier
Es war das Ziel der vorliegenden Untersuchungen, in einem neu erarbeiteten, gut
standardisierten in vitro-Testsystem, bei statischem Membrankontakt mit Blutzellen
nierengesunder Spender, drei Prüfparameter als Indikatoren der Zellaktivierung abzufragen:
A) Die akute Transkription von aktivierungsrelevanten Genen wie c-fos, c-myc etc. (nucleäre
Run on-Reaktion)
B) Die Produktion von Mediatorsubstanzen wie PGE2, IL-1ß, TNF α und TXB2
C) Zell-Morphologie und Expression von aktivierungsrelevanten Oberflächenmarkern
Verglichen wurde Cuprophan (CU), Polyacrylnitril (AN69) und Polycarbonat/Polyether
(PC/PE)-Membranen. Hierbei stellt die erstere typische Hydrogel-Struktur, die letztere eine
Mikrodomänen-Struktur mit hydrophilen und hydrophoben Bezirken dar.
Im Einzelnen wurden folgende Befunde erhoben:
1. Transkription
Der serumfreie Kontakt mononukleärer Zellen mit Cuprophan führte bei Inkubation mit 32P-
UTP im unterschiedlichen Zeitgang zur Transkription der Gene von IL1ß, IL6, c-fos, c-myc,
c-june, t-PA, u-PA und HMWK (high molecular weight kininogen). Die Methodik erwies sich
insgesamt, wegen der hohen Sensitivität gegenüber Zellaktivierung während das
Präpariervorganges, als Prüfmethode ungeeignet.
2. Freisetzung von PGE2 und Zytokinen
Sowohl in Monozyten , als auch in Präparationen mononukleärer Zellen nierengesunder
Spender führte statischer Kontakt mit Cuprophan und Polyacrylonitril, weit weniger
ausgeprägt der Kontakt mit Polycarbonat/Polyether, zu einem reproduzierbaren Anstieg von
PGE2 in den Zellüberstand.
Für die Zytokine TNFα und IL-1ß konnte eine gleiche Reihung nach kurzem Kontakt mit den
Dialysemembranen gesehen werden, und zwar Cuprophan>AN69>PC/PE. Die Werte waren
wiederum bei verschiedenen nierengesunden Spendern reproduzierbar.
3. Zellmorphologie
Sowohl in der Phasenkontrastmikroskopie nach Trypanblau-Färbung, wie in der
Elektronenmikroskopie, Cryosputtering, als auch im APAAP-Nachweis zeigten sich
übereinstimmend zu den oben genannten Ergebnissen bei den untersuchten Membranen
unterschiedliche Adhäsions- und Vitalitätsmuster. Dies zeigte sich zum Einen in vermehrter
Sedimentation der mononukleären Zellen auf einer Cuprophan-Membran, weniger auf der
Membran mit Mikrodomänen-Struktur. Vermehrte Ausbildung von Podozyten als Zeichen der
Zellaktivierung war bei der Cuprophanmembran deutlicher als bei der PC/PE-Membran.
In allen Ebenen der Zellaktivierung wurde die Biokompatibilität der verschiedenen
Dialysemembranen untersucht. Es zeigt sich, daß Membranen mit Hydrogelstruktur (wie die
in der Routine noch häufig benutzte Cuprophan-Membran) eine deutlich schlechtere
Biokompatibilität aufweisen, als die Membranen mit Mikrodomänen-Struktur (wie die
PC/PE-Membran Gambrane). In Zukunft werden somit aufgrund der erzielten Ergebnisse die
Membranen mit Hydrogel-Struktur wohl von den biokompatibleren Membranen mit
Mikrodomänen-Struktur verdrängt werden.
